MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA DIPLOMOVÁ PRÁCE

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA

DIPLOMOVÁ PRÁCE

BRNO 2010

LENKA ŠTEFCOVÁ

You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav technologie potravin

Stanovení mechanických vlastností kávových zrn Diplomová práce

Vedoucí práce: Ing. Šárka Nedomová, Ph.D.

Vypracovala: Bc. Lenka Štefcová Brno 2010


PROHLÁŠENÍ

Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma „Stanovení mechanických vlastností kávových zrn“ vypracovala samostatně a použila pramenů, které cituji a uvádím v přiloženém soupisu literatury. Diplomová práce je školním dílem a může být použita ke komerčním účelům jen se souhlasem vedoucího diplomové práce a děkana Agronomické fakulty Mendelovy univerzity v Brně.

dne ……………………………………… Podpis diplomanta……………………….


Děkuji Ing. Šárce Nedomové, Ph.D. za cenné rady a metodické vedení při řešení diplomové práce. Dále bych chtěla poděkovat svým rodičům, kteří mi umožnili studium na Mendelově univerzitě v Brně a za velkou podporu během studia.


ABSTRAKT Cílem této práce bylo vytvoření literární rešerše o kávových zrnech a jejich texturních charakteristikách a stanovení mechanických vlastností kávových zrn v závislosti na původu. Při pokusu byla u všech vzorků stanovena vlhkost sušením při 103°C do konstantní hmotnosti. Texturní charakteristiky byly stanovovány na přístroji TIRATEST 27025 metodou tlakové zkoušky. Při měření byla použita kompresní tlaková hlavice, umožňující stanovení tlaku do 200 N. Pražená kávová zrna, vybraná pro stanovení texturních charakteristik, pocházela z několika zemí – Kolumbie, Indonesie, Keni, Brazílie, Hondurasu, Etiopie, Brazil Facenda, Papui, Tanzanie, Costa Rici, Panamy, Mexika, Peru a Guatemaly. Vzorky s čísly 1 – 9 z Kolumbie, Indonesie a Keňy byly nakoupeny ze tří různých pražíren. Vzorky 1, 4 a 7 byly upraženy v pražírně Oxalis, vzorky 2, 5, 8 upražil Naturfit a vzorky 3, 6, 9 upražila firma Ebelcoffee. Ostatní vzorky (10 až 20) pochází z pražírny Naturfit. Statistické zpracování výsledků prokázalo statisticky významný rozdíl mezi zjišťovanými velikostními charakteristikami, s výjimkou délky, u které byl prokázán statisticky významný rozdíl pouze u vzorku z Mexika. Tento vzorek se od ostatních vzorků výrazně lišil rovněž ostatními rozměry a hmotností zrn. Stanovením síly byl prokázán staticky významný rozdíl. Vzorek číslo 3 měl nejnižší průměrnou tvrdost (71,72 N) a nejvyšší tvrdost byla stanovena u zrna číslo 13 (109, 42 N). Při stanovení síly drcení se neprokázal vliv velikosti, hmotnosti ani sušiny na stanovení tvrdosti kávových zrn.

Klíčová slova: Kávová zrna, mechanické vlastnosti, hmotnost, pevnost


ABSTRACT The aim of my diploma thesis was to complete a literature research compilation about texture properties and determination of mechanical features of coffee beans according to origin. While experiment there was set a water content while drying 103 °C till constant weight. Characteristic s of texture were set by TIRATEST 27025 instrument by trial method of pressure. Turret to 200 N was used for measuring. Texture characterizations were set for roasted coffee-bean from different countries – Columbia, Indonesia, Kenya, Brazil, Honduras, Etiopia, Brazil Facenda, Papua, Tanzania, Costa Rica, Panama, Mexico, Peru, Guatemala. The samples number 1 – 9 from Columbia, Indonesia and Kenya were roasted in different companies. The samples 1, 4, 7 were roasted in Oxalis company, the samples number 2, 5 and 8 were roasted in Naturfit company (caffe08) and the samples 3, 6 and 9 were roasted in Ebelcoffe company. The other samples (10 – 20) are roasted in Naturfit company. According to statistical results the considerable difference has been proved between size characteristics beyond the length where considerable difference was proved in the samples form Mexico. This sample had a statistically considerable difference in weight and length compared to all the other samples according the results. Statistically considerable difference has been proved by setting the pressure trial. The sample number 3 had the lowest average solidity (71,72 N) and the highest solidity was measure by the sample number 13 (109, 42 N). The influence of size, weight and dry mass on coffee-bean solidity has not been proved

Key words: Coffee bean, mechanical properties, weight, strenght


OBSAH 1

ÚVOD....................................................................................................................8

2

CÍL ........................................................................................................................9

3

LITERÁRNÍ REŠERŠE ....................................................................................... 10 3.1

Historie kávy a šíření po světě ....................................................................... 10

3.2

Botanické zařazení kávovníku a jeho pěstování ............................................. 11

3.3

Vzhled rostliny, květu a plodu ....................................................................... 12

3.4

Mechanické vlastnosti kávového zrna............................................................ 13

3.5

Stanovení vlhkosti sušením a gravimetricky .................................................. 14

3.6

Texturní vlastnosti a senzorická analýza ........................................................ 14

3.7

Chemické složení kávového zrna................................................................... 15

3.8

Fyziologické účinky kávy .............................................................................. 16

3.8.1

Kofein .................................................................................................... 17

3.8.2

Kyselina chlorogenová ........................................................................... 18

3.9

Sklizeň a zpracování kávového zrna .............................................................. 19

3.9.1

Sběr kávových zrn .................................................................................. 19

3.9.2

Technologické zpracování ...................................................................... 20

3.9.3

Sušení s oplodím .................................................................................... 21

3.9.4

Ošetření před exportem .......................................................................... 22

3.9.5

Export .................................................................................................... 23

3.10 Pražení .......................................................................................................... 23 3.11 Změny v zrnu při pražení............................................................................... 25 3.12 Chlazení zrn .................................................................................................. 26 3.13 Mletí zrn ....................................................................................................... 26 3.14 Kontrola jakosti a technická norma................................................................ 27

4

3.14.1

Označování ............................................................................................ 28

3.14.2

Požadavky na jakost ............................................................................... 29

3.14.3

Česká norma ČSN 58 1329 Káva zelená................................................. 30

MATERIÁL A METODIKA................................................................................ 36 4.1

Materiál a charakteristika oblastí kávových zrn ............................................. 36

4.1.1

Keňa ...................................................................................................... 36

4.1.2

Indonesie ................................................................................................ 36

4.1.3

Kolumbie ............................................................................................... 36

4.1.4

Etiopie ................................................................................................... 37

4.1.5

Brazílie .................................................................................................. 37


4.1.6

Honduras................................................................................................ 37

4.1.7

Papua ..................................................................................................... 37

4.1.8

Tanzanie ................................................................................................ 37

4.1.9

Costa Rica .............................................................................................. 38

4.1.10

Panama .................................................................................................. 38

4.1.11

Mexiko................................................................................................... 38

4.1.12

Peru ....................................................................................................... 38

4.1.13

Guatemala .............................................................................................. 38

4.2 Přístrojové vybavení pro texturní hodnocení kávových zrn TIRATEST typ 27025 ...................................................................................................................... 39

5

4.3

Technologie pražení ...................................................................................... 39

4.4

Příprava vzorků pro měření na přístroji TIRATEST ...................................... 40

4.5

Metodika zpracování výsledků měření........................................................... 41

VÝSLEDKY A DISKUZE ................................................................................... 42 5.1

Stanovení metodik pro měření mechanických vlastností kávových zrn .......... 42

5.1.1 testem

Stanovení mechanických vlastností kávových zrn deskovým kompresním ............................................................................................................... 42

5.1.2

Stanovení mechanických vlastností kávových zrn Kramerovou celou ..... 43

5.1.3

Stanovení mechanických vlastností kávových zrn kompresí sondou ....... 45

5.2

Hmotnost kávových zrn v závislosti na druhu kávy ....................................... 48

5.3

Délka kávových zrn v závislosti na druhu kávy ............................................. 50

5.4

Šířka kávových zrn v závislosti na druhu kávy .............................................. 52

5.5

Výška kávových zrn v závislosti na druhu kávy ............................................. 54

5.6

Síla drcení kávových zrn v závislosti na druhu kávy ...................................... 56

5.7

Stanovení sušiny různých druhů kávových zrn .............................................. 58

6

ZÁVĚR ................................................................................................................ 70

7

SEZNAM LITERATURY .................................................................................... 72

SEZNAM TABULEK A OBRÁZKŮ .......................................................................... 77 PŘÍLOHY ................................................................................................................... 79


1

ÚVOD Káva byla a je exotický nápoj. Televizní reklamy ukazují šálky tmavé kávy,

zamyšleně popíjené v kavárnách v letištních halách, při cestě prašnou pouští nebo vychutnávané na palubě jachty za romantické tropické noci, dokud se k osamělému šálku nepřidá další neméně osamělý šálek. Příběh kávy začíná v Africe, kde byl tento nápoj považován za zázračný lék a používal se jen na doporučení lékaře. Nápoj si ale získal takovou oblibu, že se konzumace neustále zvyšovala a obchodníci začali obchodovat s kávou do celého světa. I když je domácí pohoda při pití kávy příjemná, stále více lidí si dopřává společenskou atmosféru v kavárnách. Tento trend potvrzuje i statistika, podle které se počet kaváren v České republice za posledních deset let více než zdvojnásobil. S rostoucí konkurencí se zvedá i kvalita a zlepšuje se servis pro zákazníky, kteří mají hodně zkušeností ze zahraničí a vyžadují stejné podmínky i u nás. Čeští milovníci kávy si dopřávají stále více svého oblíbeného nápoje. V roce 2008 se v tuzemsku v průměru spotřebovalo asi 379 šálků kávy na osobu, což je o 2,4 % více než v roce 2006. Na tuzemském trhu přibývá zákazníků, kteří dávají přednost kvalitnímu šálku kávy. Neustále stoupá i obliba instantní kávy, především u mladší věkové kategorie zákazníků. Pražená káva si ale stále drží svou silnou pozici. Ve speciálních prodejnách s kávou najdete přes 300 druhů kávy a jejich příměsí. Každá směs má jméno a několik dalších přívlastků. Evropské názvy na kávě, jako italská, francouzská, vídeňská a další, neodkazují na původ kávových bobů, ale spíše rozlišují kávu podle délky a času pražení. Italské pražení je například delší a upražená zrna jsou tmavší než pražení vídeňského stylu. Neevropské názvy kávy jako Sumatra, Keňa a další odkazují na původ bobů. Káva označená zemí původu by se měla skládat výhradně z bobů jednoho druhu plodiny z jedné země. Pytle s kávou jsou označeny i skupinou (například AA), nebo jménem s odkazem na kávu rostoucí v oblasti. Třídění a označení kávy je důležité pro kontrolu kvality zemědělských komodit tak, aby kupující a prodávající mohli nakupovat a prodávat bez nutnosti osobních vizuálních kontrol každé prodávané šarže.

8


2

CÍL Chuťové vlastnosti kávy závisí nejen na kvalitě vstupních surovin (bobů a jejich

směsí) a způsobu pražení, ale i na jejich následném mechanickém zpracování (mletí). Nevhodné nastavení síly, potřebné k drcení zrn, může v konečném důsledku negativně ovlivnit jak vůni, tak chuť kávy, připravené z rozemletých kávových zrn. Cílem práce bylo vytvoření metodiky k testování kávových zrn. Cílem práce bylo také stanovení mechanických vlastností pražených kávových zrn různých druhů kávy.

9


3

LITERÁRNÍ REŠERŠE

3.1 Historie kávy a šíření po světě Většina z pověstí o historii kávy má zřejmě apokryfický charakter, což však neznamená, že bychom měli vylučovat jejich pravdivost. O jejím objevení existují i písemné zprávy. Faktem zůstávají země původu Jemen a Etiopie. Obě dvě země jsou jedinými oblastmi na světě, kde kávovník roste v přirozeném prostředí. V Etiopii je ještě dnes kávovník možno najít jako divoce rostoucí keř. V Jemenu se začal keř šířit a rozmnožovat zahradnicky. O další rozšiřování se přičinily místní nomádské kočovné kmeny, obchodníci, a to jak cizinci, tak i domorodci. Z původních oblastí Etiopie a Jemenu byla kolem roku 1500 káva dopravena do Arábie (Augustýn, 2003; Rosen, 1999). Spletitou historii kávy dokresluje několik fonetických problémů s názvem nápoje. K Evropanům se dostal název kolem roku 1600 ne přímo z arabštiny (qahwah), ale (zejména díky tureckým výbojům do Evropy) prostřednictvím turecké formy slova kahveh (Ukers, 1922). Vědci, zabývající se původem a historií kávovníkového zrna a kávy, došli k závěru, že je důvodný předpoklad existence kávovníku již v časech Homérových, a káva jako nápoj se pila už bájné Tróji. Arabové si svůj objev střežili a nechtěli dovolit, aby zemi opustilo jediné plodné zrnko. Proto se obchodovalo se zrny praženými nebo vařenými. Na konci 15. století jeden muslimský poutník uschoval několik semen kávovníku na těle, propašoval je z Arábie a zasel u své poustevny v jižní Indii. Podle pověstí pochází všechna káva na světě z těchto několika zrnek (Smekalová, 2005; Žáček, 1977). Písemné dokumenty, které seznámily Evropu s kávou, jsou cestopis Leopolda Rauwolfa, vydaný roku 1582, a botanický spis Prospera Alpiniho s názvem „Stromy v Egyptě“ z roku 1580. Jako první začali s kávou obchodovat Nizozemci, kteří se roku 1715 chtěli vlichotit do přízně Ludvíka XIV, a tak mu věnovali kávovník. V 17. století se francouzští, italští a holandští kupci snažili rozšířit pěstování této plodiny do svých zámořských kolonií (Augustýn, 2003; Žáček 1977; Rosen, 1999). V Evropě po prvotním seznámení velmi rychle narůstala obliba pití kávy a veřejných kaváren. První kavárna byla podle některých pramenů otevřena v Benátkách už v roce 1645. V 17. století se kavárny rychle rozšiřovaly dále na sever. Vlna obliby kávového nápoje velmi rychle zaplavila celou Evropu. (Smekalová, 2005; Ukers 1922).

10


3.2 Botanické zařazení kávovníku a jeho pěstování Rod Coffea zahrnuje přibližně 60 druhů pocházejících z tropických oblastí. Hospodářsky významnými druhy jsou arabika, robusta a liberika. (Nowak a Schulzová, 1998). Botanicky byly všechny druhy řazeny podle studie Charriera a Berthanda, ale i podle dalších prací, ve kterých převládá nejednotný klíč zařazení těchto rostlin, do oddělení Anthophyta, třídy Magnoliopsida, podtřídy Asteridae, řádu Rubiales (Mařenovité), rodu Coffea L., které se dále dělí do několika dalších desítek druhů rostoucích divoce i pěstovaných zpravidla plantážnickým způsobem. Od doby zařazení kávovníku do botanického třídění dle Linného se ve většině případů botanici sjednotili a souhlasí s přesným zařazením do uváděného klasifikačního systému (Mladá a Procházka, 1987). Kávovník se pěstuje ze semen, která se nejprve předpěstují na záhonech, a teprve po 6 – 8 měsících, se vysazují na plantáže do hluboké humózní půdy s pH 4,2 – 5,1. Na plantážích vystavených prudkému slunci a větru se vysazují ochranné rostliny, které zastiňují kávovníkové rostliny a chrání je před přílišným výparem vody (Mladá a Procházka 1987; Nowak a Schulzová, 2002). Podle výzkumů zaměřených na sledování optimálního růstu v rozdílných klimatických podmínkách, ve vztahu k celkovému výtěžku a kvalitě kávových zrn zjistili, že dosažené výsledky jednoznačně potvrdily, že všechny sledované parametry pěstování kávovníků jsou závislé na bonitě půdy – pH půdy, vhodná mineralizace, skladba živin, vliv dusíkatých hnojiv atd. Podle Malta se potvrdil rozdíl chuti výsledného nápoje mezi konvenčním a organickým pěstováním. Organicky pěstované kávovníky byly hnojeny statkovými a zelenými hnojivy bohatými na dusík (Malto et al., 2008; Joët et al., 2010; Thorn, 2000). Stín a nadmořská výška mají příznivý vliv na kvalitu kávy, ale pouze několik vědeckých studií bylo zaměřeno přímo na pokus zdokumentovat tyto účinky. Oba faktory mají dramatický vliv na teplotu vzduchu a jejich pozitivní účinky se připisují chladnějším klimatickým podmínkám. Pěstování při nižších teplotách se pozitivně projevuje na rychlosti zrání a vývinu aroma prekurzorů (Vaast et al., 2006; Joët et al., 2010) Káva se nejlépe pěstuje v rovníkových oblastech a aktuální geografické rozmístění plantáží odráží koloniální historii světa. Kávovníky byly díky svému velkému významu na světovém trhu nazývány „zelené zlato“(Prance, 2005).

