Badanie ujawnia uniwersalną krzywą koloru dla palenia kawy arabica

29 lipca 2025 funkcja

autorstwa Tejasri Gururaj, Phys.org

autor

redagowane przez Sadie Harley, recenzowane przez Robert Egan

redaktor naukowy

redaktor współpracujący

Ten artykuł został zrecenzowany zgodnie z procesem redakcyjnym i zasadami Science X. Redaktorzy podkreślili następujące cechy, dbając o wiarygodność treści:

sprawdzone faktycznie

publikacja z recenzją rówieśników

zaufane źródło

skorygowane

Nowe badanie opublikowane w Scientific Reports ujawnia, że cała kawa Arabica podąża za tym samym wzorcem rozwoju koloru podczas palenia, co potencjalnie może zmienić kontrolę jakości i standardy przemysłowe.

Przez długi czas palenie kawy łączyło w sobie naukę z sztuką, ponieważ wykwalifikowani palacze polegali na wizualnych, słuchowych i węchowych wskazówkach, aby określić idealne palenie.

Jednak nowe badanie z UC Davis Coffee Center odkryło coś niezwykłego. Pomimo całkowicie różnych profili palenia, technik i pochodzenia kawy, cała kawa Arabica podąża za tym samym uniwersalnym krzywym kolorów, gdy przekształca się z ziarna zielonego w ciemną paloną kawę.

Badanie opracowało związek matematyczny, który wreszcie mógłby wprowadzić obiektywne, ilościowe standardy do branży, która od dziesięcioleci polegała na subiektywnych ocenach. Wyniki pochodzą z najbardziej wszechstronnego badania dynamiki kolorów podczas palenia kawy prowadzonego kiedykolwiek na skalę komercyjną.

Phys.org rozmawiał z odpowiedzialnym autorem Irwinem R. Donis-Gonzálezem, profesorem współpracującym ds. inżynierii pozbiorczej na Wydziale Inżynierii Biologicznej i Rolniczej w UC Davis.

'Od kiedy zacząłem pracę w zakresie pozbioru, byłam naprawdę zafascynowany znaczeniem koloru,' powiedział Donis-González. 'Kolor nie dotyczy tylko wyglądu; jest kluczowym wskaźnikiem jakości wielu produktów, w tym kawy.'

Badacze zająli się brakującym elementem naszego naukowego zrozumienia kawy.

Mimo że kolor od dawna uważany jest za istotny w ocenie stopnia palenia i jakości, zaskakująco niewiele rozumiemy, jak zmienne palenia, takie jak temperatura i czas w komercyjnych palnikach, wpływają na rozwój kolorów.

Większość wcześniejszych badań polegała na prostych piekarnikach laboratoryjnych ustawionych na stałe temperatury, które nie odzwierciedlają złożonych i zmiennych warunków występujących podczas komercyjnego palenia. Zespół z UC Davis zastosował zupełnie inne podejście.

'Ustaliliśmy profile palenia na podstawie wszechstronnych źródeł, w tym literatury naukowej, wcześniejszego doświadczenia praktycznego oraz ugruntowanych przewodników branżowych,' wyjaśnił Donis-González.

'Wykorzystując komercyjny palnik bębnowy, systematycznie zmienialiśmy współczynniki wzrostu temperatury—znane również jako tempo wzrostu—aby obserwować ich wpływ na rozwój koloru kawy w trakcie całego procesu palenia.'

Badacze przetestowali siedem dramatycznie różnych profili palenia, każdy trwający dokładnie 16 minut, ale o zdecydowanie różnej dynamice energetycznej, począwszy od profili 'szybkiego startu' z wysokim początkowym ciepłem do podejść 'powolnego startu' z stopniowymi wzrostami temperatury.

Co minutę pozyskiwali próbki kawy palącej, tworząc niezwykle szczegółowy obraz tego, jak rozwija się kolor w trakcie procesu.

Najbardziej zaskakujące odkrycie miało miejsce, gdy zespół nanosił swoje pomiary kolorów na przestrzeń barw L*a*b*.

Przestrzeń barw L*a*b* to naukowy system barw zaprojektowany w celu dopasowania się do ludzkiej percepcji wzrokowej. Współrzędne L* reprezentują jasność, podczas gdy a* obejmuje spektrum od zieleni do czerwieni, a b* obejmuje barwy od niebieskiego do żółtego.

'Przestrzeń barw L*a*b* jest szczególnie adekwatna do kwantyfikowania rozwoju koloru podczas palenia, ponieważ może wykrywać subtelne różnice, które mogłyby zostać pominięte przez ludzkie oko, zapewniając niezawodną ocenę w różnych warunkach oświetleniowych i zmniejszając subiektywną stronniczość,' powiedział Donis-González.

Niezależnie od tego, czy stosowali szybkie, wolne czy średnie profile palenia, czy kawa pochodziła z Ugandy, Indonezji czy Salwadoru, każda pojedyncza próbka podążała za tym samym fundamentalnym szlakiem w przestrzeni barw L*a*b*.

Badacze byli w stanie opisać tę 'uniwersalną krzywą kolorów palonej kawy' za pomocą precyzyjnych równań matematycznych. Ich wielomianowe równania mogły przewidzieć jedną współrzędną koloru z drugiej z ponad 93% dokładnością.

