Kofeina

Kofeina to naturalny związek chemiczny występujący w wielu roślinach, mający odstraszający wpływ na szkodniki, głównie ze względu na gorzki smak i intensywny zapach. Po spożyciu przez człowieka (ale również zwierzęta) wykazuje pobudzające i stymulujące właściwości poprzez wpływ na ośrodkowy układ nerwowy.

Kofeina występuje m.in. w ziarnach kawy, a jej zawartość zależna jest od gatunku kawowca, sposobu przygotowywania nasion do spożycia oraz metody przyrządzania kawy. Dwa produkowane na skalę światową gatunki kawowca diametralnie różnią się jej zawartością. Ziarna robusty bowiem zawierają w swym składzie dwa razy więcej kofeiny niż ziarna arabiki. Poddawanie ziaren kawy wysokiej temperaturze również ma wpływ na jej zawartość. Im dłużej wypalane jest ziarno tym więcej kofeiny traci. Trzeci czynnik mający wpływ na zawartość kofeiny w filiżance kawy to sposób jej przyrządzenia. Decydującym czynnikiem jest bezsprzecznie długość parzenia. Im dłużej zmielona kawa poddawana jest wysokiej temperaturze tym więcej cząsteczek kofeiny przedostaje się do naparu. Dlatego też, najbardziej pobudzającymi napojami będą kawa po turecku, kawa parzona bezpośrednio w filiżance czy kawa z frenchpressu. Wbrew powszechnemu przekonaniu, espresso zawiera stosunkowo mało kofeiny, ponieważ po pierwsze, jest przyrządzane tylko z 7 g mielonej kawy, a czas jej ekstrakcji, czyli kontaktu z gorącą wodą, wynosi jedynie 25 sekund.

Związki lotne

Aromatyczne, lotne związki chemiczne to inaczej substancje zapachowe oddziałujące na ludzki zmysł węchu. Występują zarówno w zielonych ziarnach kawy, jak i tych wypalonych, z tą różnicą, że w ziarnach wypalonych jest ich o wiele więcej. W kawie zielonej wyodrębniono do tej pory 300 związków lotnych, zaś w palonej - 841. A to za sprawą wielu, niezwykle złożonych i skomplikowanych reakcji chemicznych zachodzących we wnętrzu ziarna poddawanego obróbce termicznej. W wyniku tych reakcji powstają następujące grupy związków lotnych: związki siarkowe, pirazyny, pirydyny, pirole, oksazole, furany, związki karbonylowe, fenole, kwasy karboksylowe i inne. Każdy ze związków, w mniejszym lub większym stopniu, wpływa na ogólne odczucia zapachowe.

Zawartość związków lotnych w kawie zależy od gatunku kawy, warunków wzrostu i zbiorów, przechowywania do momentu palenia, stopnia upalenia oraz typu urządzenia prażącego.

Główna przyczyną powstawania nieprzyjemnego, tak zwanego "zwietrzałego" zapachu kawy jest utlenianie się właśnie związków lotnych. Szczególnie wrażliwe na procesy utleniania są aldehydy, ketony, alkohole, fenole i tiole. Aldehydy, w reakcjach z tlenem, przekształcają się w kwasy nadając kawie nieprzyjemny zapach i smak. W przeprowadzonych badaniach, dotyczących wpływu dostępu powietrza na nuty poszczególnych aromatów, dowiedziono, że wzrasta intensywność nuty dymnej i ziemistej, spada zaś - słodkawo-karmelowej. Odpowiednie warunki przechowywania kawy mają zatem istotny wpływ na jej aromat.

Białka

W skład surowego ziarna kawy wchodzą białka. Jest ich około 13% ogólnej masy i w procesie palenia ulegają rozkładowi, tworząc wraz z innymi składnikami nowe związki smakowo-zapachowe.

Węglowodany

Stanowią około 40% masy zielonego ziarna. Odgrywają szczególną rolę podczas wypalania ziaren. Wchodząc w reakcje z innymi składnikami są odpowiedzialne za wytwarzanie się komponentów aromatycznych. Gatunek arabica zawiera prawie dwa razy więcej sacharozy niż robusta (arabica - średnio 73 mg/g, robusta - średnio 45 mg/g). W wyniku palenia ziaren powstają także nierozpuszczalne w wodzie substancje cukrowe, które po zaparzeniu wchodzą w skład tak zwanych fusów.

Kwasy tłuszczowe

Tłuszcze (7-17%), w formie kwasów tłuszczowych, to głównie: kwas linolowy, palmitynowy, oleinowy, stearynowy, arachinowy, linolenowy i behenowy. Zawartość tłuszczów w gotowej filiżance kawy możemy modyfikować za pomocą różnych metod przygotowywania kawy. Kawa filtrowana będzie zawierała ich mniej, gdyż nie przedostaną się do naparu przez papierowy filtr. Na wydobywanie się tłuszczów z kawy ma również wpływ stopień jej zmielenia. Im drobniej, tym więcej cząsteczek tłuszczów zostanie uwolnionych do naparu. Również temperatura wody, którą zalejemy kawę ma znaczenie. Parzenie kawy wodą o temp. poniżej 80°C sprawi, że tłuszcze pozostaną w fusach.

Woda

Przed przystąpieniem do palenia ziarno powinno zawierać nie więcej niż 13% wody. Powyżej tej zawartości ziarno uważane jest za ziarno niskiej jakości. Po wypaleniu zawiera około 1% wody.

Kwasy organiczne

W trakcie palenia kawy powstają, w różnych ilościach, kwasy organiczne: mrówkowy, octowy, glikolowy i mlekowy, które odpowiedzialne są za kwaskowość kawy.

Witaminy

Każdy rodzaj kawy to ponadto źródło wielu witamin, głównie: B2, B3, B5, B6, wit. E i kwasu foliowego.

Związki mineralne

Ich zawartość w ziarnie kawy wynosi około 4%. Należą do nich: wapń, potas, magnez i fosfor. Zaś w mniejszych ilościach żelazo, sód, cynk, miedź, kobalt, nikiel, mangan i chrom. W śladowych ilościach występuje fluor i jod.

Kwasy fenolowe (inaczej polifenole)

Stanowią około 6% masy ziarna gatunku arabica i około 10% masy ziarna robusty. Najważniejsze z nich to kwas chlorogenowy, kawowy i ferulowy. Szczególne znaczenie ma kwas chlorogenowy, który wykazuje bardzo duże właściwości antyoksydacyjne. Prawdopodobnie posiada również właściwości przeciwbakteryjne, przeciwwirusowe i przeciwgrzybicze. Ziarno kawy jest jej największym źródłem spośród wszystkich surowców roślinnych. Tak samo, jak w przypadku kofeiny, im dłuższe wypalanie ziaren tym mniejsza zawartość polifenoli.