11


3.3 Vzhled rostliny, květu a plodu Kávovník je stálezelený keř, nebo strom dorůstající výšky 8 – 12 m, pokud není upravován vzrůst pro plantáže (Rosen, 1999). Kávovník má kůlový kořen u planých rostlin dlouhý až 6 m, s šedohnědou borkou a převislými větvemi (Mladá a Procházka, 1987). Listy jsou vstřícně postavené, celokrajné obvejčité až kopinaté, tupě zašpičatělé na bázi kýlovité. Mezi postranními ke špičce se stáčejícími žebry vyklenuté, svrchu leskle tmavozelené, naspodu matné a světlejší, na okrajích více či méně zvlněné (Nowak a Schulzová, 1998; Mladá a Procházka, 1987). Květy kávovníků, jsou bíle kvetoucí v trsech po osmi až patnácti květech. Nachází se v úžlabí listů, kde utváří krátká květenství. Kalich je úzce trubkovitý a zakončený pěti široce třírohými cípy. Korunních lístků bývá pět až osm a jsou ve spodní části srostlé do trubky. Volné listy jsou v plném květu rozložené. Kvete jen několik dní, zpravidla po dešti a květy mají intenzivní vůni jasmínu (Augustýn, 2003; Nowak a Schulzová, 1998; Mladá a Procházka, 1987). Z oplozeného květu se vyvíjí zpravidla dvousemenná peckovice, která je nejdříve zelená, pak žloutne, až konečně zčervená. Plody mají blanitý exokarp, dužnatý mezokarp a dvě rohovitá pouzdra zvaná endokarp (obr. 1). V pouzdru (pecce) jsou uložena nahnědlá nebo nazelenalá semena, která jsou potažená stříbřitou blankou (osemením). Semena jsou z vnější strany vypouklá a na vnitřní straně přiléhající jsou plochá s brázdou. V některých případech se v plodu vyvine jen jedno semeno. Mluvíme potom o perlové kávě (peaberry) a je u tohoto plodu předpokládán kulatější tvar. Je oblíbenější, ale senzorická jakost se neliší od dvousemenných plodů (Augustýn, 2003; Mladá a Procházka 1987; www.ico.org). Coffea arabica – v dospělosti dosahuje výšky 14 – 20 metrů. Na keři vyrůstají větve dvojího typu, známé jako sloupky a postranní větve. V mládí má strom pouze sloupky na svislém hlavním stonku, ale posléze vyrůstají boční větve. Z těchto primárních bočních větví mohou vyrůstat i sekundární postranní větve. Listy jsou kopinaté, dlouhé 3 – 6 palců, tenké, ale s pevnou strukturou, lehce kožené. Barva je temně zelená na svrchní straně a na spodní části listu lehce světlejší (Ukers, 1922). Coffeea Liberica – Strom je mnohem statnější a dosahuje výšky až 30 m. Snese velmi horké klima a vydrží extrémní vystavení slunečnímu záření. Listy jsou dlouhé 6 – 12 palců, rostou velmi hustě, jsou tvrdé a kožovité. Květy jsou větší než u arabiky a rostou v hustých květenstvích. Plody jsou velké, kulaté a temně rudé barvy a vyznačuje

12


se trochu nahořklou dření. Zralé peckovice nespadají ze stromů jako u arabiky (Ukers, 1922; Thorn, 2000). Coffea robusta - tento druh kávy byl objeven roku 1898 Emilem Laurentem, jako volně rostoucí keř v Kongu. O tržní pěstování se zasadily firmy v Bruselu. Tato firma také pojmenovala kávu jako robusta, i když už dostala jméno podle objevitele Coffea Laurentii. Strom má deštníkovitý tvar, protože se jeho dlouhé větve ohýbají k zemi. Listy jsou tenčí než u liberiky, ale silnější než arabiky. Rostliny jsou velmi otužilé a nesou květy, i když není rostlině ani rok. Peckovice jsou menší než u liberiky, ale mají mnohem tenčí dužninu, takže jsou zrna stejně velká. Přestože rostliny nesou již v prvním roce, není jejich sklizeň nijak velká. Výnos se zvedá až ve 4 roce pěstování (Ukers, 1922).

Obr. 1.: Dvousemenná peckovice kávovníku (http://commons.wikimedia.org)

3.4 Mechanické vlastnosti kávového zrna Stanovení mechanických vlastností určitých biologických materiálů má velmi významný dopad na jejich další technologické zpracování. Poznáváním a studiem mechanických vlastností biologických materiálů se zabývají vědci po celém světě. Jejich praktický význam je využíván při vývoji nových materiálů (Meyers, 2008). Mechanické vlastnosti dělíme na primární parametry (tvrdost, soudržnost, viskozita, pružnost, přilnavost) a na sekundární parametry (křehkost, žvýkatelnost a gumovitost) (Szczesniak, 2006). Tato práce svým zaměřením spadá do oblasti tak zvané aplikované mechaniky, která zpracovává výsledky šetření s ohledem na jejich praktické využití (Novotná et al., 1983). V potravinářství se používá pro její zaměření termínu „stanovení texturních vlastností“: Tyto vlastnosti se skládají ze subjektivního a objektivního hodnocení. Zatímco objektivní hodnocení je založeno na přesných vědeckých měřeních, subjektivní hodnocení provádí spotřebitel každý den při běžné konzumaci potravin. Měření textury by mělo být nezbytnou součástí každého běžně prováděného senzorického hodnocení (Schenker et al., 2000). 13


Na výsledných mechanických vlastnostech zrn se podílí hlavně parametry technologických operací, provázející zpracování kávového zrna. Do těchto parametrů patří především teplota vzduchu při pražení, která určuje nejen barvu a výslednou chuť zrna, ale má také významný vliv na utvoření mikrostruktury jednotlivých zrn (Schenker et al., 2000).

3.5 Stanovení vlhkosti sušením a gravimetricky Obsah vody (vlhkost, sušina), patří mezi nejčastěji sledované ukazatele jakosti potravin. Voda je obsažena ve formě buněčné (intracelulární) a mimobuněčné (extracelulární) nebo dle formy výskytu jako volná, absorbovaná nebo vázaná na různé složky potravin (hydratační). Pro její stanovení existuje mnoho různých přímých nebo nepřímých metod a nároky na jejich rychlost nebo na přesnost jsou různé. Údaje o obsahu vody slouží pro určení jakosti a trvanlivosti jednotlivých potravin (Kubáň a Kubáň, 2007). Sušina je definována jako sumární hmotnosti složek vzorku po odstranění vody. Odstranění vody probíhá za zvýšených teplot za definovaných podmínek ohřevu (teplota, tlak, čas), nebo naopak lyofilizací za sníženého tlaku a teploty a následného zjištění úbytku hmotnosti. Nejobvyklejší je stanovení vody/sušiny sušením do konstantní hmotnosti při 105°C v sušárně bez nebo s nuceným oběhem sušícího média. Rychlost stanovení závisí na typu vzorku, tvaru a velikosti částic, navážce, teplotě a tlaku, vlhkosti, rychlosti a směru proudění sušicího média (Kubáň a Kubáň, 2007; Kadlec, 2002).

3.6 Texturní vlastnosti a senzorická analýza Senzorickou analýzou rozumíme hodnocení potravin bezprostředně našimi smysly včetně zpracování výsledků lidským centrálním nervovým systémem. Analýza probíhá za takových podmínek, kdy je zajištěno objektivní, přesné a reprodukovatelné měření (ČSN ISO 85 89). Textura je založena na základních reologických principech. Texturní vlastnosti jsou definovány a rozděleny na základní mechanické a geometrické vlastnosti a dále související obsah vody a tuku (Szczesniak, 2006). Texturní vlastnosti potravin vyplývají z kombinace fyzikálních vlastností potraviny a vnímání smysly. Subjektivná a objektivní hodnocení texturních vlastností se zakládá na (Kilcast, 2004): - Přímé souvislosti se složením potravin 14


- Snímání dotekem a pocitem v ústech - Jsou spojeny s deformací a rozpadem potraviny - Jsou objektivně měřitelné, pomocí funkcí hmoty, času a vzdálenosti Dále dělíme texturní vlastnosti podle jejich původu (Krkošková, 1986): - Přirozená - u potravin, kde není možné kontrolovat přímo složení, nebo jen u některých částečně ovlivňovat složení a texturu pěstováním (dobou dozrávání, kultivačními faktory) - Indukovaná (modifikovaná) – u potravin, které jsou ovlivněny jednotlivými způsoby vaření nebo tepelné úpravy, dále působením enzymů - Syntetická – napodobování textury některých potravin (extruze masa) V mnohých procesech průmyslového zpracování jsou texturní vlastnosti potravin a pochutin určující jak z hlediska konstrukce technologického zařízení, tak z hlediska kvality finálního výrobku (Krkošková, 1986).

3.7 Chemické složení kávového zrna Podle mnoha výzkumných prací bylo zjištěno, že v zelených a pražených zrnech (tab. 1), ale ve výluhu je více než 200 neznámých, chemicky a farmakologicky neidentifikovatelných látek, které by mohly mít specifický účinek na organismus (Augustýn, 2003). K nejdůležitějším organoleptickým vlastnostem kávy patří vůně a chuť, na jejímž výsledku se podílí celá řada látek obsažených v zrnu kávy. Při pražení nastává v zrnu řada biochemických reakcí, které se podílí na extraktivnosti jednotlivých komponent do nápoje a také na chuti a aroma. Významnou skupinou látek v zrnu kávy jsou sacharidy a to nejen díky vysoké koncentraci, ale hlavně díky jejich změnám při pražení. Nízkomolekulární cukry jsou téměř degradovány a v zrnu jich zůstává jen nepatrné procento. Oproti tomu polysacharidy buněčných stěn v některých případech zůstávají téměř neporušeny (Regwell a Fischer, 2006). Vůni kávy tvoří mnoho tříd těkavých sloučenin o různé koncentraci. Lipidy obsažené v zrnu jsou během pražení jen málo změněné a chrání aromatické složky od degradace při působení vysokých teplot. Charakteristická kávová příchuť závisí na několika faktorech, jako je druh zrna, klimatické a půdní podmínky (vlhkost, pH), sklizeň, sušení a hlavně pražící teploty a čas, po který je zrno vystaveno vysoké teplotě (Oliveira et al., 2005). Hořkost kávy

15


ovlivňuje způsob pražení kávových zrn (se stupněm pražení hořkost roste), přípravy nálevu, tvrdost vody, teplota a případné použití aditiv (Velíšek, 1999). Tab. 1.: Některé známé obsahové látky přítomné v zrnech káv arabica a robusta (obsah v hmotnostních %) (Augustýn, 2003)

Rozpustné sacharidy Nerozpustné sacharidy Kyseliny a fenoly Prchavé kyseliny

C. Arabica

C. Robusta

55 - 65

40 - 55

34 - 35 8 - 11

9 - 17 0,1

Neprchavé kyseliny Chlorgenové kyseliny Lipidické sloučeniny Vosky Oleje Dusíkaté sloučeniny

2 - 2,9 1,3 - 2,2 6,7 - 9,3 7,1 - 12,1 15 - 18 8 - 12 0,2 - 0,3 7,7 - 17,8 11 - 15

Volné aminokyseliny

0,2 - 0,8

Bílkoviny Kofein Trigonellin Minerální látky

Sloučeniny glukózy, galaktózy, arabinózy, sacharóza celulózy, polymery arabinózy

8,5 - 12 0,8 - 1,4 1,4 - 4 0,6 - 1,2 0,3 - 0,9 3 - 5,4

kyselina octová, propionová, máslová, valerová kávová, chinová, malonová kafestol, kahweol estery kys. palmitové a linolové asparagin, kys. asparagová a glutamová

K, Ca, P, Fe, Mg

3.8 Fyziologické účinky kávy Fyziologický účinek kávy způsobuje kofein, který je z alkaloidů nejvíce zastoupen. Je částečně vázán na kyselinu chlorogenovou a draslík. Z tohoto komplexu je pomaleji vstřebáván než v purifikovaném stavu (Žáček, 1977). V zažívacím traktu se vázaný kofein jako bazická látka pomaleji resorbuje přes sliznici a spolu s kyselinou chlorogenovou vytváří sůl. Zkoumáním účinků kyseliny chlorgenové byla zjištěna schopnost zvýšit reaktivitu organismu, stejně jako je to v případě kofeinu. Kromě nejvíce zmiňovaného kofeinu, jsou zde i další příbuzné alkaloidy jako je teobromin a teofilin. Ve stopách se také vyskytuje niacin, jako jediná složka s nutriční hodnotou. Vzniká během pražení a jeden šálek obsahuje od 0,2 do 0,8 mg (viz tab. 1). Deficit niacinu může vyvolat celkovou únavu organismu, pigmentové a jiné kožní defekty, popřípadě katary zažívacího traktu (Augustýn, 2003). Zelená i pražená káva má i antioxidační charakter, na který má vliv koncentrace některých látek (polyfenoly, 16


kofein, 5-hydroxymethylfurfural) (Nebesny a Budryn, 2003). Většina lidí se v dospělosti ustálí na určitém množství kávy denně a tohle množství nezvyšují. Při náhlém vyloučení kávy ze stravovacího režimu u nich pak dochází k abstinenčním příznakům, jako je nervozita, únava, nesoustředěnost, bolení hlavy a nespavost (Adebayo, et al. 2007). Spotřebované množství kávy může mít vliv na příjem minerálních látek (K, Mg, Mn, Cr), niacin a antioxidační látky. Experimentální a epidemiologické studie prokázaly pozitivní účinky pravidelného pití kávy na různé aspekty zdraví, jako jsou psychoaktivní odezvy (bdělost, změny nálady), neurologické (dětskou hyperaktivitou, Alzheimerovu a Parkinsonovu chorobu) a metabolické poruchy (cukrovka, žlučové kameny, cirhóza jater) (Dórea a Costa, 2005). 3.8.1 Kofein Chemicky je kofein 1,3,7 – trimethylxanthin, (obr. 2) což je alkaloid s purinovým jádrem. Kromě kávy je obsažen i v dalších pochutinách jako je čaj, kakao, kola, nebo v pochutinách vyrobených z guarany.

Obr. 2.: Chemický vzorec kofeinu (1,3,7 – trimethylxanthin) V roce 1895 byl poprvé připraven syntetický kofein (Ostrý a Štruncová, 2001). Vlastnosti a vzhled čistého kofeinu jsou následující: bílé jehlicovité krystalky, hedvábně lesklé, zpravidla plstnatě sdružené, bez zápachu, chuti slabě hořké. Rozpouští se snadno ve vroucí vodě a v chloroformu. Na organismus účinkuje jako mitotický jed, který postihuje buněčné jádro bez současných změn v plazmě. Rozšiřuje cévy věnčité mozkové, ledvinné a povrchové. Dráždí centrální nervstvo, stimuluje srdeční činnost a působí diureticky (Riedl et al., 1980). Všeobecně kofein působí v širokém spektru biologických systémů, a proto bylo mnoho výzkumů spojených s kávou zaměřeno právě na působení kofeinu a na jeho negativní účinky v organismu (Adebayo et al., 2007). Některé studie uvádí, že káva (nezávisle na druhu přípravy – viz tab. 2) přechodně

17


zvyšuje krevní tlak, dokud se nevytvoří tolerance na kofein, potom se krevní tlak vrací k výchozím hodnotám. V jiných studiích byl u osob s normálním krevním tlakem pozorován malý pokles krevního tlaku, když začali pít místo normální kávy kávu bez kofeinu (Ostrý a Štruncová, 2001). U některých lidí byla rovněž zjištěna spojitost mezi zvýšeným vylučováním vápníku močí, což má přímý důsledek na vznik srdečních arytmií (nepravidelný srdeční tep). Kofein u těhotných matek prochází přes placentu a může potenciálně ovlivnit expresi genů životně důležitých pro rozvoj jedince (Adebayo et al., 2007). Tab. 2.: Množství kofeinu v nápoji podle typu přípravy (Chou, 1992) Typ přípravy

V kofeinu (mg)

