Dr Natalija Džinić i mr Marija Jokanović
Univerzitet u Novom Sadu, Tehnološki fakultet
bul. cara Lazara 1, 21000 Novi Sad, Srbija
021/485-3714
021/485-3814
natadzin@uns.ns.ac.yu
marijaj@tehnol.ns.ac.yu

.

.

Pečenje zrna kafe

Pečenje je tehnološki postupak toplotne obrade pri kojoj je medijum za prenos toplote – vazduh, nasuprot prženju, kod koga je medijum za prenos toplote jestivo biljno ulje ili mast, stoga ćemo u nastavku teksta za toplotnu obradu zrna kafe koristiti pravilan naziv – pečenje, a ne prženje, kako je to uobičajeno (Popov – Raljić J., 1999).
Sirova kafa ima oštar i trpak ukus. Zelenim zrnima kafe nedostaju boja i karakteristična aroma koje su zastupljene kod pečene kafe (Buffo and Freire, 2003). One se formiraju u toku procesa pečenja. Miris i ukus kafe su njena najvažnija svojstva i možemo ih osetiti tek posle pečenja zrna kafe. Ulje kafe, čiji je udeo oko 10% u pečenom zrnu, nosi najviše aroma kafe. Tokom pečenja stvaraju se i ujednačavaju aromatičnost, kiselost i druge komponente ukusa i arome kafe kako bi se došlo do željenog ukusa (www.CoffeeRoasting.com). Aroma se stvara od kompleksa koji je mešavina isparljivih komponenata, dok neisparljive komponente određuju kiselost, gorčinu i „stegnut“ ukus (Buffo and Freire, 2003).
Proces pečenja kafe možemo podeliti na tri faze i to su
1. Inicijalna faza toplotne obrade,
2. Prava faza toplotne obrade i
3. Završna faza toplotne obrade.

1. Prva, odnosno početna faza pečenja zrna kafe je endotermna i u ovoj fazi se smanjuje vlažnost zrna, tj. ovo je faza sušenja. Menjaju se miris i boja sirovog zrna; boja se menja od zelene, preko nežno žućkaste boje hleba, do žućkaste (Slika ), a slabi «zelenkasti» mirisi sirove kafe se transformišu u duboku prožimajuću aromu (Roberto A. Buffo, 2004).

Prava faza toplotne obrade (pečenja) kafe predstavlja kritični nivo u proizvodnji, zelena zrna se izlažu toploti sa sobne temperature do 220C ili više, zrno ekspandira i kompletno mu se menja složena hemija arome.
2. Druga faza je prava faza. U ovoj fazi dolazi do kompleksnih pirolitičkih promena. Hemijska struktura zrna se drastično menja, dolazi do otpuštanja velike količine ugljen-dioksida i nekoliko stotina supstanci koje se udružuju u jedinsvenu aromu kafe (Roberto A. Buffo, 2004). Zrno menja boju u tamno braon. U početku je proces egzoterman. Reakcije pirolize dostižu maksimum na 190-210°C, kada proces postaje endoterman i dolazi do oslobađanja isparljivih komponenata. Reakcije ponovo postaju egzotermne na 210°C. Karakteristična aroma i ukus kafe se razvijaju tokom procesa pečenja kao rezultat pirolitičkih reakcija i obavezno je proces pečenja podesiti adekvatno, u zavisnosti koji tip kafe se peče (Carvalho i sar, 1997). Navedeno se odnosi na vreme i temperaturu pečenja, koje je dovoljno da dođe do navedenih reakcija, bez pregorevanja zrna i opasnosti od negativne promene ukusa i mirisa (Luciane C. Mendes i sar., 2001).
Stepen pečenja se može pratiti preko boje zrna, gubitka mase, ukusa i arome ili preko hemijskih promena pojedinih komponenti (Lerici, Lerker & Matassa, 1980). Pržioničar kombinuje elemente zračenja toplote i vrućeg vazduha, zapremine vazduha, brzine, temperature, vremena, koji su svi međusobno povezani, kako bi otkrio najbolja aromatična svojstva koja kafa nosi u sebi. Zato je veština pržioničara veoma važan deo procesa stvaranja dobre crne kafe. Vreme pečenja, na svakom nivou ciklusa pečenja, može da varira, a ukupno vreme pečenja zavisi od željenih karakteristika krajnjeg proizvoda (http://www.coffeeresearch.org).

.

