Co się dzieje z ziarnem kawy podczas procesu palenia?

Jeśli kiedykolwiek zdarzyło się Wam trzymać w dłoni zielone ziarna kawy, pewnie zwróciliście uwagę, jak bardzo nie przypominają one klasycznych brązowych fasolek z reklam :). Ani kruchością, ani zapachem, ani w żadnym wypadku też kolorem. To właśnie proces palenia kawy sprawia, że niepozorne, twarde ziarno zaczyna pachnieć czekoladą, karmelem czy owocami. Z niezdatnego do spożycia surowca, zmienia się w aromatyczne źródło kofeinowego naparu mocy! 

Zobaczmy więc, co dokładnie przechodzi ziarno kawy podczas palenia. Przejdźmy kolejno przez wszystkie etapy, odkrywając, jak w kontrolowany sposób powstaje smak kawy! 

Dlaczego zielone ziarno kawy nie pachnie jak kawa? 

Zacznijmy od podstaw. Zielone ziarno (czy to arabika czy robusta) zawiera między innymi: wodę, polisacharydy, tłuszcze, aminokwasy, kwasy chlorogenowe i setki związków chemicznych. Większość z nich to tak zwane prekursory aromatu, co oznacza, że potencjał smakowy zielonego ziarna jest uwięziony wewnątrz. Nie pachnie ono klasycznymi aromatami kojarzonymi z parzoną kawą, może trochę da się wyczuć obróbkę, a jest dużo cięższe (ze względu na większą gęstość). Jak więc wydostać ten aromat? Dodać ziarnu energii :) 

Dopiero wysoka temperatura uruchamia reakcje chemiczne, które tworzą tysiące nowych lotnych cząsteczek aromatycznych. Bez tego nie ma kawy w takim sensie, w jakim ją znamy. Właśnie dlatego palenie kawy jest jednym z ważniejszych etapów w całym łańcuchu produkcji. 

Etapy procesu palenia kawy - krok po kroku 

Choć każdy roaster praży ziarna wedle własnych profili - etapy palenia kawy pozostają niezmienne. W zależności od rodzaju nasion, różnią się czasem i intensywnością. Każdy z nich ma swoje znaczenie w całym procesie, przekładając się na końcowy profil kawy. 

1. Suszenie (drying & yellowing) 

Na początku ziarno trafia do rozgrzanego bębna pieca. Temperatura rośnie, a pierwszym zadaniem jest odparowanie nagromadzonej wilgoci. Zielona kawa, w zależności od świeżości i warunków przechowywania, może mieć od 8 do 12 procent wilgotności. 

W tej fazie ziarno stopniowo zmienia kolor z zielonego na żółty (stąd określenie yellowing). Zapach przypomina siano lub mokrą trawę, przechodząc w nieco zbożowy. Koniec etapu, oznacza pełne odparowanie wody z ziarna i wejście w kolejny etap palenia. 

2. Brązowienie (browning lub Maillard)

Gdy temperatura przekracza około 160 stopni Celsjusza, zaczyna się coś znacznie ciekawszego. Uruchamia się reakcja Maillarda. 

Reakcje chemiczne pomiędzy aminokwasami a cukrami, tworzą nowe związki aromatyczne. Ziarno stopniowo brązowieje i pęcznieje. Zaczyna pachnieć pieczonym chlebem, tostami, karmelem, czasem nawet też orzechami. Wewnątrz każdego nasionka rośnie ciśnienie, gdyż para wodna i gazy nie mają gdzie uciec. To moment intensywnego budowania struktury smaku. 

3. Pierwsze pęknięcie (first crack) 

Po pewnym czasie brązowienia, z pieca dochodzą charakterystyczne trzaski - pojedyncze, potem coraz intensywniejsze - przypominające pękający popcorn. To tak zwany first crack! 

Co się wtedy dzieje? Ciśnienie wewnątrz ziarna staje się tak duże, że jego struktura pęka. Uwalnia się para wodna i dwutlenek węgla, a objętość nasiona gwałtownie rośnie. Od tego momentu liczymy czas rozwijania się profilu danego ziarna. 

4. Rozwijanie (development) 

Czas między początkiem pierwszego cracku, a zakończeniem palenia - dosłownie wyrzuceniem ziarna z pieca - to tak zwane rozwinięcie. To tutaj roaster decyduje, jak jasno będzie wypalona dana kawa i jakie cechy profilu oraz balans smaku w niej zachować. 

