Káva a baristika
INTERAKTIVNÍ PRŮVODCE · ŘÍJEN 2026

Káva a baristika

Od třešně přes pražení a mletí
k espressu, mléku a vědě za chutí

Modelové dvojité espresso: z 18 g kávy proteče horká voda pod tlakem kolem 9 barů a za necelou půlminutu vznikne asi 36 g nápoje. Ukazatele dole počítají průběh – tlak po předvlhčení, teplotu vody, čas, hmotnost nápoje a extrakční výtěžnost, tedy kolik procent hmotnosti mleté kávy se rozpustilo v šálku.

čas extrakce–
tlak–
teplota vody–
nápoj · výtěžnost–
Úvodem

Jak průvodce používat

Šálek kávy je konec dlouhé cesty: plod tropického keře se musí sklidit, zpracovat a usušit, zrno upražit, namlít a nakonec vyluhovat vodou se správnou teplotou, tlakem a časem. Průvodce začíná otázkami, které si může položit každý, kdo si doma vaří kávu – čím se liší arabika od robusty, co se děje při pražení, kolik kávy dát na litr vody. Postupně vede k látce středních odborných škol (espresso, mléko, senzorika) a k vědě úvodních vysokoškolských kurzů: k chemii pražení a aromatu, k difúzi při extrakci, k chemii vody, k farmakologii kofeinu a k ekonomice a udržitelnosti kavárny.

☕

Tři patra každé kapitoly. Nahoře krátké vysvětlení a laboratoř nebo minihra, kde si model vyzkoušíte posuvníky a tlačítky. Pod ní mise za XP. Dole rozbalovací teorie pro ty, kdo chtějí jít do hloubky: definice, vzorce, řešené příklady a procvičení s úplným řešením. Teorie bývá o úroveň náročnější než úvodní text. Barevná tečka v obsahu ukazuje úroveň kapitoly. Postup se ukládá jen ve vašem prohlížeči.

Mapa průvodce

Tab. 0.1Kapitoly, úroveň a co se naučíte
KapitolaÚroveňCo se naučíte
1 Od rostliny po šálekzákladyarabika a robusta, kávový pás, sklizeň, praná, suchá a honey metoda, zelená káva
2 Praženízákladyfáze pražení, první a druhý prask, stupně pražení, ztráta hmotnosti, odplyňování a skladování
3 Mletí a extrakcezákladyhrubost mletí, poměr kávy a vody, čas a teplota, síla nápoje (TDS) a extrakční výtěžnost
4 Historie a kávová kulturazákladyEtiopie a Jemen, osmanské kavárny, Evropa, první kavárny v Brně a Praze, vídeňská a česká tradice
5 Espressostřední školadávka, výtěžek, poměr, tlak, čas, ladění mlýnku, crema, refraktometr, stavba kávovaru
6 Další metody přípravystřední školaponorné, průtokové a tlakové metody, filtr, french press, tlakový válec, moka, cold brew, džezva
7 Mléko a latte artstřední školasložení mléka, napěňování, mikropěna, teplota, nápoje s mlékem, základní obrazce, hygiena a alergeny
8 Chuť a cuppingstřední školachuť a vůně, chuťový kruh, cupping a hodnoticí formuláře SCA, trojúhelníkový test
9 Chemie kávyvysoká školasložení zrna, kyseliny, kofein, chlorogenové kyseliny, Maillardova reakce, aroma, akrylamid
10 Fyzika extrakce a vodavysoká školadifúze v částici, kinetika extrakce, Darcyho zákon, tvrdost a alkalita vody, standard SCA
11 Kofein a zdravívysoká školaúčinek na adenosinové receptory, metabolismus a poločas, doporučení EFSA, cafestol, citlivé skupiny
12 Kavárna jako provoz a udržitelnostvysoká školacena šálku, DPH, odpad a obaly, certifikace v principu, odlesňování, klimatická změna a pěstování

Co budete potřebovat

Pro úvodní texty a laboratoře stačí procenta, gramy, poměry a dosazení do vzorce. Rozbalovací teorie místy používá exponenciálu, logaritmus, chemické rovnováhy a jednoduché diferenciální rovnice; kdo je nezná, může odvození přeskočit a pracovat s výsledkem. Ke kávě se hodí kuchyňská váha s přesností na 0,1 g a teploměr.

  • Chemie vykládá kyseliny, pH a reakce obecně, Fyzika teplo, tlak a difúzi, Biologie rostlinu a buňku, Zemědělství pěstování plodin. Zde je používáme jen v míře, kterou káva potřebuje.
  • Kofein a zdraví obecně (spánek, pitný režim, výživa) vykládá průvodce Zdravý životní styl; kapitola 11 se drží kávy. Čaj a jeho kofein patří průvodci Čaj a čajová kultura, chemie vody pro vaření piva je v průvodci Pivovarnictví (kapitola 7), dezerty a čokoláda v průvodci Cukrářství a dorty, hygiena kuchyně v průvodci Vaření od základů.