Překapávaná Vařená Instantní Dekafeinová

115 - 175 80 - 135 65 - 100 3-4

Výzkumy v oblasti sportu ukazují přímé působení na kontrakci kosterního svalstva, méně už na látkovou výměnu. Kofein totiž podporuje přenos draslíku z mimobuněčných tělesných tekutin dovnitř buněk svalových vláken, kde přispívá k jejich kontraktilitě. Podporuje v nich jak intenzitu, tak trvání svalové kontrakce (O´Connell, 1999). I přes početné výzkumy je úloha kofeinu pro sportovce sporná. Přesto lze vyslovit dva závěry: 1. Kofein neprospívá sportovcům s krátkodobou a intenzivní zátěží (sprint, apod.). 2. Kofein zvyšuje výkonnost u vytrvalostních sportovců. Kofein byl zařazen olympijským výborem na seznam zakázaných látek, přičemž tolerovaná hladina je 12 mg/l moči (Augustýn, 2003). 3.8.2 Kyselina chlorogenová Kyselina chlorogenová (5-caffeoylchinová kyselina) (obr. 3) je významným rostlinným fenolem se silnou antioxidační aktivitou. Antioxidanty, které neutralizují potenciál účinku volných radikálů, se všeobecně seskupují do tzv. antioxidačních ochranných systémů (Greguška, 1997). Jsou to látky, které vykazují při pH 7 nejnegativnější potenciál než + 0,816 V (redoxpotenciál kyslíku). Radikály jsou atomy, molekuly nebo ionty schopné samostatné existence, které mají ve svém elektronovém 18


obalu jeden nepárový elektron eventuelně více nepárových elektronů. Snaží se proto získat další elektron a doplnit si tak elektronový pár do stabilní konfigurace (Racek a Holeček, 1999). Molekula antioxidantu musí reagovat s volnými radikály rychleji než s dalšími intaktními molekulami (Lachman, 2003). Kávové boby jsou nejbohatším zdrojem kyseliny chlorogenové. Působení antioxidační aktivity závisí na vstřebávání ze střeva a jeho následným metabolismem. Organismus je schopen vstřebat až 33% z přijaté kyseliny a neabsorbovaný zbytek, který se dostane až do tlustého střeva, je hydrolyzován mikroflórou na kyselinu kávovou a chinovou (www.cosic.org). Pražením kávových zrn se ještě zvyšuje celková antioxidační aktivita, protože zde při tepelném působení na zrno vznikají další antioxidanty (Moon, et al., 2009). HO

C OOH O OH

HO

O OH

OH

Obr. 3.: Chemický vzorec kyseliny chlorogenové (5-caffeolychinová kyselina)

3.9 Sklizeň a zpracování kávového zrna 3.9.1

Sběr kávových zrn Jakost kávy závisí na pečlivé sklizni plodů. Začínají se sklízet v době, kdy jsou

dostatečně vyzrálé, což se projeví u většiny odrůd červeným zbarvením plodu. Výše produkce při pěstování kávy je závislá na pěstovaném druhu, stáří kávovníku, klimatických podmínkách, vzájemné vzdálenosti jednotlivých rostlin a pěstitelské péči (Žáček, 1977). Vlastní sběr plodů kávovníku je možné provést jen v období optimální zralosti (přezrálé mají už zkažená semena, nedozrálé po otrhání už nedozrají). Pro sběr se uplatňují dva způsoby a to takzvané „pásové“, při kterém se celá úroda posbírá jedním přechodem přes plantáž. Druhá metoda je výběrovým obíráním, která vyžaduje několik přechodů přes plantáž v intervalech optimálních pro postupné dozrávání kávových třešní (Augustýn, 2003) V méně vyvinutých produkčních oblastech je několik možností sklizně, a to: ruční trhání do košů, setřásání do plachet, ponechání na stromě do samovolného opadání na připravené rohože (Žáček, 1977; Ukers, 1922).

19


3.9.2 Technologické zpracování Zrna se získávají z plodu kávovníku dvěma metodami, při kterých se zrno musí zbavit tvrdého obalu, který obklopuje zrna. Obě metody mají vliv na kvalitu a ovlivňují cenu kávy. Jde o takzvané suché nebo mokré zpracování (Augustýn, 2003; www.ico.org). Kávové zrno má tři vrstvy obalu a jednu vrstvu dužniny, která se formuje kolem jádra. Dužnina obsahuje nasládlou gumovitou hmotu, která obklopuje každé dvojité i samostatné zrno. Každé takové zrno je zabaleno ve vnější skořápce a vnitřním stříbřitém obalu. Všechny tyto přirozené obaly jsou odstraněny dřív, než je zelená káva expedována z plantáže (Rosen, 2005). Základní rozdíl mezi suchou a mokrou cestou je takový, že dužnina se při mokrém zpracování odstraní před sušením (www.ico.org). Bylo prokázáno, že při sušení probíhá v zrnu mnoho metabolických dějů, které jsou převážně spojeny s klíčivými procesy a dále jsou vystaveny volným radikálům vznikajících stresem. Výzkumy ukazují, že množství a složení nízkomolekulárních látek silně závisí na způsobu zpracování zelené kávy. Studie byly zaměřeny především na sledování volných aminokyselin, organických kyselin a nestrukturálních sacharidů (Kleinwächter a Selmar, 2010; Joët et al., 2010). 3.9.2.1 Zpracování suchou cestou Tento způsob je levnější (vyžaduje minimální strojové vybavení), je jednodušší a pro zpracování kávy tradiční. Metoda spočívá v sušení celých plodů a všeobecně se využívá pro zrna s nižší kvalitou. Zpracování zahrnuje tři základní operace: - Čištění a třídění – prvotní čištění provádí již česáči a odstraňují nežádoucí větve a listy. Poté se sklizeň vysype na síta, kde se z horního síta vyberou nežádoucí nezralé plody. Nezralé třešně lze také oddělit flotací v pracích kanálech

v blízkosti

sušících

ploch

(Augustýn,

2003,

Žáček,

1997,

www.ico.org). - Sušení – probíhá na betonových nebo cihlových roštech, kde se volně rozloží vyčištěné kávovníkové plody. Působením přímého slunečního záření zde plody schnou po dobu čtyř týdnů na maximální vlhkost 12,5% v závislosti na povětrnostních podmínkách. - Loupání (luštění) – Před samotným loupáním jsou zrna uskladněna v silech, kde ještě samovolně vysychají. Ve mlýně probíhá loupání, třídění a pytlování. Při jednom technologickém kroku jsou odstraněny všechny vnější vrstvy z plodu. 20


Na větších plantážích je užíváno sušících strojů, které urychlují proces sušení na několik dní. Přesušená kávová zrna mají vyšší procento zlomků během loupání (zrna se mohou rozlámat a jsou považována za vadná). Káva, která nebyla dostatečně vysušená má vyšší náchylnost k mikrobiálnímu a plísňovému kažení. Sušení je nejdůležitější fáze procesu, protože významně ovlivňuje výslednou kvalitu zelené kávy (www.cosic.org). 3.9.2.2 Zpracování mokrou cestou Použití této metody je finančně nákladné z hlediska potřebného technického vybavení a spotřeby vody. Výsledný produkt je ale kvalitnější, protože se během čištění odstraní i nezralé a lehké plody. Z výše uvedených důvodů je káva vyráběná touto cestou obvykle považována za kvalitnější a je také dražší. - Čištění – probíhá v plavících kanálech, kde se z plodů odstraní hlína a prach, listí a větvičky, nedostatečně vyzrálé, nebo suché plody. - Loupání – probíhá na mačkacím stroji zvaném pulpovník. Plavící voda přivádí umyté plody na ozubená kola pulpovníku, kde se kávová semena uzavřená v pergamenové slupce z plodu uvolní, odskakují stranou a dužnina se ozubeným válcem pulpovníku odděluje a vodou odplavuje (Žáček, 1977). - Fermentace – vyloupané plody jsou přiváděny plavící vodou do tanků, kde probíhá fermentace, obvykle 12 – 36 hodin. Doba závisí na teplotě a zbytkové dužnině (Augustýn, 2003). Pro zachování vysoké kvality takto zpracovávaných plodů je důležité, aby vylupování začalo co nejdříve. Doporučuje se 12 – 24 hodin. S rostoucím časovým intervalem od sběru k vylupování se masitá dužnina odděluje hůře, což způsobí nedokonalé odstranění a možné poškození zrna. Po celou dobu zpracování je důležitá mezioperační kontrola kvality, zamezující vzniku hnijícího, zapáchajícího zrna. Zapáchající zrna mohou pocházet z nesprávně vedeného fermentačního procesu (Augustýn, 2003). 3.9.3 Sušení s oplodím Výstupním produktem z obou předešlých operací je zrno s oplodím, zvané pergamino. Pergamino je zrno, které se je ještě obaleno obaly oplodí a obsahuje ještě přibližně 50% vlhkosti. Aby mohla být takto připravená kávová zrna uskladněna, musí se snížit obsah vody v oplodí na 11%. Oplodí se suší rozložením zrn na betonových

21


nebo vydlážděných podlahách. Pokud je možné využít sluneční paprsky, pak sušení probíhá venku. V případě velkých plantáží se využívají i mechanické sušiče. Zrna, připravená k exportu, jsou skladována v silech přibližně ve stejné nadmořské výšce, jako je nadmořská výška plantáže. V silech je kontrolovaná atmosféra, protože vysoká vlhkost okolního prostředí může poškodit kvalitu kávových zrn (Augustýn, 2003; Rosen, 1999; www.ico.org). 3.9.4 Ošetření před exportem Některé renomované produkční oblasti před samotnou expedicí zelených kávových zrn odběratelům předvedou poslední kontrolní zkoušky na přítomnost nežádoucích příměsí a to pečlivě a pracně ručním způsobem nebo využitím strojového zařízení. Následně se zrno před exportem tzv. „ošetří“ (Augustýn, 2003). 3.9.4.1 Vylupování (šoupání) zrna Tato operace se provádí těsně před exportem, kdy je zrno mechanicky zbaveno pergamentové slupky. Odstranění pergamentové slupky ze zrn zpracovaných mokrou metodou je o hodně těžší než ze zrn zpracovaných suchou cestou. Proto se v praxi používají odlišné loupače – třecí a nárazové. Po loupání zůstane na zrnu tenká stříbřitá blanka (Augustýn, 2003; Ukers, 1922). 3.9.4.2 Leštění Provádí se na leštičích, které fungují na obdobném principu jako loupače a užívají bronzové lamely, které na zrnech zanechávají menší poškození. Bronz navíc zrnům poskytuje modrý nádech. Zrna, která byla zpracována na nárazových loupačích, se hůře leští (na pohled vytváří špinavější zrna) (Augustýn, 2003; Ukers 1922). 3.9.4.3 Třídění Zrna se třídí nejprve podle velikosti a pak podle hustoty. Většinou jsou zrna stejné velikosti a mají skoro totožné rozměry. Výjimky tvoří zrna perlová (pouze jedno zrno v plodu) a sloní zrna maragogype. Za obě tyto výjimky se platí vyšší ceny, přičemž se předpokládá jejich lepší chuť (Rosen, 1999). V zásadě existují tři kritéria pro třídění podle kvality kávových zrn: 1. Velikost - (peaberry/nejmenší, malá, velká, sloní) – Všeobecně převládá názor, že větší zrna dávají lepší kávu. Velikost se mezi odborníky vyjadřuje stupnicí od 10 do 20. Třídění probíhá proséváním na sítech, působením proudu vzduchu se 22


odstraní lehčí zrna a další příměsi. Dalším stupněm je ruční přebírání, kdy se odstraní zapáchající a barevně odlišná zrna, zkažená, respektive jakkoli nefermentovaná nebo nevyloupaná zrna (Rosen, 1999; Augustýn, 2003; Ukers, 2009). 2. Vzhled - čistá, zářivá, bez povrchových hrbolů, lupínků a jiných vad 3. Původ – nadmořská výška a druh (Rosen, 1999). 3.9.5 Export Téměř všechna zrna se balí do stejných obalů. Jsou to hrubovláknité pytle z juty, nebo sisálu. Podle dostupné dopravy jsou pytle se zrny dopraveny do přístavů a jiných překladišť. Samotná přeprava nemá vliv na konečnou kvalitu kávy. Mezi nejvýznamnější poškození patří mořský vzduch a pochycení pachů z okolí (Ukers, 2009). Vážné problémy tvoří při přepravě možnost kontaminace mikroskopickými houbami, nebo hnilobnými bakteriemi. Ochratoxin A je u kávy jako běžného nápoje významným faktorem kontaminace (Soliman, 2005). Kontaminace ochratoxinem kolísá v průběhu exportu a zpracování, ale závisí i na původu. Obsah ochratoxinu podle studie Napolitano et al., (2007) uvádí rozpětí 3,8 (Etiopie) – 13 (Costa Rica) µg/kg podle původu. Dalším problémem je výskyt hlodavců ve skladových a lodních prostorách. Všechny tyto aspekty představují riziko potenciální nákazy konzumentů. Když zelená káva dorazí na místo určení a nejsou poslána dál do meziskladů, nebo pražíren, je možné skladovat zelenou kávu léta (Augustýn, 2003).

3.10 Pražení K získání příjemných a charakteristických vlastností zrnkové kávy je nutno zelená zrna upražit. Technologický proces pražení je pokládán za nejdůležitější operaci. Zpočátku se zrno pražilo velmi primitivním způsobem, a to pálením bobulí kávovníku na přímém ohni (Žáček, 1977). V současné době se používají pražicí pece, v nichž je možno teplotu pražení přesně nastavit, případně během pražení i měnit. Kávová zrna jsou při pražení vystavená vysokým teplotám a to 200 – 250°C. Při takto vysokých teplotách dochází k vývoji charakteristického aroma, hnědého zbarvení a zvětšení objemu kávového zrna (Baggenstonss, 2008; Pittia et al., 2007). Pražení přímo odpovídá za finální chuť a vůni připravené kávy, která by bez pražení zrna neposkytovala v šálku náležitý gurmánský požitek (Augustýn, 2003).

23


Pražená zrna nelze dlouho skladovat, hlavně pokud nejsou mletá. Rychle ztrácí voňavé těkavé látky, a pokud nejsou dostatečně zabezpečena proti vlivu kyslíku, vlhkosti a světlu, potom ztrácí i na kvalitě chuti. Na ochranu před vzdušným kyslíkem je možné naplnit balení kávy inertním plynem, vakuovat a kvalitním obalem zabezpečit proti průniku vlhkosti (Augustýn, 2003; Pittia, 2007). Kvalita surovin je nejdůležitější pro kvalitu pražené kávy (Baggenstonss, 2008). Velikost a tvar zrna jsou důležitými parametry, které by se při dobrém pražení neměly opomíjet. Malá a tvrdá zrna jsou dobrým materiálem pro pražení, zatímco větší zrna jsou jemnější, a proto vyžadují při pražení větší opatrnost. Mohla by se totiž snadno spálit. Sloní zrna musí být pražena velmi pomalu, zatímco peaberry se praží snadněji a rovnovážněji, protože jsou oblejší. Ačkoli se nepraženým zrnům říká zelená zrna, ve skutečnosti se jejich barva liší – od šalvějové po okrovou nebo modrozelenou, někdy modrošedou nebo šedozelenou. Vyskytují se i hnědá zrna. Je třeba dávat pozor na černá zrna, protože mívají špatnou chuť. Zrna zbarvená do červena indikují, že v nich došlo k nějaké fermentaci (Rosen, 1999). Chuť a aroma konečného produktu ve velké míře závisí na intenzitě, teplotě a rychlosti pražení (tab. 3). Káva pražená rychle má podstatně jinou chuť než káva pražená pomalu, i když byly praženy při stejné teplotě. Optimální teplota a rychlost pražení závisí na původu kávy a na chuti, kterou má po pražení mít. V závislosti na intenzitě pražení klesne hmotnost kávy o 12 až 15%. Horký vzduch při pražení kávových zrn má vliv nejen na chuti a vůni směsi, ale také vede k hlubokým změnám v kávovém zrnu. Přeměny lze během pražení velmi dobře pozorovat díky měnící se barvě zrna (obr. 4). Na začátku je zrno zelenomodré, poté se jeho barva mění na různé odstíny žluté, aby se nakonec proměnila na požadovanou světle až tmavě hnědou. Výsledná barva praženého zrna je často používána jako měřítko stupně pražení (Baggenstonss, 2008).

Obr. 4.: Změna barvy kávového zrna (http://www.sossou-spk.cz/esf/ckk.pdf)

24


Tab. 3.: Označování a klasifikace obchodních vlastností pražených zrn (Augustýn, 2003) Fine roast Good to fine roast Good roast Fair roast Poor roast

jemně pražená dobře, až středně pražená dobře pražená uspokojivě pražená špatně pražená

3.11 Změny v zrnu při pražení Při pražení se působením vysokých teplot významně mění chemické složení kávového zrna a mikrostruktura. Výsledná mikrostruktura ovlivňuje hmotnost pražené kávy (Schenker et al., 2000). Zelené kávové zrno obsahuje všechny složky potřebné pro vývoj kávové chuti (Montavon et al., 2003). Surové zrno má vrstvu podlouhlých buněk se zvláštní důlkovitou strukturou, obsahující kofein a kyselinu chlorogenovou. Vnitřní hmota zrna je tvořena měchýřkovitými buňkami (obr. 5) hranaté formy, jejichž vnitřek obsahuje malé krystalky vysoce aromatického oleje zvaného kafeol, lipidy, bílkoviny a další látky. Na množství obsaženého kafeolu závisí vůně, hodnota kávy v šálku a je podle něho určována i obchodní hodnota. Přítomnost kávového oleje se projeví při pražení, kdy je žárem vypuzen ze zrna a může se částečně odpařit s jinými látkami. Obsah aromatického oleje v kávě kolísá mezi 8 – 13 % (Kadlec, 1936). Vystoupení těchto látek na povrch je nazýváno pocení. Pokud je káva přepražená, je její povrch pokryt olejem již při pražení. Po počáteční fázi sušení dominuje odpařování metanolu, dále v malém množství odchází kyselina octová, acetaldehyd pyridin methylbutanal (Yeretzian et al., 2002). Při pražení se v zrnu tvoří charakteristická hořkost, která je způsobena délkou a stupněm pražení, ale také se na ní podílí řada změněných sloučenin. Jsou to produkty degradace fenolových kyselin (zejména chinové a chlorogenové kyseliny). Částečné množství kyseliny chlorogenové se při pražení přeměňuje na laktony – pražení zapříčiňuje izomeraci kyseliny chlorogenové.