Zbyt krótki development może pozostawić strączkowe, nie do końca rozwinięte kawy. Zbyt długi - zdominuje profil goryczą. Trzeba trafić w odpowiedni moment, aby zachować to co najlepsze, dopasowane do odpowiedniego sposobu parzenia. Właśnie w tej fazie proces palenia kawy nabiera indywidualnego charakteru. To jednak nie zawsze jest ostatni etap. 

5. Drugie pęknięcie (second crack) 

Im wyższa temperatura w naszym developmencie, tym większa szansa, że usłyszymy też drugi crack. Te trzaski są cichsze, a kawa po tym momencie zaczyna palić się zdecydowanie szybciej. Struktura komórkowa ziarna zaczyna się rozpadać, coraz większy udział w profilu smakowym zyskuje gorycz. 

Profil smakowy przesuwa się w stronę nut dymnych i prażonych, kwasowość wyraźnie spada. W tym momencie łatwo przekroczyć cienką granicę między ciemnym paleniem - a spaleniem ziarna. 

Reakcja Maillarda i karmelizacja 

Reakcja Maillarda to jeden z kluczowych procesów chemicznych zachodzących podczas palenia kawy. To właśnie ona w dużej mierze odpowiada za to, że ziarno zaczyna pachnieć jak kawa. 

W uproszczeniu - nasze maillardy - to cukrami reagujące z aminokwasami pod wpływem wysokiej temperatury. W piecu zaczyna się w okolicach 160°C, nabierając intensywności w

fazie brązowienia. W jej wyniku powstają setki nowych związków aromatycznych, a także melanoidyny - związki odpowiedzialne za brązowy kolor ziaren :). 

Dzięki reakcji Maillarda w palonej kawie pojawiają się nuty karmelowe, czekoladowe czy orzechowe. Czym się więc różni ona od procesu karmelizacji? 

Reakcja Maillarda zachodzi między cukrami a aminokwasami. Karmelizacja zaś dotyczy wyłącznie cukrów i zachodzi w wyższych temperaturach. W kawie oba procesy występują równolegle, ale to reakcja Maillarda odpowiada za większą część złożoności aromatycznej. 

First crack i second crack - co oznaczają dla profilu smakowego? 

First crack to pierwszy wyraźny, akustyczny sygnał, że proces palenia wchodzi w decydującą fazę. Od tego momentu kawa nadaje się już do parzenia, gdyż struktura ziarna pozwoli na jego zmielenie, bez ryzyka uszkodzenia młynka ;). Zakończenie palenia krótko po pierwszym pęknięciu daje jasny profil: 

• z wyższą kwasowością, 
• wyraźnymi nutami owocowymi 
• i większą transparentnością terenów pochodzenia. 

Zbyt krótki czas palenia, może się wiązać z brakiem rozwinięcia ziarna - kawa może być odbierana jako płaska i „surowa” w smaku. 

Second crack pojawia się w temperaturze wyższej niż ten pierwszy. Trzaski są drobniejsze i następują znacznie szybciej. To moment, w którym struktura ziarna zaczyna ulegać rozpadowi chemicznemu, a reakcje przechodzą w fazę intensywnej degradacji. 

Profil przesuwa się wyraźnie w stronę: 

• goryczy, 
• obniżonej kwasowości, 
• o zatartych różnicach między krajami pochodzenia 

Im dłużej palimy po drugim cracku, tym bardziej dominują nuty palone nad naturalnym charakterem ziarna. 

Stąd w kategorii specialty, często kończy się palenie jeszcze przed drugim crackiem. 

Proces palenia kawy to precyzyjna transformacja chemiczna ziaren. Rozumiejąc, co dzieje się z ziarnem kawy podczas palenia, łatwiej świadomie wybierać profil dopasowany do własnych preferencji. Świadomych wyborów i smacznych kawek! 

またね、 

問題

Literatura: 

[] Christine Cottrell, Perfect espresso: barista bible - second edition, Coffee Education Network, Australia 2013. 

[] Ika Graboń, Kawa. Instrukcja obsługi najpopularniejszego napoju na świecie, Otwarte, Kraków 2017 

[] Rob Hoos, Modulating the Flavour Profile of Coffee, 2015 

[] https://density.coffee/coffee-roast-levels-chart 

[] https://www.sciencedirect.com/science/chapter/edited-volume/abs/pii/B9780124095175000176