Modelové předpoklady

Tab. 0.2Čísla, se kterými průvodce počítá, pokud není uvedeno jinak
VeličinaModelová hodnota
obsah kofeinu v sušině zrnaarabika 1,2 %, robusta 2,2 %
vlhkost zelené kávy · ztráta pražením11 % · 15 % (střední pražení)
voda zadržená v sedlině u filtru a ponorných metod2,0 g na 1 g kávy
filtrovaná káva · espresso60 g kávy na litr vody · 18 g kávy na 36 g nápoje
teplota vody · tlak espressa93 °C · 9 barů
obsah kofeinu v nápojíchorientační hodnoty EFSA: espresso 60 ml asi 80 mg, filtrovaná káva 200 ml asi 90 mg
pokles teploty s nadmořskou výškou6,5 °C na 1 000 m (standardní atmosféra)

Laboratoře pracují se zjednodušenými výukovými modely (bilance hmotnosti a tepla, model pražicí křivky, Darcyho zákon pro průtok espressa, difúze z kulové částice, farmakokinetika kofeinu s jedním kompartmentem). Jsou to modely pro pochopení principů, ne receptury, technologické předpisy ani zdravotní doporučení. Předpisy, data a literatura mají v příloze C zdroj a datum ověření.

Čtyři druhy rámečků

Příklad Výpočet na číslech

Řešený příklad, který si můžete přepočítat. Všechna čísla v příkladech, laboratořích a procvičení jsou spočítaná skriptem.

Za barem

Jak se věc dělá v praxi, historie a souvislosti z pěstitelských zemí, pražíren a kaváren.

Pomůcka

Pravidlo palce nebo způsob, jak si věc zapamatovat.

Pozor

Častá chyba, mýtus nebo bezpečnostní upozornění.

Bezpečně Pára, horká voda, chemie a kofein

Opaření: parní tryska a hlava kávovaru mají přes 100 °C, horká voda a mléko opaří ve zlomku sekundy. Trysku před použitím krátce odpusťte do odkapávače, nikdy ne proti ruce; páku s kávou nevytahujte během extrakce; moka konvičku po vaření neotevírejte a nechte ji vychladnout. Při opaření chlaďte postižené místo co nejdřív vlažnou tekoucí vodou (obvykle se uvádí kolem 20 minut), nesundávejte přischlý oděv a při rozsáhlém opaření, opaření obličeje nebo u dítěte volejte 155 nebo 112.

Čištění kávovaru: čisticí prostředky na zpětný proplach a odvápňovače bývají žíravé nebo dráždivé. Pracujte v rukavicích, prostředky nemíchejte (kyselý odvápňovač s chlornanem uvolňuje jedovatý chlor), dodržujte návod výrobce, důkladně proplachujte a skladujte je mimo dosah dětí. Při požití nebo zasažení očí volejte Toxikologické informační středisko 224 919 293 nebo 224 915 402 (nonstop), v ohrožení života 155; požár elektrospotřebiče hlaste na 150.

Kofein: děti, těhotné a kojící ženy jsou ke kofeinu citlivější; přehled hodnot EFSA je v kapitole 11. Čistý kofein v prášku nebo tabletách je nebezpečný – dávka odpovídající desítkám šálků se snadno odměří omylem.

Studijní materiál, nenahrazuje učebnici ani výuku, odborné školení baristů a obsluhy kávovarů, lékaře ani hygienické a právní poradenství. Údaje o kofeinu jsou informace o hodnocení EFSA, ne individuální doporučení; kdo užívá léky, je těhotná nebo má zdravotní potíže, ať se poradí s lékařem. Průvodce nejmenuje značky, výrobce, pražírny, kavárny ani komerční kurzy a nedoporučuje konkrétní výrobky. Předpisy a data mají v příloze C zdroj a datum ověření (17. 10. 2026).

Rozsahem odpovídá: kapitoly 1–4 tématům RVP ZV (Člověk a příroda – přírodopis, chemie a zeměpis: rostliny, směsi a roztoky, tropické oblasti; Člověk a společnost – dějepis; Člověk a svět práce – příprava pokrmů a nápojů); kapitoly 5–8 maturitní úrovni RVP G v chemii a biologii a odborným předmětům středních škol oborů Kuchař – číšník, Gastronomie a Hotelnictví (technologie přípravy nápojů, obsluha, senzorika); kapitoly 9–12 a rozbalovací teorie úvodním vysokoškolským kurzům chemie potravin, senzorické analýzy, potravinářského inženýrství (sdílení tepla a hmoty), výživy a farmakologie a ekonomiky gastronomických provozů.

