kavrulmuş kahvelerde degassing ve kahvede bayatlama

kahve valfli paketlerde mi satılmalı? degassing

resimdeki yuvarlak valfli kahve paketlerine kahve satılan yerlerde rastlamışsınızdır. kahveseverler öğütülmüş ya da çekirdek kahve alırken oksijen valfli ambalajlarda satılanı tercih edilmesi gerektiğini duymuş ve buna da inanmıştır. peki, oksijen valfli ambalaj hakkındaki bu ezberletilmiş öğreti ne kadar doğrudur?

önce bu tür bir paketlemeye neden başvurulmuş, onu anlayalım :

gaz çıkışı (degassing, gaz emisyonu):

kahvede 800'ün üzerinde aromatik bileşen vardır ve maalesef bunun yarısı uçucu gazlardır. kahveye tat katan moleküllerin uçucu karakterde olması, bunların hızla ortam havasına kaçmasına ve sonuçta da kahvenizde belirgin lezzet azalmasına neden olurlar. yani kahve kavrulduktan kısa süre sonra paketlenmezse hızla değer yitirir. peki kavrulduktan ne kadar zaman sonra paketlenmelidir? şimdilik biraz bekleyin, yazacağım.

bir başka önemli ayrıntıda, kahvenin değerini yitirten tek şeyin yalnızca bu 400 uçucu molekülün kahveyi terk edişi olmayışıdır. 2,5 milyar yıl önce atmosfer gaz bileşiminde siyanobakterilerin ve cok sonra da fotosentezin neden olduğu büyük bir değişim ortaya çıktı ve oksijen oranı 105 kat artarak, bugünkü % 21'lik oksijen düzeyine ulaştı (büyük oksijenasyon olayı). bu durum düşük oksijen düzeyi ile yaşamaya uygun dünya yüzeyindeki egemen bir çok türün ölümüne neden oldu (oksijen soykırımı). onsuz yaşayamayan biz insanlar için bile oksijen toksik, yıkıcı bir elementtir.

oksidasyon oksijenin (o2) değdiği maddelerdeki elektronları söküp, aldığı kimyasal bir tepkimedir. demirin üzerindeki pas, kestiğiniz bir ayvanın yüzeyinin bir süre sonra sararması, tereyağın oksitlenerek acılaşması ya da o2 tedavisi almak zorunda kalan prematürlerde görülen ve körlükle sonuçlanan prematürite retinopatisine neden olan oksijenin ne kadar aşındırıcı, yıpratıcı bir molekül olduğunun günlük yaşamdaki sayısız örneklerinden yalnızca bir kaçıdır. oksijen kahveye tat veren uçucu olmayan aromatojen molekülleri de oksitleyerek, bozar. üstelik, taze kavrulmuş, sıcak kahve oksijene karşı çok daha hassastır.

sonuç olarak paketleme olmadan yeni kavrulmuş bir kahve üst kalite lezzetini 4-6 hafta arasında koruyabilecektir. bu nedenle kavurmadan hemen sonra kahve hava geçirmez şekilde paketlenmelidir.

kahvedeki aromatiklerin yarısının uçucu özellikte olduğunu ve havadaki oksijenin de özellikle yeni kavrulmuş sıcak kahvede aroma ve tat veren moleküllerden yağı okside ederek ekstra bir acılaşma ve proteinleri okside ederek tadım niteliklerini değiştirdiğini yazmıştım. bu bilgiler ışığında kahvenin hemen paketlenmesi gerektiği anlaşılıyor.

peki kavrulduktan ne kadar sonra paketlenmeli?

ancak paketlemeyi hemen yapmak mümkün değildir... çünkü taze kavrulmuş kahve kilogram başına 2,4-10,0 litre kadar kavurma sonucu ortaya çıkan çeşitli gazlar üretir : % 87’si karbon dioksid (co2), % 7,3'ü karbon monoksid (co), % 5.32'ü azot (n2) ve yaklaşık % 1'i uçucu organik gaz bileşiklerdir (clarke ve mc rae, r. coffee, vol 2, technology; elsecier applied science publishers, 1987).