Množství dalších

sloučenin vznikají Maillardovou reakcí (Velíšek, 1999; Farah et al., 2005). V průběhu pražení se z kávy odpaří veškerá voda. Ke konci pražení dochází ke štěpení škrobu na jednoduché sacharidy a jejich karamelizaci, uvolňuje se velké množství oxidu uhličitého, čímž se uvnitř zrn vytváří značný tlak. Jakmile zrno ke konci pražení změkne, díky vnitřnímu tlaku nabobtná. Proto jsou pražená kávová zrna téměř dvakrát 25


tak velká než surová. Kromě barvy a velikosti dochází i ke změně tvrdosti zrn. Surová kávová zrna jsou silně elastická, zatímco pražená zrna jsou tvrdá a křehká, proto se dobře rozemílají. Vznikají některé kyseliny a jiné se odbourávají (Augustýn, 2003). Dále se uplatňuje pyrolýza, při které se v kávě uvolňuje aroma a chuť. Uskutečňuje se při 204°C, kdy se rozpadají tuky a vytváří se delikátní oleje (Rossen, 1999).

Obr. 5.: Struktura zdravého zeleného zrna (www.sweetmarias.com/defects_seedstructure)

3.12 Chlazení zrn Když zrno dosáhne požadovaného barevného odstínu a kvality, musí se velmi rychle vypustit z pražícího bubnu a ochladit na připravených sítech. Pražící proces není stále u konce a pokračuje vlivem vysoké teploty v jádru zrna i na sítě. Prouděním studeného vzduchu se zrno rychle ochladí. Rychlé zchlazení zrn má vliv na zachování vůně a kvality (Augustýn, 2003). Zpomalené chlazení má význam jen pro kávy světle pražené a je mu věnovaná pozornost ve snaze posílit jemnou vůni takto pražené kávy (Kadlec, 1936). Čerstvě upražená zrna nemají jemné kávové aroma, které je poměrně drsné a po třech až pěti dnech se ustálí a vyrovná (Augustýn, 2003).

3.13 Mletí zrn Podniky s velkým provozem, ve kterých se mele značné množství pražených kávových zrn, používají moderní velkokapacitní mlecí stolice s válci přímo chlazenými vodou, což zaručuje mletí na regulovanou jemnost, za minimálního zvyšování teplot. Postup mletí na těchto zařízeních je rozdělen do dvou stupňů. Šrotovník drtí pražená zrna na velkozrnný šrot a dále jemné rýhované válce tuto drť melou na jemný prášek. Pomletá pražená zrna vytvářejí směs různých velikostí, od hrubších až po nejjemnější. V některých státech je jemnost mletí přímo standardizovaná, a to vždy pro určitý druh 26


přípravy kávy (Augustýn, 2003). Pokud je koupena již mletá káva, měla by být zajištěna rovnoměrná granulace prášku tak, aby byla zajištěna co nejlepší vyluhovatelnost. Nerovnoměrně umletá káva může pokazit chuť i nejlepších kávových zrn (Rossen, 1999). Pomletím kávových zrn se naruší přirozená struktura a dochází k rychlejšímu přístupu vzduchu a přirozené degradaci jak chuťových, tak aromatických vlastností. Spotřebitelé se mylně domnívají, že čím je káva jemněji mletá, má vyšší hodnotu. Velikost granulí prášku předurčuje druh přípravy. Pro kávu řeckého typu se používá hrubší káva a pro přípravu espresa se používá jemného prášku (Augustýn, 2003; Rossen, 1999; Žáček, 1977).

3.14 Kontrola jakosti a technická norma Vynalézavost lidí ve falšování potravin byla vždy o krok napřed před zákonem. Káva jako luxusní zboží byla upravována cukrovou vodou, aby se více leskla, nebo se postřikovala tukovými a olejovými postřiky. Na zvětšení jejich hmotnosti se také používal postřik vodou ihned po pražení, postřik glazovacími prostředky jako je například šelak a další pryskyřičné látky. Známé a často i dnes používané je míchání kávových pražených mletých zrn s vyluhovaným „lógrem“ a různými přísadami, jako je například mletý hrách, fazole, kaštany a podobně. Všechny tyto snahy o falšování a klamání spotřebitele vedly vládu k tomu, aby byla vydávána nařízení na ochranu jakosti zboží a opatření proti jejich porušování (Žáček, 1977; Augustýn, 2003). Z roku 1912 je znám Codex alimentarius austriacus vydaný v Rakousku, který uvádí jakostní požadavky na řadu potravin a v jeho druhém díle je popsána i kávové zrno a káva. Tento kodex platil až do roku 1933, kdy byl nahrazen Potravinovým kodexem československým. Po druhé světové válce byly postupně vypracovány na jednotlivé potravinářské komodity technické normy, které po různých úpravách platí dodnes. Technická norma pro kávu a čaj byla sepsána v roce 1963. Normy jsou závazné pro výrobce i odběratele, dále se podle nich řídí kontrolní orgány, hygienická služba a to na všech úrovních zabývajících se touto činností (Augustýn, 2003). Vyhláška č. 330 Ministerstva zemědělství, ze dne 11. prosince 1997, kterou se provádí § 18 písm. a), d), j) a k) zákona č. 110/1997 Sb., o potravinách a tabákových výrobcích a o změně a doplnění některých souvisejících zákonů, pro čaj, kávu a kávoviny ve znění vyhlášky č. 91/2000 Sb. Pro účely vyhlášky oddíl 2, káva a kávoviny se rozumí: 27


a) zelenou kávou – sušená semena kávovníku rodu Coffea zbavená pergamenové slupky, b) praženou kávou – výrobek získaný pražením zelené kávy, c) praženou kávou bez kofeinu – výrobek získaný pražením zelené kávy, který obsahuje nejvýše 0,1 % kofeinu v sušině, d) kávovým extraktem, instantní kávou, rozpustnou kávou, rozpustným kávovým extraktem – výrobek v jakékoliv koncentraci, získaný pražením kávy a následnou extrakcí s použitím vody jako extrakčního prostředí a s vyloučením všech postupů hydrolýzy zahrnujících přídavek kyseliny nebo zásady, obsahující rozpustné a aromatické složky kávy, které mohou obsahovat nerozpustné oleje pocházející z kávy, stopy jiných nerozpustných látek pocházejících z kávy nebo z vody, použité pro extrakci, e) kávovým extraktem sušeným – kávový extrakt ve formě prášku, granulí, vloček, kostek nebo v jiné formě, u něhož sušina na bázi kávy činí nejméně 95 % hmotnosti a který nesmí obsahovat jiné látky než látky pocházející z extrakce kávy, f) kávovým extraktem ve formě pasty – kávový extrakt v pastovité formě, u něhož sušina na bázi kávy činí nejméně 70 % a nejvýše 85 % hmotnosti a který nesmí obsahovat jiné látky než látky pocházející z extrakce kávy, g) kávovým extraktem ve formě tekuté – kávový extrakt v tekuté formě, u něhož sušina na bázi kávy činí nejméně 15 % a nejvýše 55 % hmotnosti a který může obsahovat přírodní sladidla v množství nepřekračujícím 12 % hmotnosti, h) kávovým extraktem bez kofeinu – výrobek, který obsahuje nejvýše 0,3 % kofeinu v sušině, i) příměsí pražené kávy zrnkové – kávová zrna přepražená, černá nebo světlá, která se po rozlomení vyznačují jinou vůní než kávovou. 3.14.1 Označování Kromě údajů uvedených v zákoně a ve zvláštním právním předpise se na obalu výrobku dále uvede: a) název druhu a podskupiny; u kávového extraktu sušeného se název podskupiny neuvádí, b) u kávového extraktu ve formě tekuté, ke kterému bylo přidáno přírodní sladidlo, výraz "s ...", "konzervovaný ...", "s přídavkem ...", nebo "pražený s ..." obsahující 28


název použité skupiny přírodního sladidla podle zvláštního právního předpisu; 3) tento výraz se uvede u názvu výrobku "kávový extrakt ve formě tekuté" nebo "kávový extrakt tekutý", c) "s cukrem" nebo "s přídavkem cukru", byl-li cukr přidán po pražení, d) "aromatizováno" v případě, že káva byla aromatizována, e) u kávového extraktu ve formě pasty a kávového extraktu ve formě tekuté minimální obsah sušiny na bázi kávy, uvedený v procentech hmotnostních v konečném výrobku, f) u názvu druhu a podskupiny výrobku podle přílohy č. 5 výraz "bez kofeinu", pokud obsah kofeinu v sušině výrobků na bázi kávy nepřesáhne 0,3 % u kávového extraktu a 0,1 % u pražené kávy. (1) Kávový extrakt ve formě tekuté, u něhož sušina na bázi kávy činí více než 25 % hmotnosti, lze v označení názvu doplnit výrazem "koncentrovaný". 3.14.2 Požadavky na jakost Při posuzování jakosti je nejdůležitější smyslové hodnocení. Posuzuje se vzhled, barva, vůně a chuť (nálevu). Zrna kávy mají být matná až s vyloučením oleje na povrchu, nesmí obsahovat tzv. lišky (světle žlutohnědá zrna), vůně zdravá, typická. Z fyzikálně chemických ukazatelů se stanovuje obsah kofeinu (např. u pražené kávy nejméně 0,6 %, u rozpustného instantního extraktu nejméně 2,5 % apod.), vlhkost (nejvýše 5 % u pražené kávy – viz tab. 5). Rozpustná káva má mírnou karamelovou příchuť. Kávový extrakt se musí v horké vodě beze zbytku rozpouštět na čirý nebo jen lehce zakalený nápoj. Tab. 4.: Členění kávy na druhy, skupiny a podskupiny (Zákon 110/1997, vyhláška 330/ 1997, příloha č. 5) Druh

Skupina

Podskupina

káva

pražená

zrnková mletá

extrakt

sušená pasta nebo ve formě pasty tekutá nebo ve formě tekuté

instantní káva rozpustná káva kávový extrakt rozpustný kávový extrakt

29


Tab. 5: Fyzikální a chemické požadavky na jakost kávy (Zákon 110/1997, vyhláška 330/1997, příloha č. 11) Druh-skupinapodskupina

Obsah kofeinu v sušině (%)

Vodný extrakt v sušině min (%)

Vlhkost max (%)

pražená káva pražená káva bez kofeinu kávový extrakt rozpustný, instantní kávový extrakt rozpustný, instantní bez kofeinu

nejméně 0,6

22

5

nejvíce 0,1

19

5

nejméně 2,5

-

5

nejvíce 0,3

-

5

Přehled norem pro kávu a kávoviny: ČSN 58 1302

Metody zkoušení kávovin

ČSN ISO 6668

Zelená káva – Příprava vzorků pro senzorické hodnocení

ČSN ISO 6673

Zelená káva – stanovení ztráty hmotnosti při 1050C

ČSN 58 1329

Káva zelená

ČSN ISO 11294

Pražená mletá káva – stanovení obsahu vlhkosti – Metoda stanovení ztráty hmotnosti při 1030C

3.14.3 Česká norma ČSN 58 1329 Káva zelená 3.14.3.1 Předmět normy Tato norma se používá pro dovoz a dodávání semen plodů různých odrůd kávovníku arabského (Coffea arabica Linné) a kávovníku robusta (Coffea robusta laurenta). 3.14.3.2 Termíny a definice Pro účely této normy se používají následující definice: a)

Plod, jeho části a vady

Výčet vad kávových zrn (330/1997) -

káva zelená: sušená semena plodů kávovníků - endosperm, nemusí mít vždy zelenou barvu

-

káva praná: zelená káva, která byla zpracována tzv. mokrým způsobem

30


-

káva nepraná: zelená káva, která byla zpracována tzv. suchou metodou, tato káva se označuje též jako „přírodní káva“

-

káva leštěná: zelená káva, u které bylo odstraněno osemení mechanickou cestou (oděrem), aby káva získala lesk a lepší vzhled

-

káva bez kofeinu: káva, ze které byl kofein téměř odstraněn

-

dužnina kávového plodu: část kávového plodu, která se při zpracování odstraňuje, skládá se ze slupky (exokarpu) a vlastní dužniny (mezokarpu)

-

stříbřitá blanka: osemení kávového zrna stříbřitého nebo měděného vzhledu

-

ploché zrno: zrno zploštělé, tj. normálního tvaru

-

perlové zrno: zrno oválně vejčitého tvaru pocházející z plodů, kde se vytvořilo pouze jedno zrno

-

trojboké zrno: kávové zrno, které má dvě ploché strany a jednu oblou, pochází z plodu, ve kterém se vytvořilo tři i více kávových semen

-

navrtané zrno, dírkovité zrno: zrno provrtané kávovým broukem

-

sloní zrno: kávové zrno, které vzniklo odchylným zárodečným množením, které se pražením rozpadá na dvě a více částí

-

bělavé zrno: kávové zrno bělavé barvy, velmi lehké, nízké specifické hmotnosti

-

houbovité zrno, korkové zrno: kávové zrno korkovité struktury, bělavého povrchu, do jehož povrchu je nehet stiskem stlačitelný

-

kávový plod celý suchý: sušené plody kávovníku, obsahující zaschlé oplodí a jedno až dvě semena (příp. i více semen)

-

káva pergamino - káva v pergamenové slupce: nevyluštěná kávová semena v tuhé vnitřní pergamenové slupce (endokarpu)

-

ucho: vydutá část sloního zrna - tvar ucha, mušle

-

zlomek zrna: úlomek menší než polovina zrna

-

mechanicky poškozené zrno: zrno, kterému chybí část zrna, ne však větší než polovina

-

nedozrálé zrno: nedozrálé zrno zelené nebo šedavé barvy se svraštělým povrchem

-

seschlé zrno: lehké kávové zrno, na povrchu scvrklé, pocházející z vegetačně nevyvinutého plodu

-

hnědé zrno: kávové zrno, kde větší část než polovina povrchu je temně hnědá, případně kaštanově zbarvená a zbarvení proniká do zrna

31


-

kyselé zrno: zrno kávy narušené při fermentaci, světle hnědočervené barvy, v nálevu se projevuje nakyslou chutí

-

poločerné zrno: zrno, kde ztmavnutí zahrnuje méně než polovinu a proniká do hloubky

-

černé zrno: zrno černé, kde více než polovina povrchu i vnitřku je černá

-

slupka plodu: celé oplodí (perikarp) sušeného plodu kávy

-

velká slupka plodu: velké úlomky sušeného oplodí

-

malá slupka plodu: malé úlomky sušeného oplodí

-

pergamenovitá slupka: vnitřní tuhá slupka kávového plodu, obsahující kávové semeno

b) Cizí příměsi -

větší kamínek: větší hrudka hlíny; takový, který nepropadne sítem o kruhovém otvoru průměru 8 mm

-

střední kamínek: střední hrudka hlíny; procházející sítem o kruhovém otvoru průměru 8 mm, ale neprocházející sítem kruhového otvoru průměru 4,75 mm

-

malý kamínek: malá hrudka hlíny; procházející sítem o kruhovém otvoru průměru 4,75 mm

-

velký úlomek větvičky: větvička délky asi 3 cm

-

střední úlomek větvičky: větvička délky asi 1,5 cm

-

malý úlomek větvičky: větvička délky asi 0,5 cm

3.14.3.3 Tržní druhy kávy Káva zelená se dodává ve třech skupinách jakosti a těchto tržních druzích: I. skupina jakosti: Kávy zelené severoamerické, středoamerické, jihoamerické, asijské a africké: a) prané druhy arabic: -

severoamerické: Mexiko aj.

-

středoamerické: Guatemala, Haiti, Honduras, Jamajka, Kostarika, Kuba, Nikaragua, Portoriko, Salvador aj.

-

jihoamerické: Brazilie (Santos), Kolumbie, Venezuela aj.

-

asijské: Indie, Indonésie aj.

-

africké: Kenia aj. b) neprané druhy arabic: 32


-

jihoamerické: Brazilie (Santos) aj.

II. skupina jakosti: Kávy zelené středoamerické, jihoamerické, africké, asijské aj.: a) prané druhy arabic: -

jihoamerické: Bolivie, Ekvador aj.

-

africké: Etiopie, Kenia, Ruanda, Tanzanie, Uganda aj.

-

asijské: Jemen, Vietnam aj. b) neprané druhy arabic:

-

středoamerické: Haiti, Jamajka, Kuba aj.

