Czy w kawie jest cukier? Naukowe spojrzenie na słodycz

[kabzior]

Dzień dobry, cześć i czołem wszystkim Użytkownikom Forum
Wywołany przez @skansen stwierdziłem że wreszcie jakiś wątek w którym na którym chociaż trochę się znam i mogę coś powiedzieć, więc się zarejestrowałem

Do rzeczy:
Surowa kawa ma mnóstwo cukru, tutaj zawartość wszystkich cukrów rozpuszczalnych w ziarnie:

Jako ciekawostkę dodam, że w ogóle owoce kawy są prawie w połowie z cukru (chociaż nas interesuje tylko ziarno), wykresy pokazują odpowiednio otoczkę i sok z miąższu:

Nas jednak oczywiście interesuje ziarno. Z tych wszystkich rozpuszczalnych cukrów tym który po pierwsze kojarzyć będziemy ze słodyczą, a po drugie jest go najwięcej, jest oczywiście sacharoza. Sacharoza w surowym ziarnie:

Oprócz tego spokojnie też jesteśmy w stanie wyczuć cukry redukujące, jest ich jednak relatywnie mało w porównaniu z sacharozą:

I na koniec jeszcze zawartość skrobii, która co prawda słodka nie jest (a przynajmniej nie dopóki nie potrzymać jej w ustach gdzie alfa-amylaza ze śliny rozłoży ją do słodkich cukrów), ale ale - w perspektywie tego, co wydarzy się w procesie palenia nie powinniśmy jej pomijać:

No dobrze, ale jak zawartość cukrów w surowym ziarnie ma się do tego co jest w ziarnie palonym. Tutaj zaczyna się obszar mocno dyskusyjny... Ilość i złożoność procesów chemicznych jakie zachodzą podczas palenia kawy nie do końca pozwala przewidzieć co się wydarzy. Oczekiwać należy:

• rozpadu i przekształcania sacharozy, w co? zależy od temperatury i czasu...
• rekacji Maillard'a - znanej rekacji pomiędzy cukrami i aminokwasami najogólniej prowadzącej do powstania związków kojarzonych z zapachem i smakiem maślano-pieczeniowym (w sensie jak pieczenie ciasta a nie sos pieczeniowy do mięsa )
• powstania HMF który odpowiada głownie za zapach
• degradacji monosacharydów, (między innymi w wyniku powyższych przekształceń), co powinno powodować spadek słodkości
• degradacji polisacharydów, częściowo do związków niecukrowych, częściowo do cukrów prostych, co może w pewnym stopniu kompensować ubytek monosacharydów opisany w punkcie wyżej
• degradacji nierozpuszczalnych polisacharydów, potencjalnie w pewnym stopniu do rozpuszczalnych, efekt jak wyżej
• ostatecznie jednak bez wątpienia w palonych ziarnach cukru będzie dużo mniej niż w niepalonych.

Jak dużo zatem tego cukru w palonej kawie moglibyście zapytać. No to już odpowiadam.
Skład procentowy:

I chyba bardziej nas interesujące wartości rozpuszczalne:

Co się dzieje w zakresie cukrów w palonej kawie
(pozwólcie że pozostawię cytaty w oryginalnym języku publikacji):

• Low Molecular Weight Carbohydrates.
  Sucrose. Sucrose in coffee beans is rapidly degraded on
  roasting. Early reaction products are the inherent sugars viz.,
  fructose and glucose, as well as, 1,6 anhydro-glucose, arabi-
  nose, and erythritol.
  Sucrose is rapidly degraded and its content is minimal in a
  normal roast coffee. The sucrose hydrolysis products glucose
  and fructose are formed on roasting but these reducing sugars
  degrade thermally even more rapidly than sucrose itself, and
  their contents are also minimal in normal roasts (Noyes and
  Chu, 1993).

• The reactive breakdown products of carbohydrates can also
  react with the side chains of the basic amino acids in coffee
  protein e.g. thirty percent of the total arginine reacts with methyl-
  glyoxal to give bound imidazolinone. Although these reaction
  products are in small concentration, they can contribute to the
  formation of melanoidins (Henle et al., 1996).

• High Molecular Weight Carbohydrates. Microscopy studies
  have shown that much of the cell wall macrostructure survives
  conventional roasting conditions. As the polysaccharides are the
  principal cell wall components, these should be relatively stable
  to roasting However, selective degradation of the polysaccharide
  fraction on roasting is reported (Bradbury, 2001).

• Roasting improves the extractability of the coffee polysac-
  charides. Leloup and Liardon (1993) showed how the solubility
  of arabinose, galactose, and mannose containing molecules at
  95◦C was increased by∼1 g/100 g in green to∼6g/100g in
  roasted arabica beans.

Tylko że takie badania różnią się od siebie znacząco i to nawet nie pomiędzy jednym badaniem a drugim, a nawet w obrębie tego samego badania. Wariancja zawartości cukru w kawie jest przeogromna i trzeba mieć to na uwadze...