bu gaz çıkışının miktarını kahvenin cinsi, işlenme şekli (doğal/kuru işlenmiş kahve ıslak/yıkanmış işlem görmüş kahveye göre daha uzun süre gaz salınımı yapar), kavurma tekniği (uzun kavurma kısa kavurmaya göre daha hızlı gaz salınımı yapar), kavurma derecesi (koyu kavurma açık kavurmaya göre daha hızlı gaz salınımı yaratır), soğutmada kullanılan yöntem (su soğutma hava ile soğutmaya kıyasla daha fazla gaz çıkışına neden olur) ve öğütme derecesi (ince öğütme daha çok gaz salınmasına yol açar) belirler.

co2 emisyonunun %40’ı ilk 24 saatte olur ve 14 güne kadar sürer. öyleyse kavurmadan sonra en az 24 saat kahveyi dinlenmeye (degassing) almak gerekir. bu yapılmazsa :

i. yanmış yağ ve is kokusu aromatik özgün kahve kokusunun önüne geçebilir,

ii. özellikle espressoda karbonik asiditeye bağlı yapay ve abartılı bir ekşilik öne çıkabilir,

iii. pakette balonlaşma ve hatta patlamaya yol açabilecek bir basınç artışı?

aslında paketin bu gaz salınımı sonucu  patlayabileceği olasılığı 12-24 saat dinlendirilmiş kavrulmuş kahveler için tümüyle abartılmış bir öngörüdür. ben paketlediğim hiçbir kahvenin belirgin bir biçimde şiştiğini veya patladığını görmedim. aslında bunu gören kimse de yoktur. peki, neden ? 

taze kavrulmuş kahvenin ilk vakum paketlenmiş hali

çünkü 100 g kavrulmuş kahvenin deneylerde kanıtlanmış miktarda (600-1.000 ml) gaz üretebilmesi için, kahvenin havayla, yani oksijenle temasının sürmesi gerekir. bu hesaplamnın püf noktasıdır. ancak, kahveyi kapalı bir ortama alırsanız gaz salınımı 7 günde 100 g kahve başına toplam 85 ml’ye iner ( rich helmes’in deneyini ölçekleyerek yazdım). çünkü oluşan gazın % 80’ini yapan co2 gazının oluşumu oksijenin kahvedeki karbon bileşikleri (yağlar, karbonhidrat ve proteinler) ile etkileşime girmesiyle oluşur.

rich helmes'in kavrulmuş kahve çekirdeklerinde gaz salınımı ölçümünü yaptığı basit deney düzeneği.

kapalı ortamda dışardan yeni hava (yani oksijen) girişi olamayacağı için, co2 üretimi ve salınımı belirgin azalır. onun için valf imalatçılarının satış amaçlı ileri sürdüğü paketlerin patlama komplikasyonu riski sıfıra yakındır.

aynı vakumlu paketin 5 gün sonraki hali. gaz salınımı sonucu paketteki şişme korkutulduğu kadar abartılı boyutta değil!

artık değerli kahvelerinizin paketlerini patlatmadan durabilmesi için tek yönlü hava kapaklarınım gerekli olmadığını biliyoruz.

diğer iddia da bu plastik kapakların kahvenin bayatlamasını geciktirdiğidir. peki, hava valflerinin bu tür bir yarar göstermesi olası mı?

bilmeniz gereken ilk şey sizin "oksijen valfi" diye bildiğiniz kapağın oksijen gazına özgü bir kapak olamadığıdır. buna isim vermek gerekirse “tek yönlü hava kapağı” diyebiliriz. bu kapak paketin dışındaki yani atmosferimizdeki havanın (karbondioksit, oksijen, azot ) paketin içine girmesini önlediği ve paket içindeki havanın belli bir basınç değerine ulaştığında, onun paket dışına kaçışını izin veren tek yönlü çalışan bir kapaktır. böylece kahveleri degassing için uzun süre bekletmeye gerek kalmaz. bu pek anlamlı olmayan etkisine karşın, kahvenin aromatik değerini koruyacağı iddiası ise ticari bir dezenformasyondur. neden ?