-

jihoamerické: Brazilie (Santos, Paraná, Minas), Ekvador aj.

-

africké: Etiopie aj.

-

asijské: Indie, Indonésie, Jemen aj.

III. skupina jakosti: Kávy zelené jihoamerické, africké, asijské aj. a) neprané druhy arabic: -

jihoamerické: Brazilie (Santos, Minas, Paraná, Pernambuko, Viktoria, Bahia, Rio) b) prané druhy robust:

-

asijské: Indie, Indonésie, Vietnam, aj.

-

africké: Angola, Kamerun, Guinea, Kongo, aj. c) neprané druhy robust:

-

asijské: Indie, Indonésie, Vietnam, aj.

-

africké: Angola, Guinea, Kamerun, Kenja, Kongo, Libérie, Malgašská republika, Pobřeží slonoviny, Togo, Uganda, aj.

3.14.3.4 Základní požadavky Káva zelená nesmí být zatuchlá, napadená plísní a narušená vodou nebo lodním potem (havarovaná). Může v 1 kg obsahovat nejvýše 30 mrtvých škůdců propadajících sítem o velikosti ok 3 mm. Výskyt živých škůdců se nedovoluje. U zelené kávy odděleně skladované po dobu nejvýše 3 měsíců se dovoluje výskyt živých roztočů a pisivek v počtu do 10 jedinců v 1 kg a brouků v počtu 2 jedinců v 1 kg, s výjimkou roztoče Tyrophagus putrescentiae a brouka Araeocerus fasciculatus.

33


3.14.3.5 Organoleptické a fyzikální požadavky Převod vadných zrn zelené kávy celých plodů a cizích příměsí na vady pro vzorek o hmotnosti 300 g:

1 2 5 7 5 5 5 2 2 1 1 3 3 1 1 1 1 1 1

Počet vad celý kávový plod suchý zrna v pergamenové slupce vydutých zrn (uch) zlomků nebo mechanicky poškozených zrn zrn nedozrálých seschlých zrn zrn hnědých kyselá zrna poločerná zrna černé zrno velká slupka plodu malé slupky plodu pergamenové slupky velký kámen nebo hrudka hlíny střední kámen nebo hrudka hlíny malý kamínek nebo hrudka hlíny velký úlomek větvičky střední úlomek větvičky malý úlomek větvičky

3.14.3.6 Chemické požadavky Při chemickém rozboru musí výrobek odpovídat těmto požadavkům: vlhkost nejvýše % popel nejvýše % písek nejvýše %

14,00 5,00 0,50

Popel a písek se stanoví pouze v případě podezření na znečištění. Obsah minerálních příměsí u zelené kávy nesmí přesáhnout 1,25 g ve 300 g průměrného vzorku. 3.14.3.7 Mikrobiologické požadavky Zelená káva musí vyhovovat právním předpisům o mikrobiologických požadavcích na poživatiny a jejich obaly - výnos MZSV ČR č. 75/1991 hlavního hygienika ČR. 34


3.14.3.8 Dodávání, balení, doprava a skladování Zelená káva se dodává v hygienicky nezávadných jutových nebo sisálových původních šitých pytlích, na kterých je vyznačen druh kávy. V jiných obalech smí být káva dodávána jen se souhlasem odběratele. V průvodním dokladu musí být uvedeny též údaje o způsobu chemických ošetření (asanaci). Výrobek se dopravuje v krytých, čistých, suchých dopravních prostředcích určených pro dopravu potravin, prostých všech pachů a skladištních škůdců. Káva zelená se skladuje v silech a v původních obalech. V původních obalech (žocích) se skladuje na dřevěných podlážkách nejméně 10 cm od země a 15 cm od stěn v místnostech suchých, čistých a chladných, za suchého počasí dobře větraných, okna natřena nátěrem chránícím před přímými slunečními paprsky při teplotě nejvýše 20°C a relativní vlhkosti vzduchu nejvýše 70 %.

35


4

MATERIÁL A METODIKA

4.1 Materiál a charakteristika oblastí kávových zrn Na světovém obchodním trhu jsou jednotlivé druhy kávy označovány podle produkční země nebo území, kde byla káva vypěstována, nebo podle přístavu, z něhož byla vyvezena. Zřídkakdy přichází káva na trh pod označením botanického názvu keře či jeho odrůdy. Výjimkou jsou kávy liberie, robusta a chari. 4.1.1 Keňa Keňa leží v rovníkové oblasti na východě afrického kontinentu. Sousedí s Etiopií, Somálskem, Tanzánií, Ugandou, Súdánem. Pobřežní oblasti jsou velmi teplé a vlhké průměrné roční srážky se zde pohybují kolem 1050 mm za rok a průměrnými teplotami od 21°C až po 32°C v lednu a 20°C až 29°C v červenci. Náhorní oblast je naopak nejsušší místo s průměrnými srážkami 320 mm. Produkuje jednu z nejlepších světových káv. Jde o pečlivě mytá zrna arabica skvělé chuti. Známá je svou plnou a bohatou chutí, dobrým aroma, správnou kyselostí a má příjemnou ovocnou chuť (Augustýn, 2003; Rosen, 1997). Zrna bývají středně upražená, ale nejvyšší kvalita zrn může být upražená silně (Smekalová, 2005). 4.1.2 Indonesie Sumatra má výjimečná zrna, která jsou napůl mytá a napůl sušená. Nejznámějšími názvy jsou Mandheling a Lintong. Třetím druhem je Gayo Mountain. Tento druh má plně mytá zrna a má kořeněnou příchuť. Tyto druhy kávy jsou výborné jak do směsí, tak samostatně. Zrna z Indonézie mají bohatou chuť a plný tvar. Ostatní druhy kávy mají jemnou kávovou chuť až jemně čokoládovou (Rossen, 1999). 4.1.3 Kolumbie Je druhým největším producentem kávy na světě, Káva je pěstovaná na svazích andských hor ve výšce 1300 až 1800 m n. m. 15 % světové produkce pochází právě odsud. Obecně Kolumbie produkuje zrno, které je více neutrální. Někteří dokonce tvrdí, že je uhlazené, příliš jemné (Rosen, 1999). Nejvíce se vyváží třídy Supreme a Excelsior (Káva, 2005).

36


4.1.4 Etiopie Produkuje především kávu arabica z divoce rostoucích kávovníků v provinciích Djimmah, Sidamo, Lekempti a Salo na západě a jihozápadě. Podle příslušné kvality se kávy třídí na hard, soft a mild, přičemž mild znamená nejvyšší chuťovou kvalitu exportní kávy. Není možné popsat přesně etiopská zrna. Nevynikají aromatem ani kyselostí. Neměla by se silně pražit, neboť tak ztratí osobitý charakter (Rossen, 1999; Augustýn, 2003). 4.1.5 Brazílie Největší vývozce kávy na světě. Kvantitou převyšují kvalitu, a proto je nemožné definovat typickou chuť brazilské kávy. Nejznámější zrna jsou Parana, Victoria, Bahia a Rio. V obchodech je doporučeno kupovat Bourbon Santos, který má malá oblá zrna a produkuje jemnou kávu (Žáček, 1977). 4.1.6 Honduras Středoamerická země produkuje poměrně kvalitní zrna. Káva se pěstuje v polohách 300 – 1500 m n. m. Zrna jsou malá, oválná a mají modrozelenou barvu. I když v Guatemale jsou výborné podmínky pro pěstování kávy, nemají místní pěstitelé potřebu zvyšovat produkci. Brání tomu chybějící infrastruktura, nekvalitní zpracování, kapitál a zřetelné jméno. Proto většinově dobrá káva končí ve směsích (Žáček, 1977; Rossen, 1999). 4.1.7 Papua Na ostrovním státě se pěstuje převážně arabika. Zrna jsou nestálá jak svojí kvalitou, tak i velikostí. Posbíraná zrna mívají různý stupeň zralosti. Všechny tyto faktory významně ovlivňují obchodování s touto produkční zemí (Augustýn, 2003). 4.1.8 Tanzanie Republika se rozkládá ve východní Africe. Nejlepší kávovníková zrna jsou znamenitá v šálku, s jedinečnou měkkou kyselostí a vynikajícím aroma. Jakost zrn je poměrně dobrá a porovnává se s kvalitou zrn v Keni (Augustýn, 2003).

37


4.1.9 Costa Rica Bohatá půda, stejnoměrná teplota a celoroční srážky jsou příznivé. Káva z vysokých poloh je modrozelená, voskově lesklá, velkého vyrovnaného zrna, v šálku vyniká jemnou vůní a ostře výraznou kyselostí. Charakteristickou vlastností kávy je nakyslost a vyšší obsah kofeinu (Žáček, 1977). 4.1.10

Panama Do roku 1903 patřilo toto území Kolumbii. Plantáže jsou umístěné jen na

vysočině. Zrna se zpracovávají pouze mokrou cestou. Káva je střední velikosti, zelenavé barvy charakterem podobná Costarice (Žáček, 1977; Augustýn, 2003). 4.1.11

Mexiko Velmi hornatá země, plantáže jsou zakládány od 400 do 1500 m n. m. a keře se

vysazují se z velké části na svazích. Káva je velkozrnná, vyniká jako dobrý úhledný pražič se světlým řízkem. Pro svou měkkost se nehodí pro dlouhé skladování. Káva z vyšších poloh je v šálku kvalitnější, aromatická, s vyrovnanou, zvlášť jemnou kyselostí. Z nižších oblastí má zrno vyšší vlhkost. Dlouhodobým skladováním ztrácí zrno na barvě, vlhkosti a jakosti (Žáček, 1977). 4.1.12

Peru Káva pocházející z Peru je silné chuti. Ceněné jsou kávy z vysokohorských

oblastí And jako San Martin, Cajamrca, Piura a Lambayeque. Zrna z údolí Chanchamayo jsou považována za nejlepší v zemi. Jsou jemně nakyslá, bohatá na výtažek (Augustýn, 2003). 4.1.13

Guatemala Převážně hornatá země a plantáže jsou zakládány v oblastech od 300 do 2200 m

n. m. Kulturu kávovníku arabského a jeho odrůdy chrání před sluncem banánovníky. Pěstování je rozděleno do dvaceti oblastí, z toho nejdůležitějšími jsou Tumbador, Cobán, San Marcor a Antigua. Zrno z horských oblastí má ušlechtilá zrna a znamenitou kvalitu v šálku – je bohatě a jemně aromatická. Zrno je nazelenalé, stářím bledne a žloutne. Některé druhy mají voskový vzhled. Káva z nižších poloh je střední velikosti, různého tvaru, neutrální v šálku (Žáček, 1977).

38


4.2 Přístrojové vybavení pro texturní hodnocení kávových zrn TIRATEST typ 27025 Je to výrobek německé společnosti TIRA Maschinenbaum GmbH, která produkuje přístroje pro provozní a vědecké účely. TIRATEST typ 27025 je zařízení určené pro vysoce citlivé měření fyzikálních vlastností materiálů včetně potravin. Přístroj je určen především pro testování materiálu v tahu tlaku a ohybu. Je proto ideální pro hodnocení textury potravin, tedy pro ověřování mechanických, geometrických a povrchových vlastností potravin. Pro měření lze zvolit různě citlivé hlavy, volit z několika nástavců používaných pro různé druhy vzorků, lze také volit rychlost příčníku a směr zatěžování vzorku. Pro testování souboru kávových zrn byla zvolena zkouška kompresního testu, Kramerova cela a desková komprese.

4.3 Technologie pražení Nastavení přesné délky cyklu pražení a použitých teplot je obtížné. Nastavení celého procesu se musí přizpůsobit vstupní vlhkosti zrna, tvrdosti a druhu zelené kávy, a hodně závisí na zkušenostech pražiče. Vysokohorská káva, se praží déle než druhy kolem 800 m n. m. Obecně vzato, každý žok kávy se praží jinak, i když se jedná o stejný druh.

Při pražení kávy lze všeobecně popsat 3 časové úseky – uvolňování

vlhkosti a plynů, uvolňování slupek a tmavnutí zrna. Oxalis – technologie pražení chráněna interním směrnicemi a nařízením firmy, pražírna mimo ČR. Ebelcoffee - 5 kg zelené kávy se praží 18-20 minut. Prvních 10 minut odchází přirozená vlhkost a vlhkost vzniklá rozkladem celulosy zrna a odchází plyny uvolňované ze zrna, káva je světlá do 160 – 170°C. Kontroluje se okénkem. Při dosažení 170°C se začínají v okénku objevovat slupky, u některých káv je to při teplotě až 180°C. Pak začíná káva pomalu tmavnout a musí se stále kontrolovat, protože od 180°C začíná tmavnout rychleji a musí se několikrát kontrolní měrkou kontrolovat barva zrna. Při dosažení 195 °C se musí kontrola provádět nepřetržitě, protože káva začíná rychle tmavnout a je slyšet praskání. Tohle je okamžik, kdy se upražená káva vypouští do chladícího roštu. 1.

0 - 10 min

170°C – uvolňování vlhkosti a plynů

2.

10 - 16 min

uvolňování slupek

3.

17 - 20 min

tmavnutí zrna, praskání. 39


Podle zkušeností jsou tři poslední minuty nejdůležitější. Některá káva se praží 16 minut, jiná 20, ale délka pražení závisí i na ročním období, tahových podmínkách komínu, čistotě odtahových kanálků v pražičce, kvalitě plynu a vlhkosti kávy, která může být 8-14 %. Naturfit – praží přibližně 17 minut, kávu vhazují při teplotě 200°C do pražícího bubnu. Následně prudce zchladí pražící prostor a teplotu opět postupně zvyšují na 160 – 180°C.

4.4 Příprava vzorků pro měření na přístroji TIRATEST Koupené vzorky jednotlivých káv byly skladovány při pokojové teplotě a průměrné vlhkosti. Zrna byla nejprve zvážena na laboratorních vahách (na dvě desetinná místa) a změřeny jejich rozměry posuvným měřítkem Somat 14016458 KS (viz obr. 6). Pro stanovení tvarové variability byla zrna focena fotoaparátem značky Olympus. Z celého souboru bylo nejprve odpočítáno 100 zrn včetně poškozených a zlomkovitých tak, aby výběr prezentoval průměr celého souboru. Pro stanovení na TIRATEST bylo vybráno 20 zrn, která měla typický tvar kávového zrna s rovnou spodní stranou. Případné nerovnosti by mohly ovlivnit výsledek stanovení. Při stanovení bylo použito dřevěné prkénko k podložení zrna. Sonda byla nastavena na dotek zrna a potom byl spuštěn program, který spustil sondu o 2 mm. Pro stanovení vlhkosti bylo odebráno několik zrn, které byly mlety na mlýnku značky Bosh typ KM 13 po dobu 30 sekund. Do aluminiového kelímku byly odváženy 3 gramy mleté kávy. Sušárna byla vyhřátá na 103°C (± 2°C) a poté byly vzorky sušeny do konstantní vlhkosti.

Obr. 6: Stanovení rozměrů kávových zrn

40


4.5 Metodika zpracování výsledků měření Získané experimentální údaje stanovení mechanických vlastností kávových zrn byly zpracovány v programu STATISTIKA verze 7 vícefaktorovou analýzou variance, mnohonásobným porovnáním průměrných hodnot variant LSD testem při P = 0,05. Sledované soubory dat v práci jsou charakterizovány (viz příloha 2): Počtem vzorků

n

Aritmetickým průměrem

x

Směrodatnou odchylkou

Sx

Rozptylem

σ2

Minimální hodnotou znaku

xmin

Maximální hodnotou znaku

xmax

Pro stanovení korelačních koeficientů byl zvolen test o nezávislosti. Míra závislosti byla hodnocena následujícím způsobem (viz příloha 3): r = 0 – 0,02

velmi slabá závislost

r = 0,2 – 0,4

slabá závislost

r = 0,4 – 0,6

středně silná závislost

r = 0,6 – 0,8

silná závislost

r = 0,8 – 1,0

velmi silná závislost

41


5

VÝSLEDKY A DISKUZE

5.1 Stanovení metodik pro měření mechanických vlastností kávových zrn Pro stanovení vhodné metodiky pro stanovení mechanických vlastností kávových zrn byly zvoleny celkem tři druhy testů na přístroji TIRATEST: -

Deskový kompresní test,

-

Kramerova cela,

-

Komprese pomocí sondy.

5.1.1 Stanovení mechanických vlastností kávových zrn deskovým kompresním testem Principem metody je stlačování zkoušeného materiálu mezi dvěma deskami do okamžiku prvního porušení – poklesu síly o 50 % (viz obr. 7). Test byl aplikován na celá kávová zrna.

Obr. 7: Detail kompresního testu pro stanovení mechanických vlastností kávových zrn Metoda je běžně využívána pro stanovení různých druhů potravin, jako je textura masa, brambor, hodnocení vařených a syrových těstovin atd. Výsledky testů 42


však prokázaly, že tato metoda je pro stanovení mechanických vlastností zrn nevhodná, vzhledem ke smyku desek díky tvaru kávového zrna. Příklad zátěžových křivek pro kompresní metodu stanovení mechanických vlastností kávových zrn uvádí obrázek 8.

