PL217713B1 - Sposób modyfikacji naturalnej kawy ziarnistej - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania kawy o obniżonej zawartości substancji drażniących w szczególności C-5HT i wysokiej zawartości przeciwutleniaczy na drodze modyfikacji naturalnej kawy ziarnistej.

Kawa naturalna zawiera ponad 900 substancji chemicznych m.in. substancje odpowiedzialne za walory smakowe kawy oraz substancje korzystnie oddziaływujące na organizm człowieka. Podstawowym procesem przygotowania kawy do spożycia jest jej palenie. W trakcie tego procesu ma miejsce szereg złożonych procesów chemicznych w wyniku, których część substancji ulega rozłożeniu a część skomplikowanym przemianom. Odpowiedni sposób przeprowadzenia tego procesu decyduje zarówno o walorach smakowych jak i zdrowotnych kawy.

Badania wykazały, że szczególne znaczenie dla zdrowia mają substancje o właściwościach przeciwutleniających. Substancje te można podzielić na dwie zasadnicze grupy charakteryzujące się różnym mechanizmem powstawania. Do pierwszej grupy można zaliczyć związki powstające w trakcie obróbki termicznej kawy, które są produktem reakcji grup karbonylowych cukrów z grupami aminowymi aminokwasów. Skład chemiczny produktów reakcji jest zmienny i zależny od składu reagentów i warunków reakcji i są związane ze składu węglowodanowego i białkowego ziaren kawowych. W trakcie procesu palenia ilość tych substancji wzrasta.

Do drugiej grupy można zaliczyć występujące w ziarnie nie palonym polifenole. Naturalne ziarna kawowe są bogatym źródłem substancji fenolowych. W trakcie procesu palenia kawy następuje spadek zawartości substancji polifenolowych na skutek ich termicznego rozkładu. Właściwości przeciwutleniające kaw decydują o ich wartości prozdrowotnej.

Z drugiej strony kawa zawiera szereg substancji drażniących, których obecność jest niepożądana. W szczególności są to N-alkanylo-5-hydroksytryptamidy określane jako C-5HT. Zmniejszenie zawartości tych związków ma decydujące znaczenie dla walorów prozdrowotnych kawy. Badania wykazały, że jako niskodrażniące uznaje się kawy o zawartości C-5HT poniżej 400 mg na 1000 g.

Jedną z metod obniżania zawartości C-5HT jest traktowanie kawy zielonej gorącą parą wodną jednakże ubocznym skutkiem tej metody jest obniżenie walorów sensorycznych takich kaw.

Zawartość C-5HT ulega obniżeniu również w trakcie procesu palenia jednakże zmiany te są stosunkowo niewielkie i wymagają stosowania wysokich temperatur i długiego czasu.

W patencie polskim PL157431 ujawniono sposób obniżania zawartości C-5HT polegający na zdejmowaniu zewnętrznej otoczki ziaren przed ich prażeniem, przy czym minimalną ilością, którą należy usunąć są 2% masy ziarna a zaleca się zdejmowanie do 10%. Ujemną stroną tej metody są duże straty masy kawy.

Ujawniony w patencie PL175806 sposób poprawy jakości naturalnej kawy również wykorzystuje efekt usuwania części otoczki, przy czym ilość usuwanej otoczki jest mniejsza niż 2%, jednakże poziom substancji drażniących w tak modyfikowanej kawie jest wysoki i przekracza 400 mg C-5HT na 1000 g kawy.

Celem wynalazku było opracowanie sposobu obniżania zawartości C-5HT poniżej 400 mg na 1000 g kawy przy jednoczesnym zachowaniu wysokich walorów prozdrowotnych oraz sensorycznych.

Nieoczekiwanie okazało się, że stosując odpowiedni reżim technologiczny można sterować rozkładem substancji z grupy związków C-5HT i uzyskać poziom ich zawartości poniżej 400 mg na 1000 g przy jednoczesnym zachowaniu wysokich walorów prozdrowotnych oraz sensorycznych. Sposób według wynalazku polega na paleniu kawy naturalnej lub mieszanki kaw naturalnych poddanych uprzedniemu usunięciu zewnętrznej otoczki, przy czym usuwa się od 1,3 do 2% masy ziarna korzystnie 1,3 - 1,8% przy zachowaniu ścisłego reżimu ogrzewania podczas palenia. Palenie przebiega przy zachowaniu następującego reżimu zmiany temperatury powietrza dostarczanego do prażalnika. Piec rozgrzewa się do temperatury 200 - 210°C, a następnie wprowadza się wsad kawy naturalnej z której uprzednio usunięto część otoczki w ilości od 1,3 do 2% masy ziarna. Po załadowaniu wsadu kawy następuje znaczne obniżenie temperatury na skutek wprowadzenia do prażalnika zimnych ziaren przy czym nie można dopuścić do spadku temperatury poniżej 120°C. Następnie po upływie od 90 do 120 sekund od początku procesu rozpoczyna się stopniowe łagodne podgrzewanie całego wsadu z prędkością od 0,16 do 0,22°C na sekundę do temperatury od 196 do 205°C po czym gwałtownie ochładza się dodając wodę w ilości od 18 do 21% wsadu. Wodę rozpyla się w prażalniku po czym upaloną kawę wysypuje się na sita w celu

PL 217 713 B1 schłodzenia jej do temperatury otoczenia. Czas prażenia sposobem według wynalazku wynosi od

550 - 700 sekund.