Zależność między jasnością (L*) a współrzędną czerwono-zieloną (a*) wyjaśniała 93,4% zmienności koloru, podczas gdy zależności między jasnością a niebiesko-żółta (b*) wynosiły 97,7%.

Ta spójność sugeruje, że fundamentalne procesy chemiczne zachodzące podczas palenia—głównie reakcje Maillarda, które tworzą brązowe kolory i smaki związane z paloną kawą—podążają za przewidywalnymi ścieżkami bez względu na konkretne warunki ich prowadzenia.

Nawet bardziej zaskakujące było to, że pomimo różnych czasów i dynamiki, wszystkie kawy osiągnęły praktycznie identyczne wartości koloru w ważnych etapach palenia, takich jak zmiana koloru, pierwszy i drugi trzask, które są kluczowymi etapami, na których palacze kawy oceniają rozwój procesu palenia. "Przemysł początkowo nie zdawał sobie sprawy z istotnego odkrycia z naszego badania. Pomimo różnic w dynamice profilu palenia, która wpływa na rozwój koloru, kawy konsekwentnie wykazują mniej więcej takie same wartości kolorów L*a*b* w ważnych momentach procesu palenia," zauważył Donis-González. Odkrywaj najnowsze wynalazki z dziedziny nauki, technologii i kosmosu razem z ponad 100 000 subskrybentami, którzy polegają na Phys.org, by codziennie uzyskiwać wgląd w najnowsze wydarzenia. Zapisz się na nasz darmowy newsletter i otrzymuj aktualizacje dotyczące przełomów, innowacji i badań, które są istotne - codziennie lub co tydzień. Aby potwierdzić, że ich wyniki nie były ograniczone do ich specyficznego środowiska, badacze przeprowadzili systematyczną recenzję zgodnie z rygorystycznymi protokołami naukowymi. Zespół badawczy przeanalizował dane kolorystyczne z 20 różnych publikacji obejmujących różne metody palenia, rodzaje sprzętu i pochodzenie kaw. Łącznie dokonano 392 odrębnych pomiarów. Walidacja była niezwykle imponująca. Większość istniejących danych idealnie pasowała do uniwersalnej krzywej, przy czym 86% punktów danych nie wykazywało zauważalnych różnic kolorystycznych w porównaniu z przewidywanymi wartościami. "Systematyczna recenzja była kluczowa w potwierdzeniu istnienia uniwersalnej krzywej kolorystycznej dla kawy arabskiej," powiedział Donis-González. "Byliśmy szczególnie zaskoczeni spójnością, co podkreśla wspólne cechy w rozwoju koloru kawy niezależnie od pochodzenia czy metody przetwarzania." Uniwersalność sięgała nawet poza kawę. Dane z pieczenia chleba, innego procesu angażującego reakcje brunatnienia Maillarda, również odpowiadały podobnym zależnościom kolorystycznym, sugerując, że krzywa może być stosowana w innych procesach przetwarzania żywności. Aktualnie nie istnieją powszechnie akceptowane standardy dla terminów takich jak "jasna palona," "średnio palona" czy "ciemno palona." Jasna palona jednego palacza mogłaby być ciemniejsza niż "ciemno palona" innego, co wprowadza zamieszanie dla konsumentów i sprzeczności w całym łańcuchu dostaw. "Uniwersalna krzywa kolorystyczna kawy może pomóc w standaryzacji definicji poziomu palenia na szeroką skalę przemysłową, dostarczając obiektywny i mierzalny sposób oceny poziomów palenia poprzez analizę koloru," wyjaśnił Donis-González. Zastosowania praktyczne wykraczają daleko poza standardyzację. Palacze kawy mogliby użyć uniwersalnej krzywej do kontroli jakości w czasie rzeczywistym, znając dokładnie, na której części uniwersalnej ścieżki kolorystycznej znajduje się ich kawa, bez względu na ich specyficzny profil palenia. Obecnie zespół badawczy pracuje nad połączeniem swoich pomiarów L*a*b* z istniejącymi skalami poziomu palenia, takimi jak Agtron i Colorette, aby uniwersalna krzywa mogła być używana z obecnym sprzętem przemysłowym. "Teraz możemy zaprezentować uniwersalny kolor palonej kawy profesjonalistom z branży, którzy, poprzez systematyczne badania, mogą pomóc w kategoryzacji i nazewnictwie kolorów palonej kawy na podstawie swojego doświadczenia i standardów przemysłowych," powiedział Donis-González. Napisane dla Ciebie przez naszego autora Tejasri Gururaj, zredagowane przez Sadie Harley, zweryfikowane i zrecenzowane przez Roberta Egana — ten artykuł jest wynikiem starannie wykonanej pracy ludzkiej. Polegamy na czytelnikach takich jak Ty, aby zachować niezależne dziennikarstwo naukowe przy życiu. Jeśli to sprawozdanie ma dla Ciebie znaczenie, proszę rozważ darowiznę (zwłaszcza cykliczną). Dostaniesz konto bez reklam jako podziękowanie. Więcej informacji: Laudia Anokye-Bempah et al, Uniwersalna krzywa koloru dla palonej kawy arabskiej, Scientific Reports (2025). DOI: 10.1038/s41598-025-06601-w Informacje o czasopiśmie: Scientific Reports © 2025 Science X Network