Obr. 8: Zátěžové křivky pro kompresní test stanovení mechanických vlastností kávových zrn 5.1.2 Stanovení mechanických vlastností kávových zrn Kramerovou celou Druhou metodou, která byla použita pro stanovení mechanických vlastností kávových zrn, byla tzv. Kramerova cela. V průběhu testu pronikají Kramerovou celou naplněnou vzorky vertikální nože, které mají ve dně cely otvory k průniku. Test byl experimentálně aplikován na zrna z několika souborů (viz obr. 8), aby byla zjištěna vhodnost této zkoušky pro další stanovení.

43


a)

b) Obr. 9 a): Detail testu pro stanovení mechanických vlastností kávových zrn za pomoci Kramerovy cely b) Detail Kramerovy cely se vzorkem Tato metoda, která je používána pro stanovení sypkých materiálů, se pro stanovení mechanických vlastností kávových zrn projevila také jako nevhodná. Docházelo k přetěžování přístroje nad mez 900 N (viz obr. 9) i při užití malého množství kávových zrn. Dalším negativem této zkoušky byl samotný stanovovaný 44


materiál, protože se svojí velikostí částečně korespondoval s mezerami mezi noži a spodními otvory v cele. Jednotlivá zrna částečně propadávala celou, jiná se dostávala mezi jednotlivé nože.

Obr. 10: Zátěžové křivky pro stanovení mechanických vlastností kávových zrn pomocí Kramerovy cely 5.1.3 Stanovení mechanických vlastností kávových zrn kompresí sondou Poslední ověřovanou metodou, byla metoda komprese za pomoci sondy, která se ukázala jako nejvhodnější pro testování mechanických vlastností pražených kávových zrn. Metoda se dále používá pro stanovení texturních vlastností masa, sýrů, vaječných skořápek atd. (viz obr. 11). Tato metoda umožňuje nastavení zrna přímo pod kompresní tyčovou hlavici, což vylučuje smýkání vzorku mezi měřícími deskami jako u metody deskové komprese. Detaily zvoleného testu jsou uvedeny v tab. 6. Tab. 6: Výsledné nastavení zkoušky kompresní tyčovou sondou na přístroji TIRATEST pro stanovení mechanických vlastností kávových zrn Snímač síly Typ zkoušky Rychlost příčníku Ukončení zkoušky Typ nástavce

200 N tlaková 20 mm/min dráha 2 mm komprese tyčovou sondou o průměru 6 mm 45


a)

b) Obr. 11 a): Detail testu pro stanovení mechanických vlastností kávových zrn kompresní tyčovou sondou b) Detail nastavení zrna pod kompresní tyčovou sondou o průměru 6 mm

Obr. 12: Příklad zátěžové křivky pro stanovení kávových zrn kompresí tyčovou sondou 46


Zátěžové křivky stanovení mechanických vlastností kávových zrnnou uvedeny na obr. 19 – 38. Z porovnání obr. 8, 10 a 12 c je zřejmé že každá z použitých metod vykazuje naprosto odlišný průběh přenosu sil v drcených zrnech. Křivky u kompresního testu (obr. 7) nemají přesně definovaný počátek strukturálních změn - vlivem smýkání docházelo k prodlevě při začátku působení síly, protože se zrno ustálilo v ne zcela definované poloze. Důsledkem je strmě stoupající charakter křivky tlaku, která se ostře lomí okamžikem rozdrcení zrna a poté prudce klesá k nule. Jako naprosto nevhodná se ukázala zkouška Kramerovou celou (obr. 9). Používané vertikální nože byly přetěžovány, docházelo k protlačování a zadírání menších zrn a částí větších zrn do otvorů cely. Nárůst tlaku, kdy síla roste až nad 900 N, ukazuje pouze na postupné zadírání nožů v drážkách, nevypovídá však o mechanických vlastnostech drcených zrn. Naopak křivky z testu komprese sondou (obr. 12) odpovídají skutečnému chování vnitřní struktury jednotlivých zrn, kdy dochází ke vzniku prasklin a postupnému borcení jejich vnitřní struktury. Maxima jednotlivých křivek jsou odrazem rozlamování zrn na několik kusů. Detail lomu zrna je zobrazen na obr. 13. Deformace vnitřní struktury, které byly viditelné i pouhým okem, jsou dobře patrné z jednotlivých výkyvů na křivkách, včetně konečného zborcení (rozdrcení). Z tohoto důvodu byla tato metoda vybrána jako nejvhodnější pro stanovení mechanických vlastností kávových zrn.

Obr. 13: Mikroskopická struktura kávového zrna ve zlomu Základní statistické charakteristiky kávových zrn různých druhů káv (hmotnost, délka, šířka, výška, tvrdost) jsou uvedeny v tabulkách 12 – 31 v příloze 2.

47


5.2 Hmotnost kávových zrn v závislosti na druhu kávy Nejnižší hmotnost byla zjištěna u zrn pocházejících z Costa Rica (0,120 g), zatímco nejvyšší hmotnost zrna byla zjištěna u vzorku pocházejícího z Mexika (0,239 g). Statisticky se významně lišila zrna pocházející z Mexika (0,239 g) oproti ostatním v souboru. Je zřejmé, že variabilita hmotnosti v zrnech kávy byla u stanoveného souboru statisticky ovlivněna původem (viz tab. 7). Tab. 7: Průměrná hmotnost kávových zrn jednotlivých druhů a statistická průkaznost rozdílu Kód Původ kávových zrn hmotnost zrna[g] 16 Costa Rica 0,120 a 12 Etiopie 0,121 ab 14 Papua 0,129 abc 6 Indonesie 0,132 abc 10 Brazil 0,132 abc 1 Kolumbie 0,133 abc 20 Guatemala 0,135 abc 13 Brazil Facenda 0,139 abc 11 Honduras 0,139 abc 3 Kolumbie 0,139 abc 5 Indonesie 0,140 abc 19 Peru 0,141 abc 15 Tanzanie 0,144 abc 17 Panama 0,147 abc 4 Indonesie 0,149 abc 9 Keňa 0,149 bc 2 Kolumbie 0,150 c 7 Keňa 0,151 c 8 Keňa 0,156 c 18 Mexico Marogogype 0,239 d a, b, c, d - průměrné hodnoty označeny různými písmeny jsou statisticky významně odlišné při P ≤ 0,05

48


Obr. 14: Hmotnosti kávových zrn v závislosti na původu

hmotnost kávových zrn [g]

0,25

0,20

0,15

0,10

0,05

0,00

Druhy kávy

49


5.3 Délka kávových zrn v závislosti na druhu kávy Nejnižší hodnoty délky byly naměřeny u vzorků pocházejících z Peru (10,43 mm), zatímco zrna s největší délkou byla naměřena u vzorku pocházejícího z Mexika (14,70 mm). U souboru vzorků se statisticky lišil pouze vzorek kávy z Mexika (14,70 mm), u něhož byl zjištěn statisticky významný rozdíl průměrné délky zrn než u zrn z dalších souborů. Je zřejmé, že variabilita délky zrn jednotlivých káv nebyla u stanoveného souboru statisticky významně ovlivněna původem (tab. 8). Tab. 8: Průměrná délka zrn kávy různých druhů a statistická průkaznost

a, b

Kód 19 11 1 20 16 14 10 7 12 6 17 13 3 15 8 9 4 2 5 18 - průměrné hodnoty

Původ kávových zrn délka zrna[mm] Peru 10,43a Honduras 10,46a Kolumbie 10,57a Guatemala 10,70a Costa Rica 10,81a Papua 10,82a Brazil 10,84a Keňa 10,91a Etiopie 10,96a Indonesie 10,97a Panama 11,10a Brazil Facenda 11,13a Kolumbie 11,16a Tanzanie 11,18a Keňa 11,36a Keňa 11,37a Indonesie 11,43a Kolumbie 11,76a Indonesie 11,77a Mexico Marogogype 14,70b označeny různými písmeny jsou statisticky významně odlišné

při P ≤ 0,05.

50


Obr. 15: Délka kávových zrn v závislosti na původu 16

délka kávových zrn [mm]

14 12 10 8 6 4 2 0

Druhy kávy

51


5.4 Šířka kávových zrn v závislosti na druhu kávy Při hodnocení šířky byla u zrn zjištěna statisticky významná rozdílnost. Nejužší zrna měla Etiopská káva (7,76 mm). Nejširší zrna měl vzorek Mexiko (9,73 mm). U vzorků 1 – 9, se velikostně zrna statisticky významně lišila. Je zřejmé, že variabilita šířky v zrnech kávy byla u stanoveného souboru statisticky vysoce významně ovlivněna původem (tab. 9). Tab. 9: Průměrná šířka zrn kávy různých druhů a statistická průkaznost rozdílu

a, b, c, d, e, f

Kód Původ kávových zrn šířka zrn [mm] 12 Etiopie 7,76a 1 Kolumbie 7,91ab 16 Costa Rica 8,02abc 6 Indonesie 8,09abc 14 Papua 8,09abc 3 Kolumbie 8,11abc 11 Honduras 8,15abcd 5 Indonesie 8,26abcd 17 Panama 8,27abcde 4 Indonesie 8,28abcde 20 Guatemala 8,32abcde 10 Brazil 8,33bcde 19 Peru 8,40bcde 2 Kolumbie 8,47bcde 15 Tanzanie 8,55cde 7 Keňa 8,56cde 13 Brazil Facenda 8,59cde 8 Keňa 8,71de 9 Keňa 8,74e 18 Mexico Marogogype 9,72f - průměrné hodnoty označeny různými písmeny jsou statisticky významně

odlišné při P ≤ 0,05.

52


Obr. 16: Šířka kávových zrn v závislosti na původu

12

šířka kávových zrn [mm]

10

8

6

4

2

0

Druhy kávy

53


5.5

Výška kávových zrn v závislosti na druhu kávy Z tabulky číslo 10 je zřejmé, že ve výšce kávových zrn z jednotlivých zemí byly

zjištěny významné statistické rozdíly. Statisticky se významně lišila zrna pocházející z Mexika (5,6 mm), která měla nejvyšší průměrnou délku oproti ostatním v souboru. Nejnižší průměrnou výšku měla zrna pocházející z Costa Ricy (4,55 mm) Je zřejmé, že variabilita výšky v zrnech kávy byla u stanoveného souboru statisticky vysoce významně ovlivněna původem (tab. 10). Tab. 10: Průměrná výška zrn kávy různých druhů a statistická průkaznost Kód Původ kávových zrn výška zrna [mm] 16 Costa Rica 4,55a 1 Kolumbie 4,59a 6 Indonesie 4,59a 10 Brazil 4,61a 13 Brazil Facenda 4,62a 14 Papua 4,64ab 12 Etiopie 4,67abc 4 Indonesie 4,67abc 5 Indonesie 4,71abc 3 Kolumbie 4,72abc 15 Tanzanie 4,78abc 17 Panama 4,78abc 20 Guatemala 4,79abc 2 Kolumbie 4,79abc 7 Keňa 4,80abc 19 Peru 4,80abc 11 Honduras 4,81abc 9 Keňa 4,99bc 8 Keňa 5,00c 18 Mexico Marogogype 5,62d a, b, c, d, e, f - průměrné hodnoty označeny různými písmeny jsou statisticky významně odlišné při P ≤ 0,05.

54


Obr. 17: Výška kávových zrn v závislosti na původu 6

výška kávového zrna [mm]

5 4 3 2 1 0

Druhy kávy

55


5.6 Síla drcení kávových zrn v závislosti na druhu kávy Nejmenší síla pro rozdrcení kávového zrna byla stanovena vzorku Kolumbie 3 (71,7 N). Nejvyšší síla byla stanovena u vzorku Brazil Facenda (109,4 N). Vzorky Kolumbie 3 (71,7 N), Indonesie 6 (83,6 N) a Keňa 9 (73,45 N) byly praženy v pražírně Ebelcoffee. Tyto vzorky se od sebe statisticky významně nelišily a podle drtivé síly se umístily v první polovině všech vzorků. Vzorky Kolumbie 1 (92,1 N), Indonesie 4 (91,6 N) a Keňa 7 (97,0 N) pocházející z pražírny Oxalis jsou tvrdší a je k jejich rozdrcení potřeba síla nejméně 90,00 N. Zrna z porovnávaných zemí pražírny Naturfit Kolumbie 2 (78,9 N), Indonesie 5 (78,7 N) a Keňa 8 (89,5 N) jsou tvrdostí umístěné mezi oběma pražírnami, což může být způsobené odlišným pražícím cyklem a teplotami. Je zřejmé, že variabilita výšky v zrnech kávy byla u stanoveného souboru statisticky vysoce významně ovlivněna původem (tab. 11). Tab. 11: Průměrná síla potřebné k rozdrcení kávových zrn a statistická průkaznost rozdílu

a, b

Kód Původ kávových zrn Síla FH (N) 3 Kolumbie 71,72a 9 Keňa 73,45a 17 Panama 77,02ab 5 Indonesie 78,67ab 2 Kolumbie 78,94ab 12 Etiopie 79,61ab 18 Mexico Marogogype 81,77ab 6 Indonesie 83,60ab 19 Peru 83,99ab 14 Papua 84,74ab 11 Honduras 87,57ab 8 Keňa 89,53ab 4 Indonesie 91,63ab 10 Brazil 91,95ab 1 Kolumbie 92,12ab 16 Costa Rica 93,44ab 7 Keňa 97,02ab 15 Tanzanie 98,47ab 20 Guatemala 99,24ab 13 Brazil Facenda 109,42b - průměrné hodnoty označeny různými písmeny jsou statisticky významně odlišné

při P ≤ 0,05. 56


Obr. 18: Síla pro rozdrcení kávových zrn v závislosti na původu

Síla potřebná k rozdrcení kávového zrna [N]

120

100

80

60

40

20

0

Druhy kávy

57


5.7 Stanovení sušiny různých druhů kávových zrn Sušina, která byla stanovena vážkovou metodou, je ovlivněna vzdušnou vlhkostí. Kávová zrna jsou vysoce hydroskopická. Nejmenší sušina byla stanovena u vzorku Indonesie 4 (99,850 g), zatímco největší sušina byla stanovena u vzorku Keňa 9 (99,874 g). Tab. 12: Stanovení sušiny kávových zrn Kód 4 20 16 13 14 11 2 15 17 18 12 1 6 19 8 3 5 7 10 9

Původ kávových zrn Indonesie Guatemala Costa Rica Brazil Facenda Papua Honduras Kolumbie Tanzanie Panama Mexico Marogogype Etiopie Kolumbie Indonesie Peru Keňa Kolumbie Indonesie Keňa Brazil Keňa

Sušina zrna 99,850 99,857 99,859 99,859 99,860 99,860 99,861 99,861 99,862 99,862 99,865 99,866 99,867 99,867 99,869 99,871 99,872 99,872 99,873 99,874

Pražení je důležitý krok ve zpracování kávy a je mu věnováno mnoho studií, které se zabývají chemickými, fyzikálními a v neposlední řadě texturními změnami. Během pražení ztrácejí zrna houževnatost a stávají se křehkými a nestabilními. Stanovení mechanických vlastností potravin je důležité pro jejich další využívání a zpracování. Textura kávových zrn má nepřímý vliv na senzorické vlastnosti kávového nápoje. Pražená kávová zrna, vybraná pro stanovení texturních charakteristik, pocházela z několika zemí – Kolumbie, Indonesie, Keni, Brazílie, Hondurasu, Etiopie, Brazil Facenda, Papui, Tanzanie, Costa Rici, Panamy, Mexika, Peru a Guatemaly. Vzorky 58


s čísly 1 – 9 z Kolumbie, Indonesie a Keňy pocházely ze tří různých pražíren. Vzorky 1, 4 a 7 byly upraženy v pražírně Oxalis, vzorky 2, 5, 8 upražil Naturfit a vzorky 3, 6, 9 upražila firma Ebelcoffee. Ostatní vzorky (10 až 20) pochází z pražírny Naturfit. Pro přímé stanovení bylo vybráno 20 zrn z celého souboru, která byla změřena posuvným měřítkem a zvážena laboratorními váhami na tři desetinná místa. Poté byl proveden test deskové komprese při 20°C ±1°C. Při stanovení všech 20 zrn byl velký rozptyl hodnot (viz tab. 13 – 32), který mohl být způsobem mikroskopickými prasklinami a deformacemi uvnitř kávového zrna. Stanovení mechanických vlastností kávových zrn studovala Pittia et al., 2007 na základě stanovení AW. Pokusem zjistila omezený vliv na texturní parametry a nezjistila významné rozdíly ani mezi zrny, které byly praženy na různý stupeň. Pittia et al., 2001 stanovovala texturní vlastnosti kávových zrn v závislosti na hustotě, vlhkosti a změnám během pražení. Pokusem zjistila, že typická křehkost es váže jak na ztrátu vlhkosti při pražení, tak ne chemické změny struktury v zrnu. Dle výsledků, které byly naměřeny v zrnech káv z jednotlivých zemí, se projevila minimální korelace mezi parametry velikosti a hmotnosti s tvrdostí zrna. Porovnáním zrn, která byla nakoupena od různých pražíren, se nepotvrdil rozdíl mezi pražírnami na základě odlišného postupu během pražení. Původní domněnka, že mechanické vlastnosti mohou souviset s velikostí a hmotností kávových zrn se nepotvrdila. Korelační koeficienty (viz příloha 3) se pohybovaly v kladných i záporných hodnotách. Závislost mezi parametrem síly a hmotnosti dosahuje maximálně jen slabé závislosti u vzorku Kolumbie 1. Při pozorování korelace mezi hmotností a jednotlivými parametry velikosti, pak je ve většině případů závislost středně silná až silná. Při pozorování korelace síly a velikostních parametrů je závislost opět jen velmi slabá a v ojedinělých případech slabá.

