Так ли важно измерять водную активность в зеленом кофе

Когда экспортер отправляет кофе обжарщику, он проверяет качество, вкус и влажность зерна. Обжарщик платит за этот кофе, но в итоге может получить плохой продукт: зерно покрывается плесенью в пути или быстро состаривается при хранении на складе. И дело тут не в халатности экспортера. Виной тому — высокая водная активность.

В статье разбираемся, что такое водная активность, как ее измеряют и нужно ли это делать на самом деле.

Влажность и водная активность: в чем разница

Содержание влаги (влажность) — это термин, который мы часто слышим в кофейной индустрии. Уровень влажности важно знать, поскольку кофейные зерна содержат разное количество воды на разных этапах производства. После обработки мытый кофе обычно имеет влажность 45–50 %, а после сушки — в пределах 10–12 %.

В зерне содержится два типа воды.

• Свободная вода. Это вода, которую можно извлечь, если разрезать, сжать или нагреть зерно (конденсация). Ферменты могут работать, только если в зерне есть свободная вода. А бактерии используют ее для своей жизнедеятельности. Поэтому ферментация возможна только при наличии свободной воды в зерне.

• Связанная вода. В отличие от свободной воды, связанную нельзя извлечь. Она прочно соединилась с полимерами, белками, углеводами и другими неводными компонентами зерна. Для ферментов и бактерий она недоступна, поэтому не участвует в ферментации.

Есть еще такое понятие, как водная активность (Aw) — отношение давления паров воды над зерном к давлению паров над чистой водой при стандартных условиях.

Чтобы лучше понять, что такое водная активность, представьте наполовину заполненный чистой водой герметичный контейнер. На эту воду давит воздух, который находится в контейнере. Это давление составляет чуть более 1 бар.

Однако часть воды испаряется — образуется водяной пар, который тоже давит на воду. Теперь в этой системе около 0,03 бар давления приходится на водяные пары — это парциальное давление паров чистой воды.

Теперь представьте себе ту же систему, но с соленой водой в контейнере вместо чистой. Часть воды связана с ионами соли, поэтому испарение уменьшается. Парциальное давление водяных паров в этой системе ниже.

Водная активность соленой воды определяется как соотношение этих двух давлений — в системе с соленой водой и в системе с чистой водой. Поскольку меньше соленой воды переходит в воздух, водная активность в этой системе ниже.

Максимальный показатель водной активности — у чистой воды. © unsplash.com

Таким образом, водную активность чистой воды приняли за абсолют и приравняли к 1. В то время как вещество, создающее вдвое меньшее давление паров, будет иметь водную активность 0,5. Фактически этот показатель обозначает, сколько свободной воды присутствует в веществе.

Влажность кофе означает, сколько влаги находится внутри зерна. А водная активность показывает, какое в нем соотношение свободной и связанной воды. От этого зависит вероятность того, что в зерне начнется ферментация и образование плесени.

Какой должна быть водная активность

Водная активность измеряется по шкале от 0 до 1,0, где 0 означает полное отсутствие паров, а 1,0 — давление паров чистой воды.

Водная активность зеленых зерен должна быть менее 0,6. Если она будет выше, микробы станут активно размножаться, что может привести к появлению плесени и грибка на зернах. Кофе, зараженный плесенью и грибком, опасен для здоровья. К тому же он имеет землистый и даже фенольный вкус.

В блоге Perfect Daily Grind водную активность рекомендуют замерять с помощью оборудования от Rotronic Measurement Solutions , Meter Group и Graintec Scientific. Эти устройства покажут результат за пять минут.

Даже если плесень не развивается, высокая водная активность может привести к сокращению срока хранения кофе. Кофе быстрее стареет и теряет яркий вкус и аромат, появляются нежелательные ноты.

Подробнее влияние водной активности на качество кофе изучают специалисты компании Cafe Imports.

Кофе с высоким показателем водной активности быстрее стареет и приобретает негативные дескрипторы

Как высокая водная активность влияет на качество кофе: опыт компании Cafe Imports

С 2012 года команда Cafe Imports измеряет водную активность во всех присланных им пробах — всего 25 000 проб. Так они стараются исследовать влияние водной активности на кофе, в том числе на спешелти.

Для эксперимента ученые отобрали образцы кофе с оценкой по SCA от 70 до 90 баллов. И записали Aw, содержание влаги и оценку на разных этапах:

• перед отгрузкой в стране-производителе;

• по прибытии в страну-потребителя;

• во время хранения на складе с интервалом в 3 месяца.

В образцы не попали кофе без кофеина, «муссонный» кофе и робуста.

Компания получила следующие результаты.

Кофе с высоким Aw при обжарке получается светлее. Реакции Майяра протекают медленнее в кофе с высоким Aw. Следовательно, он получается светлее. Это говорит о том, что более высокая водная активность не способствует потемнению во время обжарки.

Кофе с высоким Aw свойственны дефекты в аромате. Специалисты провели каппинг образцов. Проанализировав данные, они обнаружили, что для кофе с Aw выше 0,610 свойственны такие ароматы, как бумага, влажный картон, древесина кедра. Возможно, это связано с окислением липидов. Нужны дальнейшие исследования, чтобы убедиться в этом.

Кофе с высоким Aw портится быстрее на каждом этапе. Специалисты сравнили оценки в каппинге для образцов одного и того же кофе, взятых на разных этапах процесса — перед отгрузкой, по прибытии и со склада. Они обнаружили, что кофе с более высоким Aw портится быстрее на каждом этапе. Кофе с Aw выше 0,610, который набрал больше 90 баллов на каппинге перед отгрузкой, упал в среднем до 81 по прибытии в страну-потребитель. Этот эффект был одинаковым для кофе из самых разных источников.

Водная активность выше 0,6 способствовала быстрому снижению качества кофе. Но не все так просто

Однако главным результатом исследований стало то, что 95 % представленных образцов соответствовали стандарту спешелти по водной активности — ниже 0,7 Аw. Среднее значение Aw для выборок было всего 0,554.

Ученые предполагают, что дело во влажности кофе — всего 11 %. «В зеленом кофе, готовом к экспорту, редко можно встретить 11 % влажности в сочетании с Aw выше 0,610», — отмечают они.

Возможно, обжарщикам достаточно выбирать кофе влажностью 11 % и ниже. Это обезопасит кофе от проблем, связанных с водной активностью. К тому же влажность гораздо дешевле измерить.

Выводы

Влажность и водная активность тесно связаны, поэтому в настоящее время нет срочной необходимости внедрять измерение водной активности во всей отрасли.

Измерение Aw — довольно дорогостоящий анализ, к тому же — непонятный для многих. Поэтому не стоит опираться на него при заключении контрактов и решениях о покупке.

Вместо этого, специалисты Cafe Imports предлагают обращать внимание на уровень влажности. Его гораздо легче и дешевле измерить.

Покупка кофе с содержанием влаги менее 11 % обезопасит покупателя: водная активность, скорее всего, будет ниже 0,6 на всех этапах процесса. Это значительно снизит риск получить некачественный кофе.