SABİT DEMLEME KOŞULLARINDAKİ SICAKLIĞIN ETKİSİ

Kahve demleme, kavrulmuş kahve çekirdeklerinden kafein, şekerler ve asitler gibi çözünür bileşiklerin çıkarılmasını içeren karmaşık bir süreçtir. Bu bileşiklerin çıkarılması ve kahvenin enfes tadı için önemli faktörlerden biri de demleme suyu bileşiminin etkisidir.

Herkesin bildiği Lockhart'ın 1957'deki öncü çalışması, demlenmiş kahvenin kalitesini iki ana metrikle ilişkilendirmektedir: "demleme gücü", demlenmiş sıvıda çözünmüş katıların kütle fraksiyonu (genellikle toplam çözünmüş katılar olarak karakterize edilir), ve "ekstraksiyon verimi", kahve çekirdeklerinden çıkarılan çözünmüş katıların kütle fraksiyonu (genellikle yüzde ekstraksiyon olarak adlandırılır). Bu miktarlar, su/kahve çekirdeği oranı ile bağlantılı olarak kitle korunumu yoluyla birbirine bağlıdır ve Lockhart tarafından klasik "Kahve Demleme Kontrol Grafiğinde (aşağıda) birleştirilmiştir.

Grafikte, "güçlü" veya "zayıf" olarak etiketlenen TDS, karşı dikey sınırları temsil ederken “acı" / "gelişmemiş" olarak etiketlenen PE ise (kahve öğütülerinden çıkarılan çözünen katıların kütle fraksiyonu, yüzde ekstraksiyon, daha anlaşılır şekilde anlatmak gerekirse bir kahve demleme işlemi sırasında kahvenin çıkarılan kahve özütünün, kullanılan kahve toplam ağırlığına oranını ifade eder) karşı yatay sınırları temsil eder ve grafik 9 bölgeye ayrılmıştır. TDS değerleri açısından merkezde yer alan, 1.15-1.35% TDS değerleri ve 18-22% PE değerlerine sahip bölge "ideal" olarak belirtilmiş ve Specialty Coffee Association'ın "Golden Cup Standardı" olarak tanımlanmaktadır. Böylelikle herkesin daha önce üzerinde çaba gösterdiği “Golden Cup Standardı”’nı da grafik ile özetlemiş olalım. Kahve Demleme Kontrol Grafiği geniş bir şekilde kullanılmasına rağmen, modern duyusal metodoloji perspektifinden bakıldığında sorunlu bir durumdadır. Bu grafik, hedonik veya kalite tanımlayıcıları ("ideal"), ölçek ölçüleri ("zayıf", "güçlü") ve açıklayıcı dil ("acı") birbirine karıştırmaktadır. Ayrıca, grafikte merkezdeki kahvelerin hangi tüketiciler tarafından "ideal" bulunduğu tamamıyla belirsizdir. Belki de en önemlisi, bu grafik, kahvede mümkün olan geniş çeşitliliği duyusal öznitelikleri dışarıda bırakmaktadır. World Coffee Research'in sunduğu Coffee Flavor Whell, kavrulmuş kahvede tespit edilmiş 100'den fazla farklı lezzet ve aroma özniteliğini içermektedir. Bunlar arasında çoğu arzu edilen (örneğin, karamel, meyve, bitter çikolata, fındık) veya arzu edilmeyen özellikler (örneğin, lastik, tıbbi, küflü) bulunmaktadır. Yeşil ve kavrulmuş kahve kimyasal olarak birçok çalışmada karakterize edilmiştir ve kahve tadı ve aroması, karbonhidratlar, asitler, lipitler, proteinler, antioksidanlar ve uçucu aroma bileşiklerinin karmaşık bir karışımından oluştuğuna artık herkes hakimdir. Bu bileşenler, kaynaktan başlayarak, kahve kirazının terroir'inden (bu ifadeye toprak aşaması diyebiliriz), hasat sonrası işlem yöntemlerinden, kavrulmaya ve sonunda demleme yöntemlerine kadar her adımda manipüle edilebilirler. Bunun yanı sıra, demleme sıcaklığının da kahve tadını ve aromasını etkilediği düşünülmektedir. Ancak, mevcut literatürde, kahve demleme sıcaklığının lezzet özellikleri üzerindeki etkisini araştıran çalışmaların sayısı sınırlıdır. Bu nedenle, uzmanlar, kahve hazırlama sıcaklığı için belirlenen 92-96 °C sıcaklık aralığının, neden bu sıcaklıkların tercih edildiğine dair veri sunmadığını belirtmektedirler. Daha yüksek sıcaklıkta servis edilen kahvelerin, daha düşük sıcaklıklarda servis edilen kahvelere göre daha kavrulmuş ve acı olarak algılandığı bildirilirken, diğer çoğu tadım notasının yüksek servis sıcaklıklarında algısının oldukça azaldığı bildirilmiştir. Burada aslında çalışmaların henüz yetersiz kalmasından dolayı bilimsel olarak yüksek sıcaklığın çözünmeyi artırdığı yorumunu – istisnaları hariç tutarak birçok madde için olduğu gibi – burada da yapabiliriz. Fakat tadımsal analizler maalesef oldukça özgün, kişisel ve değişken analizlerdir. O nedenle daha önceki yazılarda vurguladığımız “ideal” kavramı geçersizdir.