59


Obr. 19: Získané zátěžové křivky při stanovení mechanických vlastností kávových zrn – Kolumbie 1

Obr 20: Získané zátěžové křivky při stanovení mechanických vlastností kávových zrn – Kolumbie 2

60


Obr 21: Získané zátěžové křivky při stanovení mechanických vlastností kávových zrn – Kolumbie 3

Obr 22: Získané zátěžové křivky při stanovení mechanických vlastností kávových zrn – Indonesie 4

61




62


Obr 25: Získané zátěžové křivky při stanovení mechanických vlastností kávových zrn – Keňa 7


63



Obr 28: Získané zátěžové křivky při stanovení mechanických vlastností kávových zrn – Brazil 10

64


Obr 29: Získané zátěžové křivky při stanovení mechanických vlastností kávových zrn – Honduras 11

Obr 30: Získané zátěžové křivky při stanovení mechanických vlastností kávových zrn – Etiopie 12

65


Obr 31: Získané zátěžové křivky při stanovení mechanických vlastností kávových zrn – Brazil Facenda 13

Obr 32: Získané zátěžové křivky při stanovení mechanických vlastností kávových zrn – Papua 14

66


Obr 33: Získané zátěžové křivky při stanovení mechanických vlastností kávových zrn – Tanzanie 15

Obr 34: Získané zátěžové křivky při stanovení mechanických vlastností kávových zrn – Costa Rica 16

67


Obr 35: Získané zátěžové křivky při stanovení mechanických vlastností kávových zrn – Panama 17

Obr 36: Získané zátěžové křivky při stanovení mechanických vlastností kávových zrn – Mexico Maragogype 18

68


Obr 37: Získané zátěžové křivky při stanovení mechanických vlastností kávových zrn – Peru 19

Obr 38: Získané zátěžové křivky při stanovení mechanických vlastností kávových zrn – Guatemala 20

69


6

ZÁVĚR Povzbuzující látkou v kávě je vědecky velmi diskutovaný kofein. Mnoho

výzkumů se zabývá jeho pozitivními i negativními účinky. Přes negativa, kterých je hodně, se káva stále těší velké oblibě. Cílem této práce bylo prostudování odborné literatury na zadané téma a vypracovat příslušnou literární rešerši. Dalším úkolem bylo vytvořit metodiku a provést stanovení mechanických vlastností kávových zrn, pocházejících z různých produkčních oblastí a pražíren. Pro měření bylo využito univerzálního přístroje pro měření fyzikálních charakteristik – TIRATESTU, který umožňuje měření různých materiálů v tahu, tlaku, ohybu. Pro měření lze zvolit různě citlivé hlavy, vybrat z několika nástavců používaných pro různé vzorky. Výhodou měření na tomto přístroji je také navolení rychlosti příčníku a směr působení síly na vzorek. K vytvoření metodiky pro stanovení mechanických vlastností kávových zrn bylo využito několik typů testů. Výběr testů a jejich parametry byly zvoleny s ohledem na velikost, tvar a způsob mechanického namáhání jednotlivých kávových zrn. Pro stanovení mechanických vlastností kávových zrn byly zvoleny metody deskové komprese, Kramerova cela, komprese sondou. Stanovované soubory zrn pocházely ze zemí Kolumbie, Indonesie, Keňa, Brazílie, Honduras, Etiopie, Brazílie typ Facenda, Papua, Tanzanie, Costa Rica, Panama, Mexico typ Maragorype, Peru, Guatemala. Prvním testem pro vytvoření metodiky pro hodnocení fyzikáních vlastností kávových zrn byl zvolen kompresní deskový test, kdy byla jednotlivá kávová zrna stlačována mezi dvěma deskami do okamžiku prvního porušení – poklesu síly o 50 %. Metoda je běžně využívána pro stanovení různých druhů potravin, jako je textura masa, brambor, hodnocení vařených a syrových těstovin atd. Výsledky testů však prokázaly, že tato metoda je pro stanovení mechanických vlastností zrn nevhodná, vzhledem ke smyku desek díky tvaru kávového zrna. Druhou zvolenou metodou pro stanovení mechanických vlastností kávových zrn byla tzv. Kramerova cela. V průběhu testu pronikají Kramerovou celou naplněnou vzorky vertikální nože, které mají ve dně cely otvory k průniku. Test byl experimentálně aplikován na zrna z několika souborů, aby byla zjištěna vhodnost této zkoušky pro další stanovení. Tato metoda je používána pro stanovení sypkých materiálů, ale pro stanovení mechanických vlastností kávových zrn se také projevila 70


jako nevhodná. Docházelo k přetěžování přístroje nad mez 900 N i při užití malého množství kávových zrn. Dalším negativem této zkoušky byl samotný stanovovaný materiál, protože se svojí velikostí částečně korespondoval s mezerami mezi noži a spodními otvory v cele. Jednotlivá zrna částečně propadávala celou, jiná se dostávala mezi jednotlivé nože. Třetí testovanou metodou, byla metoda komprese za pomoci sondy, která se ukázala jako nejvhodnější pro testování mechanických vlastností pražených kávových zrn. Metoda se dále používá pro stanovení texturních vlastností masa, sýrů, vaječných skořápek atd. Tato metoda umožňuje nastavení zrna přímo pod kompresní tyčovou hlavici, což vylučuje smýkání vzorku mezi měřícími deskami jako u metody deskové komprese. Při stanovení velikosti a hmotnosti byla u všech parametrů největší zrna z Mexika (ve všech případech byla zrna statisticky významně odlišná), ale při stanovení tvrdosti se nepotvrdil předpoklad související velikosti a hmotnosti, protože zrna byla svojí tvrdostí umístěna v prvních deseti vzorcích. Nejtvrdšími byla zrna Brazil Facenda (109,42 N), dále Guatemala (99,24 N), Tanzanie (98,47 N), Keňa 7 (97,02 N), Costa Rica (93,44 N), Kolumbie 1 (92,12 N), Brazil (91,95 N), Indonesie 4 (91,63 N), Keňa 8 (89,53 N), Honduras (87,57 N), Papua (84,74 N), Peru (83,99 N), Indonesie 6 (83,60 N), Mexico Maragogype (81,77), Etiopie (79,61 N), Kolumbie 2 (78,94 N), Indonesie 5 (78,67 N), Panama (77,02 N), Keňa 9 (73, 45 N) a nejměkčí zrna měla Kolumbie 3 (71,72 N). Jednotlivými technologickými operacemi během procesů, které provází kávu od sběru po přípravu, se snažíme zajistit maximální kvalitu suroviny jako takové, ale i kvalitu samotného nápoje, který je finálním produktem. Zpracováním mokrou nebo suchou cestou se zrna rozdělí na dvě základní jakostní skupiny. Mletím kávových zrn se snažíme docílit optimálního zmenšení částic, aby se snadno vyluhovaly jednotlivé komponenty do nápoje, při zachování maxima aromatických látek. Mlecí stolice jsou dnes chlazené studenou vodou, aby nedocházelo k zahřívání mlecích válců. Tvrdší zrna jsou náročnější na chlazení, protože více zahřívají válce, což je energeticky méně výhodné. Dalším průzkumem by se mohl prokázat rozdíl mezi metodami zpracování mokrou a suchou cestou a vlivu na mechanické vlastnosti a texturu.

71


7

SEZNAM LITERATURY

AUGUSTÍN, J. (2003): Povídání o kávě, Fontána, Olomouc, p. 15–354. ISBN 80-7336040-3. ADEBAYO, J. O., AKINYINKA, G. A., ODEWOLW, G. A., OKWUSIDI, J. I. (2007): Effect of caffeine on the risk of coronary heart dinase – a re-evaluation. Indian Journal of Clinical Biochemistry. vol. 22, no. 1, p. 29–32. ISSN 0970-1915. BAGGENSTOSS, J. (2008): Coffee roasting and quenching technology – formativ and stability of aroma compounds. Diss ETH Nr. 17696, p. 1–140. doi:10.3929/ethz-a005666902. DÓREA, J. G., COSTA, T. H. M. (2005): Is coffee a functional food? British Journal of Nutrition, vol. 93, p. 773–782. ISSN 0007–1145. FARAH, A., PAULIS, T., TRUGO, L. C., MARTIN, P. R. (2005): Effect of roasting on the formativ of chlorogenic acid lactones in coffee. Journal of agriculture and food chemistry, vol. 53, no. 5, p. 1505–1513. ISSN 1520–5118. GREGUŠKA, O. (1997): Kyslíkové radikály, oxid dusnatý a antioxidační systém v kĺboch postihnutých zápalom, Rheumatologia, roč. 3, č. 11, s. 61–166. ISSN 1210– 1931. CHEN, P.-Y., LIN, A. Y. M., LIN, Y. S., SEKI, Y., STOKES, A. G., PEYRAS, J., OLEVSKY, E. A., MEYERS, M. A., MCKITTRICK, J. (2008): Structure and mechanical properties of selected biological materials. Journal of the Machanical Behavoir of Biomedical Materials, vol. 1, no. 3, p. 208–226. ISSN 1751–6161. JOËT, T., LAFFARGUE, A., DESCROIX, F., DOLBEAU, S., BERTRAND, B., DOKOCHKO, A., DUSSERT, S. (2010): Influence of enviromental factors, wet processing and thein interactions on the biochemici composition of green Arabica coffee beans. Food Chemistry, vol. 118, p. 693–701. ISSN 0308–8146 KADLEC, J. (1936): Káva, Praha, 1936, Nakladatelství M. Knapp. KADLEC, P. A KOL. (2002): Technologie potravin, 1. vyd. Praha, VŠCHT, 2002, s. 8– 305, ISBN 80-7080-510-2.

72


KILCAST, D. (2004): Texture in food, Solid foods. Vol. 2, 1. vyd. Cambridge: Woodhead Publishing. Woodhead publishing in food science and technology. p. 53 54. ISBN 1-85573-724-8. KLEICHWÄCHTER, M., SELMAR, D. (2010): Influence of drying on the kontent of sugars in wet processed green Arabica coffees, Food chemistry, vol. 119, p. 500–504. ISSN 0308–8146. KRKOŠKOVÁ, B. (1986): Textúra potravín. ALFA s SNTL, 1986, 1. vyd. ISBN 63003-86. KUBÁŇ, V. a KUBÁŇ, P. (2007): Analýza potravin. 2. vyd Brno: MZLU, 2007, s. 40. ISBN 978 – 80 – 7375 – 036 – 7. LACHMAN, J. (2003): Obilniny – významný zdroj antioxidantů v lidské výživě, Úroda, č. 8, s. 20–23. ISSN 0139–6013. MALTA, M. R, PEREIRA, R. G. F. A, CHAGAS, S. J. DE REZENDE, FERREIRA, D. F. (2008): Cup quality of traditional crop coffee converted to organic systém. Bragantia, vol. 67, no. 3. ISSN 0006-8705. MEYERS, M. A., CHEN, P., LIN A. Y., SEKI, Y. (2008): Biological materials: Structure and mechanical properties, Progress in materials science, vol. 53, no. 1, p. 1– 206. ISSN 0079-6425. MLADÁ, J., PROCHÁZKA, F. (1987): Atlas cizokrajných rostlin, Státní zemědělské nakladatelství, Praha, 1987, s. 172. MONTAVON, P., MAURON, A., DURUZ, E. (2003): Changes in green coffee protein profiles during roasting. Journal of Agriculture and food chemitry, vol. 51, no. 8, p. 2335–2343. ISSN 1520–5118. MOON, J., YOO, H. S., SHIBAMOTO, T (2009): Role of roasting Conditions in the Level of Chlorogenic Acid Content in Coffee Beans: Correlation with Coffee Acidity. Journal of Agricultural and Food Chemistry, vol. 57, no. 12, p. 5365–5369. ISSN 1520–5118. NAPOLITANO, A., FOGLIANO, V., TAFURI, A., RITIENI, A. (2007): Natural occurrence of ochratoxin A and antioxidant activities of green and roasted coffees and 73


coresponding byproducts. Journal od Agriculture and food chemistry, vol. 55, no. 25, p. 10499–10504. ISSN 1520–5118. NEBESNY, E., BUDRYN, G. (2003): Antioxidative aktivity of green and roasted coffee beans as influenced by convection and microwawe roasting methods and kontent of certain compunds. European food researche and Technologi, vol. 217, p. 157–163. ISSN 1438–2385. NOVOTNÁ, H., CAIS, S., PTÁČEK, M. (1983): Teoretická mechanika. SNTL (Praha)/Alfa (Bratislava), 1983. s. 21 – 23. ISBN 04-719-83. NOWAK, B., SCHULZOVÁ, B. (1998): Tropische Fruchte, BLV Verlagsgesellschaft GmbH, 1998, p. 164 – 166, ISBN 80-242-0785-0. O´CONNELL, J. (1999): Máte problémy s kávou?, Muscle & Fitness, č. 3, s 34–37. OSTRÝ,

V.,

ŠTRUNCOVÁ,

S.:

Káva

-

nápoj

i

v 21.

Století,

www.chpr.szu.cz/nutrice/kava.htm PITTIA, P., ROSA, D. M., LERICI, C. R. (2001): Textural ganges of coffee beans as affected by roasting conditons. Journal of texture studies,vol. 34, no. 3, p. 168–175. PITTIA, P., NICOLI, M. C., SACCHETTI, G. (2007): Effect of moisture and water aktivity on textural properties of raw and roasted coffee beans. Journal of texture studies, vol. 38, no. 4, p. 116–134. PRANCE, G. (2005): The cultural history of plants, Routledge, 2005, p 176–177. ISBN 0-415-92746-3. RACEK, J., HOLEČEK, V. (1999): Enzymy a volné radikály. Chemické listy, č. 93, s. 774-780. ISSN 1213–7103. REGWELL, R., FISCHER, M. (2006): Coffee carbohydrates. Brazilian Journal of Plant Physiology, vol. 18, no. 1. ISSN 1677-0420. RIEDL, O., VONDRÁČEK, V. A SPOL. (1980): Klinická toxikologie. Avicenum, Praha, 1980, s. 150 – 154. ISBN 08 – 075 – 80. ROSEN, D. (1999): Rádce milovníka kávy, Pragma, 1999, s. 5–160, ISBN 80-7205685-9. 74


SCHENKER, S., HANDSCHIN, S., FREY, B, PERREN, R., ESCHER, F. (2000): Pore structure of coffee beans affected by roasting conditions. Journal of Food Science, vol. 65, p. 452-457. SMEKALOVÁ, B. (překlad 2005): Káva. Ottovo nakladatelství, 2005, s. 4-63. ISBN 80-7360-395-0. SOLIMAN, K. M. (2005): Effect of Variety, Locality and Processing of Coffee Beans on the Detection and Determination of Aflatoxins. International Journal of Agriculture & Biology, vol. 7, no. 1, p. 6 – 10. ISSN 1814–9596. SZCZESNIAK A. S. (2006): Classification of textural characteristics. Journal of food science, vol. 28, no. 4, p. 385–389. THORN, J. (2000): Káva: Příručka pro labužníky. 1. vyd. Praha: Fortuna Print, 2000, s. 192. ISBN 80-86144-64-X UKERS, W. H. (2009): All about Coffee. The Tea nad coffee trade journal. ISO-8859-1 VAAST, P., BERTRAND, B., PERRIOT, J. J., GUYOT, B., GENARD, M. (2006): Fruit thinning and shade improve bean characteristics and beverage quality of coffee (Coffea arabica L.) under optimal conditions. Journal of the Science of Food and Agriculture, vol. 86, no. 2, p. 197–204. YERETZIAN, CH., JORDAN, A., BADOUD, R., LINDINGER, W. (2002): From the green bean to the cup of coffee: investigating coffee roasting by on-line monitoring of volatiles. European food research and technologi, vol. 214, no. 2, p. 92–104. ISSN 1438–2385. ŽÁČEK, Z. (1977): Nad šálkem plným vůně. Merkur Praha, 1977, s, 5–254. ISBN 51219-77 Internetové zdroje Anonym 1: [citováno 21. 2. 2010] dostupné na World Wide Web: www.cosic.org Anonym 2: [citováno 15. 1. 2010] dostupné na World Wide Web: www.ico.org Anonym 3: [citováno 12. 1. 2010] dostupné na World Wide Web: www.ekava.cz Anonym 4: [citováno 22. 12. 2010] dostupné na World Wide Web: http://www.sossouspk.cz/esf/ckk.pdf 75


Anonym 5: [citováno www.sweetmarias.com

22.