Kawa otrzymana sposobem według wynalazku charakteryzuje się niską zawartością C-5HT poniżej 400 mg na 1000 g ziarna. W tabeli podano przykładową charakterystykę kawy palonej sposobem według wynalazku, uzyskanej z mieszanki kaw o składzie Peru 50%, Kolumbia 30%, Etiopia 20%. Próby 1-4 odpowiadają kawom, które przed paleniem zostały obłuszczone z ubytkiem masy 1,8% a próby 5-7 z ubytkiem masy 1,3%.

T a b e l a

Próba	Zawartość C-5HT [mg/1000 g kawy]	PH	Ocena sensoryczna przeprowadzona wg ISO 6668; 2008
Zapach	Aromat	Smak
1	263	5,35	właściwy, charakterystyczny, czysty	bardzo aromatyczny	właściwy, łagodny, czysty, kwaskowaty, pełny, mocny
2	275	5,61	jw.	bardzo aromatyczny	właściwy, łagodny, czysty, kwaskowaty, pełny, mocny
3	255	5,63	jw.	bardzo aromatyczny	właściwy, łagodny, czysty, kwaskowaty, pełny, mocny
4	225	5,51	jw.	bardzo aromatyczny	właściwy, łagodny, czysty, kwaskowaty, pełny, mocny
5	338	5,56	jw.	aromatyczny	właściwy, dostatecznie łagodny, czysty, lekko kwaskowaty, mocny
6	355	5,65	jw.	aromatyczny	właściwy, dostatecznie łagodny, czysty, lekko kwaskowaty, mocny

Sposób według wynalazku ilustrują przykłady realizacji.

P r z y k ł a d 1

183 kg mieszanki kaw zielonych o składzie Peru 50%, Kolumbia 30% i Etiopia 20% poddano obłuszczeniu w obłuskiwaczu do otrzymania ubytku masy w ilości 1,8% wagowych, a następnie oddzielono odpad.

Następnie, kawę, poddano procesowi palenia w prażalniku bębnowym o temperaturze początkowej 210°C. Po zasypaniu do prażalnika 180 kg obłuskanej kawy zielonej temperatura obniżyła się do 120°C w 120 sekundzie od początku procesu, od tego momentu ogrzewano kawę podwyższając jej temperaturę ze średnią prędkością przyrostu temperatury 0,19°C do momentu uzyskania temperatury 204°C. Proces palenia trwał 560 sekund po czym dodano 38 dm wody i wysypano na sito.

Kawa po upaleniu charakteryzowała się zawartością 311 mg C-5HT na 1000 g kawy. Po zmieleniu przygotowano napar (10 g kawy/200 ml wody). Otrzymany napój charakteryzował się zharmonizowanym łagodnym smakiem i silnym, przyjemnym aromatem.

P r z y k ł a d 2

182,3 kg kawy zielonej Etiopia poddano obłuszczeniu w obłuskiwaczu do otrzymania ubytku masy w ilości 1,3% wagowych, a następnie oddzielono odpad.

Następnie, kawę, poddano procesowi palenia w prażalniku bębnowym o temperaturze początkowej 210°C. Po zasypaniu do prażalnika 180 kg obłuskanej kawy zielonej temperatura obniżyła się do 125°C w 110 sekundzie od początku procesu, od tego momentu ogrzewano kawę podwyższając jej temperaturę ze średnią prędkością przyrostu temperatury 0,21°C do momentu uzyskania temperatury 201°C. Proces palenia trwał 551 sekund po czym dodano 38 dm wody i wysypano na sito.

Kawa po upaleniu charakteryzowała się zawartością 338 mg C-5HT na 1000 g kawy. Po zmieleniu przygotowano napar (10 g kawy/200 ml wody). Otrzymany napój charakteryzował się zharmonizowanym łagodnym smakiem i silnym, przyjemnym aromatem.

Claims (2)

1. Sposób modyfikacji naturalnej kawy ziarnistej polegający na obniżeniu zawartości C-5HT na drodze obłuskiwania ziarna oraz prażeniu, znamienny tym, że kawę zieloną lub mieszankę kaw zielonych poddaje się procesowi obłuszczania do utarty od 1,3 do 2% masy a następnie paleniu ich w piecu przy zachowaniu reżimu temperatur według następującego algorytmu: kawę zasypuje się do prażalnika o temperaturze od 200 do 210°C, a następnie po upływie od 90 do 120 sekund rozpoczyna się jej ogrzewanie podnosząc temperaturę ze średnią prędkością od 0,45 do 0,55°C na sekundę do czasu uzyskania temperatury od 196 do 205°C, po czym dodaje się wodę w celu schłodzenia upalonej kawy.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kawę obłuszcza się do utraty od 1,3 do 1,8% masy.