bu kapaklar paket içi basınç artışı yapacak kadar gaz birikince açılır. açılan bu kapıdan gazlar kaçarken, söz konusu kapak kaçan gazlara “aromatikler dursun; yalnızca karbon monoksid, karbon dioksid ve nitrojen kaçabilir” demez. yani kapağın her açılışında diğer gazlar gibi, uçucu aromatik gazlar da dışarı kaçar. yani aromatik gaz kaçışını önleyemezler.

peki, aromatik kahve moleküllerinin oksijenle okside olmasını azaltabilir mi? eğer pakete el teması, diğer paketleri arasında sıkışma gibi paket içi basınç artışına neden olabilecek kuvvetlerin uygulanamayacağı bir sergilenme sağlanabilseydi, bu olasıydı. ama bu paketler sıkıştırıldığında, paket içi basınç artacağı için, bu tek yönlü hava boşaltma kapağı açılacak; bu sırada paket içi gazlar çıkarken, bir mikta dış ortamdaki gazlar ( dolayısıyla da oksijen) içeri girecektir. bu da sonuç olarak "kahvenin oksidatif bayatlaması" demektir.

peki, valfli paketin üreticiye de, tüketiciye de maliyeti olduğuna göre tüketici bazında valfli paket kullanmadan kahveyi oksidatif yaşlanmadan ve aromatik gaz yitiminden etkilenmesini azaltmak olası mı? olası!

ideal çözüm:

i. kahve kavrulur kavrulmaz degassing sürecini (bunun ilk 24 saati daha önemli) oksijenden yoksul ortamda, çelik ya da cam, esnemeyen degassing tanklarında geçirmeli. bu aşamada görev üreticinin sorumluluğundadır. böylece kahve abondan ve bolus degassing sürecini atlatırken, atmosferik havadaki % 21’lik oksijen (o2) ile temas etmesi de önlenecektir.

ii.a. dinlendirme bitince, son kullanıcıya yönelik, kapaksız paketlere konulup, nitrojen gazı verilerek, ortamdaki o2 gazının uzaklaşması (paket içi atmosferik gazların modifikasyonu) sağlanır ve sonra paket mühürlenir. azot gazı inert, tatsız, kokusuz bir gazdır, yani kahvenzin tadım özelliklerini değiştirmez. böylece kahvenizi paketin içinde okside edecek bir o2 kalmayacağı için kahve paketiniz aylarca içindeki kahveyi taze tutabilecektir. ama bu ek ve ciddi bir yatırım ve işletme maliyeti yükü de getirecektir ki üretici bunu elbette size yansıtmak zorunda kalacaktır.

ii.b. gaz çıkartma tanklarındaki dinledirilmesi biten kavrulmuş kahve derhal vakumla paketlenmesi de etkili bir koruma sağlar. bu durumda paket içi gaz salınımı daha yavaş hızda ve daha az miktarda sürecektir. ancak, bu kez oluşan co2 paket içinde kalmış, o2 yoğunluğunu giderek seyrelteceği için oksidasyon ve co2 emisyonu birbirini frenliyecektir. buna "paket içi koruyucu co2 atmosferik etki", denir. oksidasyonun olabilmesi için ortamdaki oksijen yoğunluğunun % 5’in üzerinde olması gerekir. o2 yoğunluğu % 3’ün altına inince oksidasyon çok çok azalır. oksijenin oksidatif etkisini minimalize etmek için ortamdaki o2 yoğunluğunun % 2-3’ün altında tutulması yeterlidir (john panaseny, the importance of coffee packaging: keeping residual oxygen level low, 2017).