3. Završna faza brzog hlađenja da se zaustave egzotermne reakcije koje se dešavaju tokom pečenja. Za ovu fazu se koriste vazduh ili voda kao rashladni agensi. Izlazeći iz pržionika, uzorci se hlade komprimovanim vazduhom koji prekida pirolitičke reakcije. Za hlađenje se koriste vazduh ili voda, a smatra se da je najbolja kafa koja se naglo ohladi vodom. Pečeni uzorci se pakuju pod vakuumom u ambalažu od PE ili PS i aluminijuma, da bi se izbegli gubici arome i kontaminacija iz spoljašnje sredine. Nakon toga idu na skladištenje do upotrebe (Pittia i sar., 1996).

Količina toplote koja se prenosi na zrna tokom pečenje je vrlo uticajan parametar za proces. Na količinu toplote se može uticati kontrolom temperature i vremena pečenja. Boja zrna je direktno povezana sa krajnjom temperaturom pečenja: viša temperatura uzrokuje tamniju boju, pa boja zrna može da se iskoristi kao indikator završetka reakcije. Boja pečenja je obično opisana kao svetla, srednja ili tamna. Vreme pečenja je obično oko 40min i to je uobičajno vreme pečenja u Brazilu, ili kraće vreme pečenja oko 90s koje se primenjuje za dobijanje visoko prinosnih kafa. Vreme pečenja utiče na reakcije unutar zrna: duže vreme pečenja uzrokuje veću gorčinu kafe. Pošto kratko vreme ne može da utiče na završetak svih reakcija pirolize, rezultat pečenja kafe pri kratkom vremenu je kafa sa nerazvijenim organoleptičkim karakteristikama kafe (Buffo and Freire, 2003).
Za vreme procesa pečenja u periodu od 11 do 12-og minuta se razvija stotine aroma (Millard-reakcije). U ovom vremenskom razdoblju svaki trenutak daje novu nijansu arome. Toplota uzrokuje rast zapremine zrna kafe. Veoma zanimljiv deo procesa pečenja je trenutak kada kafa oslobađa ugljen-dioksid koji uzrokuje eksploziju ćelija. Pritisak u ćelijama kafe tada iznosi i do 26 bara. Ovo je proces dobro poznat pržioničarima kao kokičavi prasak. Iskusni pržionicari mogu pržiti kafu samo pomoću sluha. Tokom procesa pečenja oslobađa se ulje pojavljujući se u središnjem žlebu zrna i dajući mu sjaj. Smanjuje se kiselost i šećer, a gorčina je naglašena na kraju procesa pečenja (www.grandkafa.rs – Prženje kafe).
Pri procesu pečenja dolazi i do smanjenje vlage i gubitka težine, ali ispečena kafa teži da povrati izgubljenu vlagu, upijajući je iz vazduha (Buffo and Freire, 2003).

.

.

.

.

.

(www.flickr.com)

Načini pečenja

U odnosu na stepen pečenja kojim se dobijaju odgovarajuća željena svojstva kafe postoje različiti načini pečenja kafe:
 „Ater-dinner“ pečenje kafe. Kafa koja je tamno pečena, ali ne toliko da postane izrazito tamno braon boje. Zrna kafe ovakvim pečenjem postaju blago nauljena, pikantna su i daju kiselo slatkast ukus .
 „Cimet“ pečenje kafe. Ovakvom vrstom pecenja kafa dobija svetlo braon boju cimeta, ukus lešnika. Svetlim pečenjem kafe ona dobija i najvecu kiselost.
 „Američko“ pečenje kafe. Dobija se kestenjasta boja kafe koja ima ukus karamele. To je srednje pečena kafa
 „Moderno“ pečenje kafe . Kafa je tamno braon boje bez uljanih tragova na površinskoj opni kafe. Ukus ovako pečene kafe je na prelazu od karamele ka čokoladi. Ovako pečena kafa je manje kisela od ostalih.
 „Bečko“ pečenje kafe. Kafa poprima tamno braon boju i primećuju se uljani tragovi na površini zrna. Ima prepoznatljiv ukus tamno pečene kafe.
 „Francusko“ pečenje kafe. Veoma tamno pečena kafa sa velikom količinom ulja na površini zrna, gorkog ukusa i dominantnom jakom aromom. Ovo je takozvano tamno pečenje.
 „Italijansko“ pečenje kafe. Ovako se dobija crna boja kafe na čijim se zrnima nalazi veliki procenat ulja. Stvara ukus pregorele kafe koja je u isto vreme jaka i gorka.
 „Espresso“ pečenje kafe namenjeno za kafu koja se priprema u espresso aparatima. Ovo je tamno pečenje kafe (www.grandkafa.rs – Espresso).

