Czysta woda do nawilżania w uprawie kawy: poniżej 10 mikro zastosowań
- Szczegóły
Kawa to złożony napój, którego jakość zależy od wielu czynników. Do najważniejszych należą: gatunek i pochodzenie ziaren, profil palenia, stopień zmielenia, metoda parzenia oraz jakość i skład chemiczny wody użytej do ekstrakcji. Woda, stanowiąca ponad 98% objętości gotowego naparu, pełni rolę nie tylko rozpuszczalnika, ale także aktywnego uczestnika procesów chemicznych. Jej parametry fizykochemiczne decydują o tym, jakie związki z ziaren kawy zostaną wyodrębnione i jak zostaną one odebrane przez nasze zmysły.
Rola wody w produkcji i parzeniu kawy
Profil chemiczny wody oznacza jej skład mineralny, czyli zawartość takich jonów jak wapń (Ca2+), magnez (Mg2+), wodorowęglany (HCO3-), siarczany (SO4 2-), chlorki (Cl-) oraz sód (Na+). Badania (Fibrianto i in., 2018) wykazały, że mineralizacja wody wpływa na zdolność ekstrakcyjną, czyli stopień, w jakim substancje rozpuszczalne w kawie przechodzą do naparu. Woda zbyt miękka (np. destylowana) może prowadzić do niedoekstrahowania, co skutkuje wodnistym i płaskim smakiem.
Jony wapnia i magnezu wykazują różne powinowactwo do związków aromatycznych: magnez skuteczniej wyodrębnia lotne związki zapachowe, natomiast wapń zwiększa ekstrakcję kwasów chlorogenowych i kofeiny. Zjawisko to można tłumaczyć chemicznie. Kwasy chlorogenowe, obecne w ziarnach kawy, w środowisku wodnym mogą ulegać dysocjacji, tworząc aniony.
Jony wapnia (Ca²⁺) mają zdolność tworzenia słabo rozpuszczalnych soli z tymi anionami, co obniża stężenie wolnych form kwasów w roztworze. W wyniku tego, zgodnie z zasadą Le Chateliera, układ dąży do zminimalizowania zakłócenia równowagi chemicznej. Zasada ta mówi, że jeśli w układzie będącym w stanie równowagi nastąpi zmiana warunków (np. W przypadku kawy, gdy jony wapnia tworzą z anionami kwasów chlorogenowych trudno rozpuszczalne sole, zmniejsza się stężenie wolnych kwasów w roztworze.
Układ reaguje na to dalszym przesunięciem równowagi w stronę dysocjacji kolejnych cząsteczek kwasów, co zwiększa ich rozpuszczanie i transfer do fazy wodnej. W ten sposób obserwujemy zwiększoną ekstrakcję, nawet jeżeli same sole są słabo rozpuszczalne. Zatem, choć badania empiryczne nie identyfikują jednoznacznie mechanizmu, najbardziej logiczne z punktu widzenia chemii są dwa zjawiska: efekt zasady Le Chateliera oraz iloczyn rozpuszczalności tychże soli.
Przeczytaj także: Gdzie kupić wodę destylowaną?
Aktywność wody (oznaczana symbolem aw) to stosunek ciśnienia pary wodnej nad danym produktem do ciśnienia pary wodnej nad czystą wodą w tej samej temperaturze. Wartość ta mieści się w przedziale 0-1. Manzocco i Nicoli (2007) dowiedli, że stabilność chemiczna naparu kawowego zmniejsza się wraz ze wzrostem aktywności wody (aw). Przy aw powyżej 0,8 obserwowano wzrost kwasowości i spadek pH, co prowadzi do zjawiska określanego jako “starzenie kawy”. Efekty te były szczególnie widoczne przy przechowywaniu w wyższych temperaturach.