Část IZáklady
1

Od rostliny po šálekzáklady

Kávové zrno je semeno červeného plodu – kávové třešně – tropického keře rodu Coffea. Na světě se pije hlavně arabika a robusta. Než se semeno dostane do pražírny, musí se plody sklidit, zbavit slupky, dužiny a slizu a usušit; způsob zpracování (praná, suchá, honey) přitom chuť kávy ovlivní skoro tolik jako odrůda.

🍒

Kávová třešeň je spíš malá švestka než bobule: pod tenkou slupkou je sladká dužina, pod ní lepkavý sliz a tvrdá „pecka“ – pergamen –, v níž leží obvykle dvě semena přivrácená k sobě plochou stranou. Pražírna nedostává třešně, ale jen tato vyloupaná semena: zelenou kávu. Z pěti až šesti kilogramů třešní jí zbude zhruba kilogram.

Z třešně do šálku
Kolik kávových třešní je potřeba na jeden šálek? Nastavte množství sklizených třešní, poměr třešní a zelené kávy (podle odrůdy, zralosti a zpracování), ztrátu hmotnosti při pražení a dávku kávy na šálek. Přepínač ukazuje, jak dlouho obvykle trvá zpracování a sušení.
LABORATOŘ
Model: hmotnost zelené kávy = třešně / poměr; pražená káva = zelená · (1 − ztráta). Poměr 5–6 : 1 je obvykle uváděné rozpětí, skutečnost závisí na odrůdě, zralosti, podílu vad a vlhkosti. Doby zpracování jsou orientační a liší se podle počasí a farmy.
Minihra: arabika, nebo robusta?
Ke každé vlastnosti přiřaďte druh kávovníku, kterému patří – nebo „obě“, pokud platí pro oba. Za 8 správných odpovědí z 10 získáte bonus.
MINIHRA
0 / 10
+Teorie: kávovník, kávový pás, sklizeň, zpracování a zelená káva

1.1Rod Coffea: arabika a robusta

Kávovník je stálezelený keř nebo nízký strom z čeledi mořenovitých (Rubiaceae). Rod Coffea zahrnuje přes sto druhů, ale světový obchod stojí na dvou: kávovníku arabském (Coffea arabica, arabika) a kávovníku statném (Coffea canephora, obchodně robusta). V malém se pěstují i další druhy, například C. liberica.coffee plant, Arabica, Robusta

Arabika je allotetraploid se 44 chromozomy: vznikla přirozeným křížením předků druhů C. canephora a C. eugenioides v horách jihozápadní Etiopie. Je samosprašná, a proto geneticky dost jednotvárná – to ji činí zranitelnou vůči chorobám, například rzi kávovníkové (houba Hemileia vastatrix). Robusta je diploidní (22 chromozomů), cizosprašná a pochází z nížinných lesů střední a západní Afriky. Je odolnější vůči vedru a chorobám a dává vyšší sklizně.allotetraploid, self-pollinating, coffee leaf rust

Tab. 1.1Arabika a robusta – orientační srovnání (zelená káva, % sušiny; rozpětí se mezi studiemi liší)
VlastnostArabikaRobusta
chromozomy, opylení44, samosprašná22, cizosprašná
typické polohyhory, obvykle 1 000–2 000 m v tropechnížiny a pahorkatiny, asi 0–800 m
optimální průměrná teplotaasi 18–21 °Casi 22–26 °C
kofeinasi 0,9–1,5 % (model 1,2 %)asi 1,6–2,6 % (model 2,2 %)
sacharózaasi 5–9 %asi 3–7 %
lipidyasi 15–17 %asi 7–11 %
chlorogenové kyselinyasi 4–8 %asi 7–14 %
chuť v šálkuvyšší kyselost, ovocné a květinové tóny, sladkostplnější tělo, hořkost, zemité a ořechové tóny, hustší crema
podíl na světové produkciasi 57 %asi 43 %
Pomůcka

„Robusta je robustní“: víc kofeinu i chlorogenových kyselin (obojí rostlinu chrání před hmyzem), víc vedra, víc úrody. Arabika je „horská dáma“: méně kofeinu, víc cukru a tuku, a proto jemnější a sladší chuť.