U različitim delovima sveta kafa se različito peče
 Vrlo lako pečenje – Severna Amerika
 Nešto jače pečenje – Francuska i Holandija
 Svetlo-tamno pečenje – Holandija
 Jako pečenje – Srednji Istok i Balkanske zemlje.
Stepen pečenje zrna kafe može se definisati i prema boji zrna:
Lako (svetlo) pečenje
S obzirom da ovako ispečeno zrno bojom podseća na cimet, nosi naziv i “cimetno pečenje”. Lako ispečena kafa je blago nakiselog i slatkastog ukusa. Prilikom upotrebe grublje se melje i tipično se koristi za tzv.”filter kafu”.
Srednje pečenje
Srednjim pečenjem se dobija zrno koje daje meljavu izrazitije smeđe boje. Najčešće se koristi za kuvanje tzv. “turske kafe“. Posle pečenja, površina zrna je uljasta, što se odražava na aromu, koja je izražena i prijatna, dok je napitak dobijen od ovako pečene kafe u osnovi neutralnog ukusa.
Tamno pečenje
Ovim postupcima pečenja dobija se zrno izrazito tamne, skoro crne boje sa sjajnom površinom od izlučenog ulja. I napitak dobijen od ovako pečenog zrna je tamno smeđe boje. To pečenje se koristi za dobijanje “espresso“ kafe, pa nosi naziv i ’’espresso“ pečenje. Zanimljivo je zapaziti da espresso kafa sadrži znatno manje kofeina od polazne kafe, zbog njihovog termičkog razlaganja, zahvaljujući vrlo intenzivnoj termičkoj obradi (Popov-Raljić J. i sar., 2007).

Izvor sajt – http://www.sweetmarias.com/prod.greencoffee.mvc.php

.

Tabela. Boje pečene espresso kafe u zrnu i karakteristike stepena pečenja (www.CoffeeResearch.org)

.

Stepen pečenja	Karakteristike
Svetao	Svetlo smeđa, do cimet boje. Slaba punoća i lagana kiselost. Zrna su suva. Pečenje je suviše slabo, i ne dozvoljava kafi da razvije svoj pun potencijal.
Srednje- svetao	Srednje svetlo-smeđa boja. Kiselost i punoća lagano rastu. Zrno je i dalje suvo.
Srednji	Srednje smeđa boja. Kiselost nastavlja da raste, punoća postaje izraženija. Zrno je većinom suvo.
Srednje- taman	Jasno smeđa boja. Veoma male kapljice ulja se pojavljuju na površini. Kiselost se lagano smanjuje, punoća postaje izraženija. Ovo je idealan stepen pečenja za dobru mešavinu espressa.
Taman	Intenzivna smeđe/crna boja. Zrno ima po sebi kapljice ulja, ili je potpuno prekriveno njime. Umanjena karakterističnost. Aroma opada, dok punoća dominira.
Veoma taman	Crna površina prekrivena uljem. Gubi se karakterističnost, aroma je neznatna, punoća je tanka. Ovaj način pečenja je karakteristika američkog espressa.

.

Fizičke i hemijske promene i sporedni efekti tokom pečenja

.

 Smanjenje vlage i gubitak težine od oko 20%, ali ispečena kafa teži da povrati izgubljenu vlagu, upijajući je iz vazduha.
 Razvoj stotina aroma (Millard-reakcije) od jedanaestog do dvanaestog minuta. Svaki trenutak daje novu nijansu aromama.
 Toplota prouzrokuje rast zapremine od 70 do 100%. Kafa oslobađa ugljen-dioksid koji uzrokuje eksploziju ćelija, kokičavi prasak tako poznat pržioničarima. Iskusni pržioničari mogu pržiti samo pomoću sluha.
 Ulje se stvara posle pečenja i sloj kafenog ulja će se pojaviti u središnjem zljebu, dajući zrnu njegov sjaj.
 Kiselost i šećer će se smanjiti, a gorčina će biti naglasena.