ii.c. peki vakumlamadan paketlesek olur mu? 100 g’lık paketlerde kahvenin oluşturacağı gaz emisyonu 410 mililitre olacaktır. 100 g’lık poşete kahve koyduktan sonra kalan hacim ortalama 50 ml olacak kadar paketlediğimizi düşünelim. başlangıçta paket içindeki o2 yoğunluğu % 21 olsa bile, ortalama 410ml gaz salınımı sonunda o2 yoğunluğu % 1,25 dolaylarına inecektir. bu da oksijene bağlı oksidatif bayatlanmanın giderek sıfır noktasına düşeceğini gösterir.

sözün özü 1: eğer gerçek bir kahveseverseniz ve paketleme, oksidasyon, aromatik gaz uçuşu sorunları sizi yormasın istiyorsanız, kahvenizi taze kavrulmuş ve az alın. hava kapaklı ya da kapaksız, rijit (metal) ya da flexibıl (karton, plastik) ambalajda, vakumlu ya da vakumsuz ama mutlaka taze kavrulmuş alın. kavrulduktan sonra 4 haftayı geçmemiş kahveye taze kavrulmuş kabul edilir. iyi kahve bulmanızın zor oluğu bir yerde iseniz bunu 6 hafta kabul edin ve stoğunuzu buna geçmeyecek biçimde yapın.

son olarak kahvenizi öğütülmüş olarak değil, çekirdek kahve olarak alın. çünkü degassing sürecinde atılamayan co2 henüz bütünlüğü bozulmamış bitki hücrelerinin içinde ve hücre duvarlarındaki por denilen küçük gözeneklerde bir süre daha saklı kalır. işte bu iki komponente saklı co2 kahvede tazeliğin göstergesi olan krema kalınlığının ve filtre kahve demleme sürecinin ilk 30-45 saniyesinde görülen mantarsı kabarmanın (bloom) nedenidir.

öğütmenin daha ilk saatinde öğütülmüş kahve yeni kavrulmuş kahve çekirdeklerinin bir günde çıkaracağı gazın iki katı kadar gaz salınımı yapar (rich helmes, grounds vs whole bean degassing, kasım, 2011): 1. saatte 136 ml ve emisyonun son bulduğu 46 saat 30. dakikada ise 300 ml.

kavrulmuş çekirdek kahve (mavi renk) ve hemen öğütülmüş kahvede (kırmızı) zamana karşı salınan gaz miktarı.

öğütmeye başlandığı anda kahvedeki co2 salımı total gaz salınımının % 40-50’si olacak biçimde ilk birkaç dakika içinde havaya karışacaktır (radtke, r. das problem der co2…, 7. uluslararası kahvede bilimsel konferans, hamburg, almanya). bu sayıyı % 59-73 bulan da vardır (shimoni, degassing kinetics and sorption equilibrium of c02 in fresh roasted and ground coffee, j food process eng, 2000). öğütme derecesi inceldikçe co2 salınımı artar: kaba öğütmede (cold brew ve french press) % 0-14, orta öğütmede ( filtre kahve yöntemlerinin çoğunu kapsar) % 0-28 ve ince öğütmede (espresso ve türk kahvesi) % 40-65.

ancak rich helmes'in merakı deneyi daha da uzun sürdürmeye ittiğinde görmüş ki öğütülmüş kahve 9. günde bir gaz emisyonu piki daha yaparak ilave 110 ml daha gaz oluşturmaktadır.

rich helmes'in ortaya koyduğu öğütülmüş kahvedeki 2. büyük gaz emisyonu.

görüldüğü gibi öğütülmüş kahve aldığınızda en geç 2. günde değersiz (co ve n2) ve değerli (uçucu aromatik moleküller ve co2) gaz yükünün hemen hemen çoğunu yitirmiş bir kahveniz olacaktır.hele 10. günde aramotiklerini oldukça yitirmiş, keyif verici krema kalınlığı epey incelmiş, blooming yapmayan bir kahveniz olacaktır.

sözün özü 2: ilk 15-30 dakika içinde içmeyecekseniz:
i. öğütülmüş kahve değil, yeni kavrulmuş çekirdek kahve alın
ii. evinizde bir kahve değirmeni bulundurun.
iii. düzenli kahve kavuran bir kavurmacı edinin.