Kahvin paahtoprofiilin optimointi akryyliamidipitoisuuden vähentämiseksi

Abstract

Insinöörityössä tutkittiin paahtoparametrien vaikutusta vaaleapaahtoisen kahvin akryyliamidipitoisuuteen ja se tehtiin Oy Gustav Paulig Ab:n toimeksiantona. Tavoitteena oli luoda yrityksen valmiille kaupalliselle tuotteelle uusi paahtoprofiili, jossa paahdon jälkeinen akryyliamidipitoisuus kahvissa olisi nykyistä matalampi. Uudella paahtoprofiililla paahdetun kahvin tuli soveltua kahvisekoitukselle määritettyyn makuprofiiliin ja täyttää fysikaalisilta ominaisuuksiltaan laatukriteerit.

Paahtoparametrien, kuten paahdon keston ja lämpötilan, vaikutusta akryyliamidipitoisuuteen ja flavoriin tutkittiin esikokeissa. Ensimmäisessä esikokeessa paahdettiin kolmella eri paahtoprofiililla (1, 2, 3) kaikilla viisi paahtoerää ja toisessa esikokeessa kaksi paahtoerää jokaisella paahtoprofiililla (1, 3, 4). Tulosten perusteella paahtokokeeseen valittiin profiilit 1, 3 ja 4. Paahtokokeessa jokaista paahtoprofiilia paahdettiin kolme paahtoerää kuhunkin väritavoitteeseen (22,0; 21,3 ja 20,5 L*). Jokaisella profiililla paahdettiin noin 5 000 kg. Työn kaikki paahdot suoritettiin teollisuuskokoluokan paahtimella. Kaikista paahtoeristä mitattiin paahtoväri, tilavuus ja kosteus. Akryyliamidin määritystä varten näytteet lähetettiin ulkopuoliseen laboratorioon. Paahtokokeen tuloksille, paahtoajalle ja akryyliamidipitoisuudelle, tehtiin Excelin kaksisuuntainen varianssianalyysi. Tuloksien perusteella tuotantomittakaavankoeajoon referenssipaahtoprofiilin 1 kanssa valittiin paahtoprofiili 3. Kahvijauhetta pakattiin koeajossa noin 12 000 kg per profiili. Koeajon tarkoituksena oli validoida uusi paahtoprofiili. Pakatusta kahvijauheesta mitattiin väri, kosteus ja akryyliamidipitoisuus, ja yrityksen sisäinen ammattilaisraati (N=8) arvioi kahvien välisiä aistinvaraisia ominaisuuksia kolmitestissä.

Kahvin akryyliamidipitoisuus ja paahtoaika riippuivat tilastollisesti merkitsevästi (p=0,000) paahtoprofiilista ja tavoiteväristä. Profiilin 3 paahtoaika oli noin 7 % pidempi profiiliin 1 verrattuna ja akryyliamidipitoisuus noin 50–100 μg/kg matalampi. Tummimmassa tavoitevärissä (20,5 L*) akryyliamidipitoisuudet olivat matalimmat kaikissa profiileissa. Tuotannon koeajossa pakatun kahvin akryyliamidipitoisuudet olivat keskimäärin kummassakin profiilissa noin 370 μg/kg. Kolmitestissä paahtoprofiilien välillä ei havaittu tilastollisesti merkitsevää eroa kahvin flavoriin riskitason ollessa 5 %. Tutkimuksia tulee jatkaa, jotta voidaan ymmärtää kahvin tuotantoprosessin aikana muodostuvan akryyliamidin määrään vaikuttavia tekijöitä paremmin.