Hemijski sastav pečene kafe
Hemijske reakcije koje se dešvaju tokom pečenja nisu jos uvek u potpunosti objašnjene. Nisu identifikovani svi prekursori arome, ukusa i mirisa. Veliki broj prekursora podstiče kompleksne reakcije, koje je teško izolovati. Mnoge reakcije se dešavaju u netaknutoj ćeliji zrna, koja ima vrlo tanke zidove (Buffo and Freire, 2003).
Kod proizvoda koji su podvrgnuti tretmanu pečenja dolazi do gubitaka suve materije, prvenstveno zbog stvaranja ugljen-dioxida, vode i isparljivih produkata pirolize. Dolazi do znatne degradacije polisaharida, šećera, amino kiselina i hlorogenih kiselina, a dolazi do umerenog povećanja organskih kiselina i lipidne komponente. Pečenje takođe uzrokuje karamelizaciju i veliku količinu produkata kondenzacije (Buffo and Freire, 2003).
U pečenoj kafi je nađeno nekoliko desetina kiselina koje su razvrstane u četiri grupe: alifatične, hlorogene, alkil karboksilne i fenolne kiseline (www.coffeereasrch.org).
Prosečan, osnovni hemijski sastav zrna pečene kafe prikazan je u tabeli.

Tabela. Prosečan hemijski sastav pečene kafe ( % ) (Oliveira i sar., 2006)
.

Komponenta	Udeo (%)
Voda	1.3
Proteini	14.0
Lipidi	10.3
Ugljeni hidrati	67.7
Pepeo	4.0

.

Kod zrna kafe koja su podvrgnuta tretmanu pečenja dolazi do gubitaka suve materije, prvenstveno zbog stvaranja ugljen-dioksida, vode i isparljivih produkata pirolize. Dolazi do znatne degradacije polisaharida, šećera, amino kiselina i hlorogenih kiselina, a dolazi do umerenog povećanja organskih kiselina i lipidne komponente. Pečenje, takođe, uzrokuje karamelizaciju i veliku količinu produkata kondenzacije (Buffo i Freire, 2004).
Zapažena je prisutnost limunske, jabučne, mlečne i acetatne kiseline u manjem procentu (ispod 1%), a hlorogene kiseline čine oko 7 % suve materije u kafi Arabika. Hlorogena kiselina se prevodi tokom procesa pečenja u kininsku kiselinu. Kininska kiselina je povezana sa nepogodnom kiselošću koja se javlja u tamnije pečenoj kafi (www.coffeereasrch.org).

.

Proizvodi od kafe

.

Od sirovig zrna kafe za opštu potrošnju i primenu dobijaju se različiti proizvodi. Najjednostavniji od njih, pečena kafa, dobija se pečenjem zrna određene vrste i kvalitetne klase. Kao što samo ime govori, mešavina pečene kafe je proizvod dobijen pečenjem zrna nekoliko vrsta kafe, ili pak, mešanjem više vrsta pečene kafe.

.

.

Dekofeinizirana pečena kafa i odgovarajuća mešavina proizvide se od dekofeniziranog kafenog zrna. Mlevena kafa i odgovarajuće mešavine proizvode se usitnjavanjem zrna pečene kafe pogodnim mlinovima dopotrebne granulacije, koja zavisi od njihove dalje prerade(ekstrakcije), odn.od ukusa potrošača(pri neposrednoj potrošnji).
Ekstrakt kafe je proizvod dobijen ekstrakcijom mlevene pečene kafe vodom i zatim uparavanjem do određene teksture/konzistencije, ili sušenjem u obliku praha. Slična je i proizvodnja instant kafe, koja prestavlja u vodi skoro potpuno rastvorljiv proizvod, koji je, odgovarajućim fizičkim postupcima, preveden u oblik u kome se lako i brzo kvasi i rastvara.

Instant dekofenizirana kafa je slično dobijen proizvod, ali se za njenu proizvodnju koristi isključivo pečena, mlevena dekofenizirana kafa.
Pržena kafa (prema važećem Pravilniku) koja se stavlja u promet mora ispunjavati sledeće zahteve:
1) da ne sadrži više od 5% (m/m) vlage;
2) da ne sadrži više od 6% (m/m) ukupnog pepela;
3) da količina ukupnih stranih primesa ne prelazi 0,1%(m/m);
4) da ne sadrži više od 2% (m/m) preprženih (ugljenisanih) zrna;
5) da sadrži najmanje 22% (m/m) materija rastvorljivih u vodi (ekstraktivnih materija);
6) da nije plesniva, kisela, neprijatnog mirisa, ukusa i arome;
7) da ne daje napitak neprijatnog ukusa, mirisa i arome.