Ekstrakcja to proces, w którym związki chemiczne są przenoszone z cząstek kawy do wody. Odbywa się on na zasadzie dyfuzji (przemieszczania się cząsteczek z obszaru o wyższym stężeniu do obszaru o niższym) oraz rozpuszczania. Badania Voilley’a i wsp. (1981) oraz Anduezy i wsp. (2007) wykazały, że temperatura parzenia, stosunek kawy do wody oraz twardość wody istotnie wpływają na ilość substancji rozpuszczonych w naparze (Total Dissolved Solids, TDS), pH, lepkość oraz profil sensoryczny.
Pojęcie “wirtualnej wody” zostało wprowadzone przez Allana (1993) i odnosi się do ilości wody zużytej w procesie produkcji dobra, choć sama woda nie jest bezpośrednio obecna w produkcie. Chapagain i Hoekstra (2003) wyliczyli, że przeciętna filiżanka kawy (125 ml) wymaga zużycia około 140 litrów wody w procesie produkcji. W skali światowej oznacza to około 110 miliardów metrów sześciennych rocznie, z czego większość to tzw. “zielona woda” (opady atmosferyczne wykorzystywane przez rośliny).
Uzdatnianie wody to zespół procesów mających na celu poprawę jakości wody pod względem jej zastosowania - w tym przypadku do celów spożywczych (parzenia kawy) oraz rolniczych (podlewania roślin kawowych). Woda używana do parzenia kawy musi spełniać szereg wymagań jakościowych, by umożliwić skuteczną ekstrakcję związków aromatycznych i smakowych, bez jednoczesnego wprowadzania niepożądanych substancji. Jej skład chemiczny i czystość wpływają bezpośrednio na profil sensoryczny naparu.
Odwrócona osmoza to proces membranowy, w którym czysta woda przechodzi przez półprzepuszczalną membranę pod wpływem ciśnienia, podczas gdy jony, cząstki organiczne, bakterie i inne zanieczyszczenia zostają zatrzymane. Woda po procesie RO ma bardzo niską przewodność elektryczną (zazwyczaj <10 µS/cm), co oznacza minimalną zawartość jonów. Mineralizacja to proces kontrolowanego dodawania soli mineralnych, takich jak siarczan wapnia czy węglan magnezu. Jej celem jest osiągnięcie przewodności w zakresie 75-250 µS/cm oraz zapewnienie odpowiedniej buforowości i twardości wody. Zbyt wysoka mineralizacja może skutkować nadmierną ekstrakcją niepożądanych związków (np.
Przeczytaj także: Inwestycje w Jakość Wody w Proszówkach
Przewodność elektryczna (wyrażana w mikroSiemensach na centymetr - µS/cm) służy jako praktyczny wskaźnik zawartości minerałów w wodzie. Monitorowanie tego parametru pozwala na bieżąco oceniać jakość wody po uzdatnianiu i dostosowywać jej skład do wybranej metody parzenia kawy (np. espresso, drip, cold brew).
Woda do nawadniania plantacji kawy
W przypadku plantacji kawy jakość wody do nawadniania ma kluczowe znaczenie dla wzrostu, plonowania i odporności roślin. Badania Cai i wsp. (2007) wykazały, że połączenie odpowiedniego systemu nawadniania (takiego jak nawadnianie kroplowe, mulczowanie lub ich kombinacja) z umiarkowanym nawożeniem mineralnym (azot - N, fosfor - P, potas - K) skutkowało istotnym wzrostem efektywności fotosyntezy i zawartości chlorofilu w liściach Coffea arabica. Podstawowe metody uzdatniania wody do nawadniania obejmują filtrację mechaniczną (usuwanie zawiesin, piasku, mułu) oraz regulację mineralną, szczególnie w przypadku wody pochodzącej ze źródeł o wysokim zasoleniu (np.