Bu çalışmada, kavrulmuş kahve Lockhart' ın tablosuna göre dokuz farklı pozisyonunda, üç farklı su sıcaklığında (87 °C, 90 °C ve 93 °C) hazırlanarak ve toplam 27 örnek tipi elde edilmiştir. Bu çalışmada, aynı kavrulmuş kahve kullanılarak, aynı tip demleme ekipmanları kullanılarak, farklı demleme sıcaklıklarında çekim süresi, akış hızı, dozaj (yani öğütülmüş kahve miktarı) ve öğütme boyutu sistemli olarak değiştirilip aynı TDS, PE ve servis sıcaklıklarında kontrol edilmiştir. Beş yollu ANOVA analizinin (bir istatistiksel analiz yöntemidir ve beş faktörün aynı anda etkisini ölçer. Bu faktörler, genellikle bir deney tasarımının değişkenleri olarak tanımlanır) yapıldığı bu çalışmada, TDS, PE, demleme sıcaklığı ve/veya TDS x PE etkileşimine bağlı olarak test edilen 31 tadım notasından 17'sinin önemli ölçüde farklılaştığı görülmüştür. Çalışma kahvenin tadı ve aromasının TDS (toplam çözünen katı madde), PE ve demleme sıcaklığı gibi faktörlere bağlı olarak nasıl değiştiğini göstermeyi amaçlamıştır.

Çalışmada ölçülen aralıklarda, sıcaklığın algılanabilir duyusal kalite üzerinde, TDS ve PE sabit tutulduğunda, ihmal edilebilir bir etkisi olduğuna dair sonuçlar biz kahveciler açısından oldukça çarpıcıdır.

(A) TDS, (B) PE ve (C) demleme sıcaklığı için üç faktörden en az biri için anlamlı olan tüm değişkenlere göre özellik yoğunluklarındaki farklılıkları görselleştiren örümcek ağı çizimleri. Yıldız işaretleri istatistiksel önemi gösterir (p < 0,05). İç halka, 0 öznitelik yoğunluğuna karşılık gelirken, dış halka, 50 öznitelik yoğunluğuna karşılık gelir; ara halkalar, 5 yoğunluk noktasının artışlarıyla eşit aralıklarla yerleştirilmiştir.

Yukarıdaki tabloyu özetlemek gerekirse, 17 farklı özniteliğin en az bir faktör için anlamlı ölçüde farklılık gösterdiği ortaya çıktı. Bu özelliklerin genel TDS, PE ve sıcaklık için ortalama farklarını göstermek için örümcek ağı çizimleri kullanılarak da görselleştirilebilir (Şekil 4). Örümcek ağı çizimlerinin şekli farklı TDS değerleri için önemli ölçüde değiştiğine dikkat edilmelidir (Şekil 4a). En belirgin değişikliklerin Acı, Ekşi ve Astringent tatları için olduğu; diğer 13 öznitelik için ise daha küçük ancak istatistiksel olarak anlamlı değişimler olduğu görülmüştür. Örümcek ağı çizimlerinin şekli farklı PE değerleri için daha az değişmiştir (Şekil 4b). En büyük farklılıkların Ekşi, Siyah Çay ve Narenciye tatlarında gözlendiği görülmüştür. Son olarak, farklı demleme sıcaklıkları için örümcek ağı çizimlerinin şeklinde neredeyse hiç farklılık gözlemlenmemiştir (Şekil 4c). Sadece Fındık tadım notası sıcaklıkla birlikte hafif ancak istatistiksel olarak anlamlı bir değişiklik göstermiştir.

TDS, özellikle görselleştirildiğinde (yukarıda tablo), duyusal özellikler üzerinde en büyük etkiye sahip olan faktördür. PE ise duyusal olarak daha az fakat fark edilebilir bir etkiye sahiptir. Çalışmada demleme sıcaklığının etkisinin olmamasının aksine, sonuçlar hem TDS hem de PE' nin demlemenin duyusal nitelikleri üzerinde önemli etkileri olduğunu doğrulamaktadır.

