W jaki sposób woda wpływa na smak i aromat kawy?

Woda jest jednym z najważniejszych składników naparu kawy. To dzięki niej ta sama kawa może smakować różnie w zależności od tego gdzie ją pijemy, a więc zależnie od tego jakiej wody użyliśmy do jej zaparzenia. Jest to banalne stwierdzenie, które słyszeliśmy wielokrotnie ale niewielu z nas zadaje sobie pytanie z czego to wszystko właściwie wynika?

Woda, której na co dzień używamy to mieszanina jej cząsteczek (H₂0) z różnymi solami, kwasami, zasadami i rozpuszczonymi w niej gazami. Używamy jej jako rozpuszczalnika, którym wypłukuje ze zmielonych drobinek kawy jej składniki takie jak sole, kwasy, tłuszcze, węglowodany, minerały i inne substancje dające naparowi kawy kolor. Proces parzenia sprawia również, że ze zmielonej kawy uwalniają się lotne substancje aromatyczne nazywane odorantami, które tak bardzo lubimy analizować, nazywać i szukać skojarzeń odczuwanych zapachów z innymi produktami. Od składu wody zależy jak będzie smakowała nasza codzienna filiżanka kawy, którą pijemy przy śniadaniu, w pracy, na randce czy w trakcie spotkania z rodziną lub przyjaciółmi.

Zawartość mineralna wody wpływa na jej właściwości fizyczne i chemiczne, co determinuje jak dalece jest ona skutecznym rozpuszczalnikiem w procesie parzenia kawy. Od tego składu zależy jakie substancje rozpuszczalne i w jakich proporcjach zostaną ze zmielonych drobinek kawy wypłukane. Woda ma zatem kluczowy wpływ na to jaki smak, aromat i teksturę będzie miał nasz ulubiony czarny napar w filiżance.

Kluczowymi związkami chemicznymi mającymi niebagatelny wpływ na proces parzenia kawy, które decydują o właściwościach fizycznych wody takich jak twardość i zdolność buforowa są: sole wapnia, magnezu i wodorowęglany. Wzajemne ich proporcje decydują o reaktywności wody w kontakcie z kawą.

Twardość ogólną (GH) można zmierzyć poprzez pomiar ilości węglanu wapnia i węglanu magnezu (CaCO₃ i MgCO₃) w wodzie.

Zdolność buforowa wody określa się ilością anionów wodorowęglanowych (HCO₃), którą można w uproszczeniu zmierzyć poprzez oszacowanie twardości węglanowej wody (KH) jeśli jony wodorowęglanowe są połączone z wapniem i magnezem. Zatem poziom tego parametru mierzy się poprzez pomiar ilości wodorowęglanów wapnia (CaHCO₃). Owa właściwość fizyczna wody jest związana z jej zasadowością (odczynem zasadowym) czyli z jej pH.

Chcąc lepiej zrozumieć jak twardość i zdolność buforowa wody wpływa na smak zaparzonej kawy warto również wiedzieć, że twardość ogólna to właściwość wody wywołana obecnością dodatnio naładowanych jonów (kationów) wapnia i magnezu (Ca₂+ i Mg₂+) rozpuszczonych w wodzie. Oba te kationy są silnie reaktywne w kontakcie ze składnikami kawy, a co za tym idzie wpływają one na jej smak i aromat.

Zdolność buforowa wody natomiast to zdolność wody do zobojętniania czyli buforowania kwasów. O zdolności buforowej wody decyduje głównie ilość wodorowęglanów (HCO₃) i węglanów. Najczęściej są to wodorowęglany wapnia (Ca) i magnezu (Mg) oraz metali alkalicznych takich jak sód (Na) i potas (K). Im więcej wodorowęglanów w wodzie tym woda zyskuje coraz wyższą zdolność do neutralizacji, a więc zobojętniania kwasów obecnych w kawie, a co za tym idzie wpływa na finalny odczyn pH zaparzonej kawy, zmieniając jej smak.

W praktyce chcąc sprawdzić jaki jest poziom wyżej wymienionych parametrów wystarczy zastosować najprostszy test miareczkowy wody, który możemy znaleźć w każdym sklepie specjalistycznym z akcesoriami do filtracji wody. Testy te są najczęściej dostępne w formie dwóch buteleczek oznaczonych skrótami GH (ang. general hardness) i KH (ang. carbonic hardness). Wykonanie testów jest nieskomplikowane i każdy z nas może je przeprowadzić po przeczytaniu dołączonej do nich instrukcji lub po zapoznaniu się z artykułem - „Kontrola parametrów wody kluczem do dobrego smaku kawy”.

Po to by informacje uzyskane z przeprowadzonych testów były dla nas użyteczne warto znać optymalny zakres twardości ogólnej i zdolności buforowej wody dla kawy rekomendowany przez Specialty Coffee Association.

Twardość ogólna (GH): od 51 do 175 mg/L CaHCO₃ (węglan wapnia).

Twardość węglanowa (KH): od 40 do 70 mg/L CaCO₃ (wodorowęglanu wapnia). Wyrażając to w stopniach niemieckich, zakres obu tych parametrów wynosi:

Twardość ogólna (GH): 3 do 10^o dH

Twardość węglanowa (KH): 2 do 4^o dH

Dzięki zastosowaniu wody o parametrach zgodnych z powyższymi zakresami, smak kawy będzie przyjemny i zawsze taki sam.