Skład mineralny wody do podlewania kawy powinien być dobrze zbilansowany. Pożądane jest utrzymanie odpowiednich stosunków wapnia, magnezu, potasu i sodu. Zaleca się, aby stosunek wapnia do magnezu (Ca:Mg) wynosił około 3:1, a całkowita zawartość rozpuszczonych soli (TDS - Total Dissolved Solids) nie przekraczała 700 mg/l. Z kolei woda zbyt miękka, jak np. woda deszczowa, choć korzystna dla młodych roślin, w dłuższej perspektywie może prowadzić do niedoborów niezbędnych mikro- i makroelementów.
Wpływ wody na smak i jakość kawy
Woda jest kluczowym czynnikiem determinującym jakość naparu kawowego. Jej skład chemiczny, twardość i aktywność wpływają na skuteczność ekstrakcji, profil sensoryczny oraz trwałość produktu. Dla uzyskania kawy o wysokiej jakości smakowej zaleca się stosowanie wody średnio zmineralizowanej, o umiarkowanej twardości (ok.
Choć kawa kojarzy się przede wszystkim z pochodzeniem ziaren, stopniem palenia czy metodą parzenia, to właśnie woda jest głównym składnikiem naparu i kluczowym nośnikiem substancji smakowo-aromatycznych. Skład mineralny, twardość oraz pH wpływają na efektywność ekstrakcji i końcowy profil sensoryczny. Nowoczesne technologie uzdatniania, takie jak odwrócona osmoza (RO), w połączeniu z odpowiednią remineralizacją, umożliwiają precyzyjne dostosowanie parametrów wody do wymagań danego stylu parzenia i profilu kawy.
Przeczytaj także: Woda mineralna Józef: Zalety
Dla domowego baristy oznacza to szansę na powtarzalność i kontrolę. To właśnie świadome podejście do wody oddziela poprawną kawę od kawy wybitnej. Nawet najbardziej zaawansowany ekspres nie zrekompensuje źle dobranego profilu wody, a z drugiej strony - odpowiednio przygotowana woda potrafi wydobyć potencjał nawet z prostych metod parzenia.
Podsumowanie
Poniższa tabela przedstawia optymalne parametry wody do parzenia kawy:
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Przewodność elektryczna | 75-250 µS/cm |
| Stosunek wapnia do magnezu (Ca:Mg) | Około 3:1 |
| Całkowita zawartość rozpuszczonych soli (TDS) | Nie przekracza 700 mg/l |
Szukasz skutecznego rozwiązania dla swojej kawiarni? Zapoznaj się z naszą ofertą.
- Fibrianto, K., Yuwono, S. S., Sutrisno, J., & Yunianta. (2018). The influence of brewing water characteristic on sensory perception of pour-over local coffee. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 102, 012095.
- Manzocco, L., & Nicoli, M. C. (2007). Modeling the effect of water activity and storage temperature on chemical stability of coffee brews. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 55(16), 6521-6526.
- Chapagain, A. K., & Hoekstra, A. Y. (2003). The water needed to have the Dutch drink coffee (UNESCO-IHE Report Series No. 14).
- Córdoba, N., Fernández-Alduenda, M., Moreno, F. L., & Ruiz, Y. (2020). Coffee extraction: A review of parameters and their influence on the physicochemical characteristics and flavour of coffee brews. Trends in Food Science & Technology, 96, 45-60.
- Voilley, A., Lubbers, S., & Feigenbaum, A. (1981). Influence of some processing conditions on the quality of coffee brew. Journal of Food Process and Preservation, 5(2), 135-143.
- Andueza, S., de Peña, M. P., & Cid, C. (2007). Influence of coffee/water ratio on the final quality of espresso coffee. Journal of the Science of Food and Agriculture, 87(4), 586-592.
- Cai, G., Li, Z., Liu, Y., Sun, Z., & Liang, Y. (2007). The growth of Arabica coffee seedling components under different irrigation methods and nitrogen application rates. Agricultural Water Management, 94(1-3), 193-198.
- Tomaszewska, B., & Bodzek, M. (2010). Desalination of geothermal waters using a hybrid UF-RO system. Desalination, 240(1-3), 3-14.
tags: #woda #czysta #do #nawilżania #poniżej #10