12.

2009]

dostupné

na

World

Wide

Web:

Anonym 6: [citováno 12. 12. 2009] dostupné http://en.wikipedia.org/wiki/Geography_of_Kenya

na

World

Wide

Web:

76


SEZNAM TABULEK A OBRÁZKŮ Obr. 1: Dvousemenná peckovice kávovníku

13

Obr. 2: Chemický vzorec kofeinu

17

Obr. 3: Chemický vzorec kyseliny chlorogenové

19

Obr. 4: Změna barvy kávového zrna

24

Obr. 5: Struktura zdravého zeleného zrna

26

Obr. 6: Stanovení rozměrů kávových zrn

40

Obr. 7: Detail kompresního testu pro stanovení mechanických vlastností kávových zrn 42 Obr. 8: Zátěžové křivky pro kompresní metodu stanovení mechanických vlastností kávových zrn

43

Obr. 9 a, b: Detail testu pro stanovení mechanických vlastností kávových zrn za pomoci Krameriovy cely, detail Krameriovy cely se vzorkem

44

Obr. 10: Zátěžové křivky pro stanovení mechanických vlastností kávových zrn pomocí Krameriovy cely

45

Obr. 11 a, b: Detail testu pro stanovení mechanických vlastností kávových zrn deskovou kompresí, detail nastavení zrna pod kompresní tyčovou sondu o průměru 6 mm 46 Obr. 12: Příklad zátěžové křivky pro stanovení kávových zrn kompresí tyčovou sondou 46 Obr. 13: Mikroskopická struktura kávového zrna ve zlomu

47

Obr. 14: Hmotnosti kávových zrn v závislosti na původu

49

Obr. 15: Délka kávových zrn v závislosti na původu

51

Obr. 16: Šířka kávových zrn v závislosti na původu

53

Obr. 17: Výška kávových zrn v závislosti na původu

55

Obr. 18: Síla pro rozdrcení kávových zrn v závislosti na původu

57

Obr. 19 – 38: Získané zátěžové křivky při stanovení mechanických vlastností kávových zrn kompresní tyčovou sondou

60 – 69

Obr. 39 – 58: Vzhled a tvarová rozmanitost sledovaných druhů kávy

88 - 91

77


Tab. 1: Některé známé obsahové látky přítomné v zrnech káv arabica a robusta 16 Tab. 2: Množství kofeinu v nápoji podle typu přípravy

18

Tab. 3: Označování a klasifikace obchodních vlastností pražených zrn

25

Tab. 4: Členění kávy na druhy, skupiny a podskupiny

29

Tab. 5: Fyzikální a chemické požadavky na jakost kávy

30

Tab. 6: Výsledné nastavení zkoušky deskovou kompresí na přístroji TIRATEST pro stanovení mechanických vlastností kávových zrn

45

Tab. 7: Průměrná hmotnost různých druhů kávových zrn a statistická průkaznost rozdílu 48 Tab. 8: Průměrná délka zrn kávy různých druhů a statistická průkaznost

50

Tab. 9: Průměrná šířka zrn kávy různých druhů a statistická průkaznost rozdílu 52 Tab. 10: Průměrná výška zrn kávy různých druhů a statistická průkaznost

54

Tab. 11: Průměrná síla potřebné k rozdrcení kávových zrn a statistická průkaznost rozdílu

56

Tab. 12: Stanovení sušiny kávových zrn

58

Tab. 16 – 35: Základní statistické charakteristiky kávových zrn

75 – 79

78


PŘÍLOHY

79


Příloha 1: Schéma technologického zpracování kávových zrn Příloha 2: Základní statistické charakteristiky kávových zrn Příloha 3: Korelační koeficienty Příloha 4: Stanovení vlhkosti mleté kávy Příloha 5: Vzhled a tvarová rozmanitost sledovaných druhů kávy, včetně poškozených a zlomkových zrn

80


Příloha č. 1 Schéma technologického zpracování kávových zrn

Sklizeň Předtřídění Zpracování za sucha

Čištění

Čištění – síta, vodou v nádržích

Zpracování za mokra

Čištění – v plavicích kanálech Dužnina

Sušení na slunci

Loupání Loupání (luštění) (luštění)

Slupky

Pulpovník

Pergamino

Fermentory

Sušení s oplodím

Ošetření před exportem

Šoupání

Leštění

Třídění

Export

Pražení

81


Příloha č. 2 Tab. 13: Základní statistické charakteristiky kávových zrn, Kolumbie 1

Hmotnost Délka Šířka Výška Tvrdost

n 20 20 20 20 20

x 0,133 10,57 7,91 4,59 92,12

σ2

0,000554 0,989483 0,210456 0,045739 1484,868

Sx 0,023533 0,994727 0,458755 0,213867 38,53399

x min 0,088 8,59 6,95 4,25 27,16

x max 0,179 12,72 8,67 5,02 190,57

Tab. 14: Základní statistické charakteristiky kávových zrn, Kolumbie 2


n 20 20 20 20 20

x 0,150 11,77 8,47 4,79 78,94

σ2

0,000439 1,285073 0,140049 0,06557 666,4041

Sx 0,020953 1,13361 0,374231 0,256066 25,8148

x min 0,105 9,31 7,74 4,26 21,44

x max 0,183 14,11 9,37 5,42 130,87

Tab. 15: Základní statistické charakteristiky kávových zrn, Kolumbie 3 Hmotnost Délka Šířka Výška Tvrdost

n 20 20 20 20 20

x 0,139 11,16 8,116 4,72 71,72

σ2

0,000404 0,796911 0,153293 0,089063 520,8347

Sx 0,020111 0,892699 0,391526 0,298434 22,8218

x min 0,091 9 7,42 4 36,44

x max 0,168 12,87 8,88 5,26 124,14

Tab. 16: Základní statistické charakteristiky kávových zrn, Indonesie 4 Hmotnost Délka Šířka Výška Tvrdost

n 20 20 20 20 20

x 0,149 11,44 8,28 4,67 91,63

σ2

0,000571 0,746535 0,290513 0,044495 1674,71

Sx 0,0239 0,864022 0,538992 0,210938 40,92322

x min 0,109 9,92 7,3 4,22 44,06

x max 0,189 12,94 9,34 5,03 214,36

Tab. 17: Základní statistické charakteristiky kávových zrn, Indonesie 5 Hmotnost Délka Šířka Výška Tvrdost

n 20 20 20 20 20

x 0,140 11,77 8,27 4,71 78,67

σ2

0,000478 1,404111 0,235781 0,141743 968,1893

Sx 0,021873 1,184952 0,485573 0,376487 31,11574

x min 0,082 8,05 7,16 3,96 19,41

x max 0,175 13,32 8,99 5,29 147,16

82


Tab. 18: Základní statistické charakteristiky kávových zrn, Indonesie 6


n 20 20 20 20 20

x 0,132 10,97 8,09 4,59 83,60

σ2

0,000704 0,889829 0,294294 0,062823 1275,244

Sx 0,026542 0,943307 0,542489 0,250645 35,71055

x min 0,088 9,26 6,98 3,94 35,95

x max 0,184 12,51 9,01 5,03 183,66

Tab. 19: Základní statistické charakteristiky kávových zrn, Keňa 7


n 20 20 20 20 20

x 0,151 10,91 8,56 4,80 97,02

σ2

0,000404 0,756754 0,259275 0,132319 447,9944

Sx 0,020088 0,869916 0,50919 0,363757 21,16588

x min 0,115 8,95 7,51 4,15 53,59

x max 0,197 12,76 9,52 5,43 134,32



n 20 20 20 20 20

x 0,156 11,36 8,71 5,00 89,53

σ2

0,000724 1,182119 0,204685 0,110985 962,5277

Sx 0,026904 1,087253 0,452421 0,333144 31,02463

x min 0,083 8,61 7,5 4,36 39,41

x max 0,194 13,08 9,39 5,53 171,21



n 20 20 20 20 20

x 0,149 11,38 8,74 4,99 73,45

σ2

0,000389 0,490055 0,333525 0,095501 477,0239

Sx 0,019724 0,700039 0,577516 0,309032 21,84088

x min 0,119 10,34 7,69 4,59 30,35

x max 0,19 12,98 9,64 5,73 117,58

Tab. 22: Základní statistické charakteristiky kávových zrn, Brazil 10


n 20 20 20 20 20

x 0,132 10,84 8,34 4,61 91,95

σ2

0,000499 1,110715 0,204756 0,033125 1097,621

Sx 0,022328 1,053905 0,4525 0,182002 33,13036

x min 0,098 8,78 7,73 4,35 42,63

x max 0,195 13 9,5 5,25 181,06

83


Tab. 23: Základní statistické charakteristiky kávových zrn, Honduras 11


n 20 20 20 20 20

x 0,139 10,46 8,15 4,81 87,57

σ2

0,000782 5,259475 0,303019 0,073589 845,5472

Sx 0,027963 2,293354 0,550472 0,271273 29,07829

x min 0,073 1,4 6,64 4,19 21,68

x max 0,198 12,15 9,26 5,38 153,76

Tab. 24: Základní statistické charakteristiky kávových zrn, Etiopie 12


n 20 20 20 20 20

x 0,121 10,96 7,76 4,67 79,60

σ2

0,001076 2,020554 0,419723 0,162765 936,6627

Sx 0,032806 1,421462 0,64786 0,403441 30,60494

x min 0,066 8,61 6,46 3,93 13,92

x max 0,181 13,93 9,19 5,52 175,41

Tab. 25: Základní statistické charakteristiky kávových zrn, Brazil Facenda 13


n 20 20 20 20 20

x 0,140 11,13 8,59 4,63 109,42

σ2

0,000754 0,814123 0,228974 0,119296 1250,047

Sx 0,027462 0,902288 0,478512 0,345393 35,356

x min 0,08 9,13 7,37 3,94 50,95

x max 0,204 12,89 9,42 5,29 213,54

Tab. 26: Základní statistické charakteristiky kávových zrn, Papua 14


n 20 20 20 20 20

x 0,129 10,82 8,10 4,64 84,74

σ2

0,001227 1,579265 0,455076 0,228533 669,6759

Sx 0,035026 1,256688 0,674593 0,478051 25,8781

x min 0,066 7,9 6,58 3,65 28,06

x max 0,208 13,16 9,22 5,57 130,57

Tab. 27: Základní statistické charakteristiky kávových zrn, Tanzanie 15


n 20 20 20 20 20

x 0,144 11,18 8,56 4,78 98,46

σ2

0,00038 0,258124 0,272649 0,090964 583,267

Sx 0,019505 0,508059 0,522158 0,301602 24,15092

x min 0,088 10,13 7,33 4,24 53,84

x max 0,167 11,96 9,6 5,33 161,62

84


Tab. 28: Základní statistické charakteristiky kávových zrn, Costa rica 16


n 20 20 20 20 20

x 0,120 10,81 8,02 4,55 93,44

σ2

0,000602 0,81945 0,226805 0,091086 548,9975

Sx 0,02454 0,905235 0,47624 0,301805 23,43069

x min 0,089 9,18 7,32 3,95 38,85

x max 0,174 12,21 9,1 5,14 144,6

Tab. 29: Základní statistické charakteristiky kávových zrn, Panama 17


n 20 20 20 20 20

x 0,147 11,11 8,27 4,79 77,02

σ2

0,000494 12,44195 0,219706 0,072829 451,3695

Sx 0,022231 3,527315 0,468728 0,269868 21,24546

x min 0,112 0,69 7,43 4,4 36,45

x max 0,183 13,92 9,22 5,29 117,05

Tab. 30: Základní statistické charakteristiky kávových zrn, Mexiko 18


n 20 20 20 20 20

x 0,239 14,70 9,73 5,63 81,77

σ2

0,001235 1,06536 0,112375 0,125223 398,0967

Sx 0,035138 1,032163 0,335223 0,353868 19,95236

x min 0,194 13,04 9,04 5,01 53,04

x max 0,33 17,3 10,47 6,52 118,77

Tab. 31: Základní statistické charakteristiky kávových zrn, Peru 19


n 20 20 20 20 20

x 0,141 10,43 8,40 4,80 83,99

σ2

0,000756 4,751414 0,263869 0,076906 993,6228

Sx 0,027494 2,179774 0,513682 0,277319 31,52178

x min 0,092 1,74 7,51 4,32 44,12

x max 0,19 13,33 9,79 5,18 169,54

Tab. 32: Základní statistické charakteristiky kávových zrn, Guatemala 20


n 20 20 20 20 20

x 0,135 10,71 8,33 4,79 99,24

σ2

0,000289 0,416513 0,114029 0,05145 1119,343

Sx 0,016995 0,645378 0,337681 0,226826 33,45658

x min 0,101 9,33 7,75 4,33 45,58

x max 0,159 11,75 8,87 5,27 162,49

85


Příloha č. 3 Korelační koeficienty pro mechanické vlastnosti kávových zrn různých druhů

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

AxE 0,45 0,11 0,09 0,19 0,29 -0,11 -0,34 -0,23 -0,02 0,08 0,28 -0,20 0,19 -0,47 -0,17 -0,47 0,22 0,08 -0,44 0,17

AxB 0,80 0,88 0,87 0,73 0,81 0,81 0,73 0,88 0,87 0,83 0,24 0,94 0,90 0,91 0,42 0,80 0,55 0,83 0,09 0,68

AxC 0,74 0,11 0,71 0,58 0,47 0,76 0,37 0,72 0,68 0,31 0,61 0,77 0,71 0,87 0,63 0,80 0,79 0,37 0,81 0,23

AxD 0,72 0,76 0,84 0,60 0,44 0,71 0,81 0,83 0,91 0,80 0,85 0,86 0,90 0,92 0,77 0,88 0,62 0,77 0,92 0,48

ExB 0,53 0,22 0,20 0,11 0,32 -0,14 -0,07 -0,27 0,11 0,10 -0,34 -0,32 0,07 -0,33 -0,17 -0,18 0,26 0,37 -0,23 0,11

ExC 0,50 -0,35 0,18 -0,02 0,10 0,14 -0,17 -0,15 -0,40 0,36 0,17 -0,12 0,39 -0,51 -0,09 -0,33 0,09 -0,06 -0,28 0,04

ExD 0,17 -0,24 0,17 0,04 -0,28 -0,35 -0,24 -0,35 -0,18 0,03 -0,03 -0,25 0,19 -0,46 -0,28 -0,64 -0,08 0,19 -0,52 -0,06

A – hmotnost B – délka C – šířka D – výška E – síla

86


Příloha č. 4.: Stanovení vlhkosti mleté kávy vzorek m [g] kel. m [g] nav. m [g] po sušení 2,457 3,007 5,330 1 2,505 3,007 5,373 2 2,49 3,003 5,364 3 2,505 3,002 5,357 4 2,521 3,000 5,393 5 2,539 3,002 5,408 6 2,526 3,004 5,402 7 2,53 3,001 5,400 8 2,551 3,004 5,429 9 2,531 3,002 5,406 10 2,465 3,007 5,332 11 2,556 3,005 5,426 12 2,587 3,003 5,449 13 2,496 3,004 5,360 14 2,504 3,001 5,366 15 2,508 3,000 5,367 16 2,527 3,005 5,394 17 2,453 3,004 5,319 18 2,495 3,004 5,366 19 2,512 3,005 5,374 20 Průměr: 2,513 3,003 5,38

sušina 99,866 99,861 99,871 99,850 99,872 99,867 99,872 99,869 99,874 99,873 99,860 99,865 99,859 99,860 99,861 99,859 99,862 99,862 99,867 99,857 99,864

obsah vody 0,134 0,139 0,129 0,150 0,128 0,133 0,128 0,131 0,126 0,127 0,140 0,135 0,141 0,140 0,139 0,141 0,138 0,138 0,133 0,143 0,136

87


Příloha 5: Vzhled a tvarová rozmanitost sledovaných druhů kávy, včetně poškozených a zlomkových zrn Obr. 39: Kolumbie

Obr. 40: Kolumbie

Obr. 41: Kolumbie

Obr. 42: Indonesie

Obr. 43: Indonesie

Obr. 44: Indonesie

88


Obr. 45: Keňa

Obr. 46:Keňa

Obr. 47: Keňa

Obr. 48: Brazil

Obr. 49: Honduras

Obr. 50: Etiopie

89


Obr. 51: Brazil Facenda

Obr. 52: Papua

Obr. 53: Tanzanie

Obr. 54: Costa Rica

Obr. 55: Panama

Obr. 56: Mexico Maragogype

90


Obr. 57: Peru

Obr. 58: Guatemala

91


92


MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ AGRONOMICKÁ FAKULTA DIPLOMOVÁ PRÁCE

Recommend Documents