A. Kawa przygotowana na wodzie o za wysokiej twardości:

• wysoka gęstość naparu,
• aromat o wysokiej intensywności,
• wysoka intensywność smaku i posmaku z zazwyczaj dominującą goryczą,
• jeśli konkretna kawa jest naturalnie lekko kwaskowa lub gorzka, ten konkretny smak kawy będzie bardziej intensywny.

B. Kawa przygotowana na wodzie o za niskiej twardości:

• niska gęstość naparu,
• aromat o niskiej intensywności,
• niska intensywność smaku i posmaku z zazwyczaj dominującą kwasowością,
• jeśli kawa ta ma naturalnie bardzo złożony aromat i jest o bardzo wyrazistym charakterze wówczas wszystkie te cechy będą dużo słabiej wyczuwalne.

C. Kawa przygotowana na wodzie o za wysokiej zdolności buforowej:

• Płytki napar o mało złożonym aromacie,
• nieprzyjemnie cierpka i pylista tekstura kawy,
• bardzo niska kwasowość, wysoka gorycz nawet jeśli naturalnie kawa ta ma silnie owocowy charakter i słodko-kwaskowy smak.

D. Kawa przygotowana na wodzie o za niskiej zdolności buforowej:

• płytki napar o mało złożonym aromacie,
• nieprzyjemnie ostra tekstura kawy,
• wysoka kwasowość przypominająca niedojrzałe owoce lub ocet, niska gorycz nawet jeśli naturalnie kawa ta ma silnie czekoladowo-orzechowy charakter i gorzki smak.

Warto nadmienić, że naturalnie w wodzie obie omawiane właściwości fizyczne (twardość i zdolność buforowa) zmieniają się zazwyczaj proporcjonalnie. Zatem wraz ze spadkiem twardości, obniża się jej zdolność buforowa i analogicznie wraz ze wzrostem twardości wzrasta jej zdolność buforowa.

Wyjątkiem jest woda przefiltrowana z zastosowaniem konkretnych systemów.

Jeśli wodę przefiltrujemy z wykorzystaniem jonowymiennych złóż selektywnych na wapń (Ca₂+) i magnez (Mg₂+) czyli popularnie zwanej solanki, jony te zostaną usunięte całkowicie uwalniając do niej jednocześnie sód (Na+).W tym przypadku twardość wody ulega prawie całkowitej redukcji jednak nie zmienia się jej zdolność buforowa ze względu na niezmienioną ilość wodorowęglanów (HCO₃).

Drugim wyjątkiem jest woda, która została przefiltrowana z wykorzystaniem filtrów dekarbonizujących. Zjawisko filtracji zachodzi tutaj dzięki wykorzystaniu żywic jonowymiennych usuwających magnez (Mg₂+) i wapń (Ca₂+) , a zamiast nich uwalniających kationy wodru (H+) co powoduje  spadek wartość pH, a w efekcie zmniejszenie ilości wodorowęglanów (HCO₃). Finalnie zmniejsza się zarówno twardość całkowita wody jak i jej zdolność buforowa.

W przypadku zastosowania tego sposobu filtracji wody warto zwracać uwagę na jej końcową wartość pH czyli odczyn. Jeśli pH spadnie poniżej wartości 6 stopni woda nabiera coraz silniejszych właściwości korozyjnych. Może to być niebezpieczne dla naszych urządzeń do przygotowywania kawy.

Możemy temu zapobiec stosując głowice filtrów do wody z funkcją tzw. „by-passu”. Funkcja ta pozwala na to by część wody została przefiltrowana przez złoże, a część je ominęła. Procentową wartość „by-passu” nazywanego również „obejściem” można regulować w zakresie od 10 do 70%. Dzięki zastosowaniu „obejścia” przy tego typu filtracji wody, kontrolujemy jaka część kationów magnezu (Mg₂+) i wapnia (Ca₂+) pozostaje w przefiltrowanej wodzie jednocześnie mając rzeczywisty wpływ na końcowe pH wody.

Powyższe przykłady mogą wydawać się dla nas mało praktyczne w codziennym życiu jeśli nie mamy możliwości zmierzyć wskazanych właściwości fizycznych wody. Dlatego poniżej podaję kilka przykładów w jakich okolicznościach możemy mieć do czynienia z wodami o różnych parametrach twardości i zdolności buforowej:- Woda o wysokiej twardości i wysokiej zdolności buforowej to zazwyczaj niefiltrowana woda dostępna z kranu w naszych domach albo większość wód butelkowanych dostępnych w sklepach spożywczych.

• Woda o bardzo niskiej twardości węglanowej i niskiej zdolności buforowej to woda demineralizowana.

• Woda o bardzo niskiej twardości ale wysokiej zdolności buforowej zazwyczaj nie występuje naturalnie lub jest bardzo rzadko spotykana. Wyjątek to opisana powyżej woda po zmiękczaniu z użyciem jonowymiennych złóż wrażliwych na wapń i magnez.

• Woda o bardzo niskiej zdolności buforowej i wysokiej twardości całkowitej zazwyczaj nie występuje naturalnie lub jest bardzo rzadko spotykana.

Żeby uzyskać wodę o odpowiednich właściwościach fizykochemicznych należy przed zastosowaniem odpowiedniego systemu jej filtracji zbadać jej parametry fizyko- chemiczne. Następnie dobrać odpowiedni dla takiej wody system filtracji i na bieżąco kontrolować jej parametry, nie rzadziej niż raz na trzy miesiące. Kontrola opisanych powyżej parametrów wody jest kluczem do dobrego smaku kawy jak i sprawnego działania urządzeń służących do jej przygotowania, takich jak ekspres ciśnieniowy, ekspres przelewowy czy czajnik elektryczny.