Aşağıdaki şekilde, 31 adet test edilen duyusal özelliklerin sadece birinde, 90 °C su sıcaklığında diğer sıcaklık değerlerine göre çok hafif bir artış, yani Fındık tadı algısı, gözlemlendiğini göstermektedir. Bununla birlikte, bu fark, 100 üzerinden bir ölçekte sadece bir puan farklılıkla, diğer özelliklerde kaydedilen önemli farklılıklarla karşılaştırıldığında çok küçüktür. Fındık tadındaki fark istatistiksel olarak anlamlı bulunmuş olsa da (p <0.05), bu sonucun yalnızca bir tip I hatası olmadığını doğrulamak için daha fazla test yapılması gerekmektedir.

Çalışmanın belki de en önemli kısmı, klasik Kahve Demleme Kontrol Grafiği içindeki "İdeal" kutusu olarak nitelendirilebilir. Vurgulanmak istenen şey, çalışmanın tamamen nicel (yani duyusal tanımlayıcı analiz yerine hedonik tercih) olduğudur. Ancak önceki çalışmalar, tüketicilerin beğenilerini veya beğenmeme nedenlerini belirleyen bazı özellikleri tespit etmiştir. Daha önce yapılan bir araştırmaya göre, çoğu tüketicinin kahve ürünlerinde acılık ve sertliği sevmediğini, çiçeksi aromanın ise olumlu bir etkisinin olduğu ortaya konmuştur. Bu durum, kahve demleme kontrol grafiğinin alt üçte birinin ("Zayıf" olan kısım) birçok tüketici için daha "ideal" olabileceğini gösterir. Ancak aynı çalışma, yoğun "kavrulmuş" aromanın da beğenilme nedenlerinden biri olduğunu ortaya koymuş, diğer çalışmalar ise acı ve sert kahveye ilgi duyan önemli tüketici gruplarının olduğunu belirtmiştir.

Kahvedeki belirli tatlar için tüketici tercihleriyle ilgili nispeten az veri olsa da bu gözlemler "ideal" kutusunun herkes için ideal olmadığını ve dolayısıyla kahve demleme için kullanışlı bir tanımlayıcı olmayabileceğini düşündürmektedir.

Sonuçlar ayrıca, mevcut endüstri yönergelerinin demleme sıcaklığına odaklanmasının yanlış olabileceğini düşündürmektedir. Örneğin, ev tipi demleme makineleri şu anda sıcaklıklarını 92-96 °C aralığında tutamazlarsa sertifikasyonu geçemezler, ancak veriler, öğütme boyutu, demleme oranı ve akış hızı TDS ve PE sabit tutulacak şekilde ayarlandığında, 87 °C'de demlenen kahvenin, 93 °C'de demlenen kahvelerden duyusal olarak ayırt edilemez olduğunu göstermektedir.

Bu çalışmada özellikle üstünde durulan kısımlardan birisi de daha düşük demleme sıcaklığının, firma olarak sürekli üstünde durduğumuz çevresel sürdürülebilirlik açısından da önemli bir sonuç doğurduğudur. Bir fincan kahve yaklaşık %99’ u su olduğundan, suyun ısıtılması için gereken enerji, tüm kahve tedarik zinciri boyunca genel enerji kullanımının büyük bir kısmını temsil eder. Bir kafede enerji kullanımının, çiftlikteki tarım, hasat sonrası işlem, kavurma dahil tüm diğer adımlar da hesaba katılsa bile, demlenmiş kahve üretiminin genel karbondioksit emisyonunun %45'ini oluşturduğunu göstermektedir. Ortalama demleme sıcaklığını azaltmak, kahve üretimindeki genel sürdürülebilirlik çabaları üzerinde aşırı etki yapabilir. Burada sunulan sonuçlar, demlenmiş kahvenin duyusal kalitesini feda etmeden, tüketici sağlığı ve küresel çevre üzerindeki iyileştirmelerin elde edilebileceğini göstermektedir. Genel olarak, çalışma iki ana sonuç ortaya çıkarmıştır. İlk olarak, test edilen aralıkta, demleme suyu sıcaklığının, eğitimli bir tanımlayıcı analiz paneli tarafından ölçülen kahve duyusal özellikleri üzerinde minimal bir rol oynadığı bulunmuştur. İkinci olarak, demleme parametreleri ile belirli duyusal özelliklerin nasıl değiştiği rapor edilerek, demlemede toplam çözünmüş katılarının, yüzde çıkarma kadar farklılıklarından daha belirgin olduğu fark edilmiştir (TDS-PE farkı).

Çalışmada ortaya koyulan sonuçlar, kahve profesyonelleri için aradıkları tatlara daha iyi ulaşmalarını sağlarken, aynı zamanda demleme sırasındaki enerji minimizasyonuna yönelik sürdürülebilirlik çabasına önemli katkıda bulunmuştur.

Duygu Kurtuluş

Co-Founder / Chemist / Nanotechnology Engineer / Hazardous Chemical Consultant / Chemical Evaluation Specialist