• The sucrose level observed in green coffee beans were significantly different among the different classifications.
  The highest level was observed in class 3 coffee (9.22 ± 0.15 g/100 g) and the lowest in the class 9 coffee (4.58 ±
  0.14 g/100 g) (Table 3). Farah et al. (2006) has reported similar observations in Brazilian coffees at 7.85±0.26
  g/100g for the highest quality and 4.88±0.10g/100g for the lowest quality coffee. Higher contents of sucrose in
  coffees are one of the reasons for the superior aroma and the overall flavor of Arabica coffees (Farah, 2012). A
  negative correlation was observed between the coffee classification and the concentration of sucrose in the coffee
  beans r= -0.77, n=63, p=0.01. The values were within the range reported by Farah (2012) averaging between 6.0
  and 9.0g/100g in Arabica coffee with the exception of class 9 coffee. The lower concentration of sucrose in the
  lower quality coffees can be attributed to a higher percent of defective beans with class 9 having the highest with
  79.53%. Mazzafera (1999) reported lower sucrose levels in defective green beans in comparison with non-
  defective green beans. There were significant differences observed in sucrose levels of the roasted coffees among
  the different coffee classifications. The highest concentrations were found among class 3 and class 4 at 0.18±0.00. and 0.18±0.01 g/100g respectively. A decline in concentration of the sucrose content of roasted coffee at an
  average of 98.2% was observed which can be attributed to the caramelization reactions taking place during roasting.
  A similar loss was also reported by Farah et al. (2006). A negative correlation was observed between the coffee
  classification and the concentration of sucrose in the roasted coffee beans r= -0.97, n=65, p=0.01. With an average
  of 0.13g/100g, sucrose was slightly below the values between 15.9 and 183.8mg/100g reported by Perrone et al.
  (2008), which can be attributed to the roasting method and degree of roasting.

Nie należy też pomijać zmienności gatunkowej kawy:

A wszystko to doprowadza nas do pytania - ile cukru jest w kawie (napoju) a nie w ziarnach, bo ostatecznie przecież pijemy napar, a nie żujemy pestki

I dopiero tutaj zaczyna się zabawa.
To dobry moment żeby wspomnieć, że analizą składu kawy interesuję się od lat i przeczytałem na ten temat tony publikacji... żadna nie podaje konkretnie ile cukru znajduje się w espresso. I rozumiem w sumie dlaczego, nauka jest ścisła i wymaga metodologii, a ta do analizy ziaren jest prosta, ale do analizy espresso już nie, bo jakoś to espresso trzeba zrobić, a żeby to było naukowe to musi być opisane, ustandaryzowane i powtarzalne. Sami wiecie najlepiej na jakim etapie jest nauka w zakresie robienia espresso (na takim, że ciągle jesteśmy w lesie), podejrzewam więc że dopóki nie będzie standaryzowanej metody to za dużo wyników nie zobaczymy...
Z tego co udało mi się wygrzebać i znaleźć - potwierdzam że ilość cukrów w espresso jest znikoma (jeśli w ogóle) i bardzo możliwe, że jak pisał wyżej kolega @Dawid4792 poniżej progu detekcji przez nasz smak (chociaż to znowu cecha mocno osobnicza).

Skąd więc czujemy "słodkość w kawie"? Otóż nie jest to wcale nasz wymysł:

Co wedle naszej wiedzy przekłada się na odczucia smakowe w filiżance:

Tylko proszę, nie pytajcie co jest co i za co dokładnie odpowiada, bo póki co znamy lekko ponad 1000 składników nadających kawie smak i aromat (a wszyscy są zgodni że nie znamy wszystkich):

Na sam koniec obiecuję, że jak już się wreszcie zbiorę (tylko że zbieram się już kilka lat) i przepuszczę espresso przez mój LCMS to na pewno Wam wrzucę ile jakiego cukru tam jest

[skansen]

Dziękuje serdecznie @kabzior za tak obszerne wyjaśnienie tematu.
Cieszymy się, że dołączyłeś do nas.
Czekamy z niecierpliwością na wyniki badań laboratoryjnych LCMS

[pawel890]

@kabzior Potrzebuje lekkiej korekty albo wyjaśnienia, ale napisałeś, że cukrów rozpuszczalnych jest mnóstwo w kawie, a niżej wkleiłeś ten wykres, w którym widać, że jest ich znikoma ilość w zielonych ziarnach:

0.7%? Czy ja coś źle czytam?

[kabzior]

0,7% to cukry redukujące (nie wdając się w szczegóły - w większości monosacharydy które natychmiast wyczujesz jako słodkie w stylu glukoza, fruktoza, galaktoza).
Cukry rozpuszczalne natomiast obejmują znacznie szersze spektrum związków, w tym główny obiekt naszego zainteresowania - sacharozę.

[pawel890]

Ok czyli 7% sacharozy oznacza, że możemy określi na produkt, który ma mnóstwo cukru?
7% czyli w sumie 7g w 100g produktu, jeśli dobrze czytam wykres?

[kabzior]

@pawel890 napisał w Słodycz w kawie:

Ok czyli 7% sacharozy oznacza, że możemy określi na produkt, który ma mnóstwo cukru?

Po raz kolejny - nie napisałem, że surowe ziarno ma mnóstwo sacharozy, tylko że ma mnóstwo cukru. A to dwie różne rzeczy.
Nie wspominając już o tym, że napisałem to jako komentarz do wykresów prezentujących zawartość cukru w surowej kawie, Ty natomiast odnosisz to do zielonej kawy (ziaren).
Spójrz na wykres pod zdaniem do którego się odnosisz, zawartość cukru: ziarno ~10%, otoczka ~50%, ~miąższ 25%

Jeśli jednakże nie znajdujesz tych wartości podobnie jak ja jako możliwych do opisania słowem "mnóstwo" to wycofuję się całkowicie z tego określenia, bo raczej interesuje mnie dyskusja na temat składu chemicznego, a nie semantyka.

[yendrzei]

@kabzior świetny tekst! Może warto go wrzucić do ChataGPT i przetłumaczyć na angielski? Sądzę, że takie naukowe podejście i wiedzę trzeba szerzyć, a po angielsku może lepiej się pozycjonować w Google :).

[Martisza]

Bardzo przyjemnie się czyta, nawet laikowi kawowemu