Odrůdy a kultivary

Uvnitř arabiky se rozlišují odrůdy (kultivary) – například historické linie typica a bourbon, z nich vyšlechtěné nižší odrůdy a kříženci s robustou odolní vůči rzi. Některé etiopské místní populace a vzácnější odrůdy jsou ceněné pro výrazné květinové aroma. Jméno odrůdy na obalu je užitečná informace, ale chuť stejně silně ovlivní terroir, zralost při sklizni a zpracování.variety, cultivar, landrace

1.2Kávový pás: kde káva roste

Kávovník potřebuje teplo bez mrazu, dostatek srážek (obvykle 1 500–2 500 mm ročně) s obdobím sucha, které spustí kvetení, a propustnou půdu. Pěstuje se v takzvaném kávovém pásu mezi obratníky, zhruba mezi 25° severní a 30° jižní šířky. Protože teplota s výškou klesá (asi o 6,5 °C na 1 000 m), roste arabika v tropech hlavně v horách, kde je průměrně 18–21 °C; robusta snese teplé nížiny. Ve vyšší a chladnější poloze plody zrají pomaleji, zrno bývá hutnější a kyselost výraznější.coffee belt, altitude, terroir

Světová produkce se v sezóně 2024/25 pohybovala kolem 178 milionů šedesátikilogramových pytlů (údaje Mezinárodní organizace pro kávu, ICO), tedy asi 10,7 milionu tun zelené kávy. Největším producentem je dlouhodobě Brazílie (asi třetina světa, hlavně arabika), druhý Vietnam (převážně robusta), dále Kolumbie, Indonésie a Etiopie. Většinu kávy pěstují malé rodinné farmy.International Coffee Organization (ICO)

Příklad Kolik kávy se ročně vypěstuje

178 milionů pytlů po 60 kg je \(178\cdot 10^{6}\cdot 60 = 1{,}068\cdot 10^{10}\) kg, tedy 10,68 milionu tun. Při podílu arabiky 57 % to je asi 6,09 milionu tun arabiky a 4,59 milionu tun robusty.

1.3Kvetení, plod a sklizeň

Kávovník kvete bílými vonnými květy; z nich za šest až devět měsíců (u arabiky; robusta déle) dozrají kávové třešně – peckovice, které se při zrání zbarví ze zelené do červené, u některých odrůd do žluté. Plod má několik vrstev (Obr. 1.1): slupku (exokarp), dužinu (mezokarp), lepkavý sliz (mucilago, bohatý na cukry a pektiny), tvrdý pergamen (endokarp), tenkou stříbřitou blanku a nakonec semeno – zrno. Asi u 5–10 % plodů se vyvine jen jedno kulaté semeno, takzvaný peaberry.cherry, pulp, mucilage, parchment, silver skin, peaberry

slupka (exokarp) dužina (mezokarp) sliz – mucilago pergamen (endokarp) stříbřitá blanka semeno = zelené zrno plochou stranou k sobě, s rýhou řez plodem asi 1,5 cm (schematicky)
Obr. 1.1 Kávová třešeň v řezu. Zpracováním se postupně odstraní slupka, dužina a sliz (nebo celý usušený plod), pergamen a většina stříbřité blanky; zbytky blanky se odloupnou až při pražení jako lehké „plevy“.

Sklízí se dvěma způsoby. Ruční výběrový sběr (picking) prochází keře opakovaně a trhá jen zralé plody – je pracný, ale dává nejlepší kvalitu. Stírání (stripping) strhne z větve všechny plody najednou, zralé i nezralé, ručně nebo strojem; následuje třídění, často v plovací nádrži, kde přezrálé, poškozené a nevyvinuté plody vyplavou. Nezralé plody dávají svíravou, trávovou chuť a patří k nejčastějším vadám.selective picking, strip picking, floater

Za barem

Na pěstování kávy závisí obživa milionů rodin v tropech. Sklizeň trvá několik měsíců, protože plody na jedné větvi nedozrávají zároveň. Ruční výběrový sběr je jedním z důvodů, proč stojí kilogram výběrové kávy několikanásobek komoditní kávy – a proč se v kapitole 12 vrátíme k tomu, kolik z ceny šálku dostane pěstitel.

1.4Zpracování: praná, honey a přírodní metoda

Dužina a sliz obsahují cukry a vodu, a proto se čerstvé plody za den dva začnou samovolně kvasit a plesnivět. Zpracování (Obr. 1.2) je musí rychle a kontrolovaně odstranit nebo usušit. Volba metody ovlivní chuť: mikroorganismy během kvašení a sušení tvoří kyseliny a aromatické látky a cukry ze slizu se částečně dostanou do semene.coffee processing

  • Praná (mokrá) metoda. Plody se loupacím strojem zbaví slupky a dužiny, sliz se rozloží řízeným kvašením ve vodě nebo na vzduchu (zhruba 12–48 hodin) a smyje; mechanické odslizování to zkrátí. Mokrý pergamen se suší na slunci nebo v sušárně. Výsledek: čistá, jasná chuť s výraznou kyselostí. Spotřebuje se voda a vzniká odpadní voda, která se musí čistit.washed process
  • Honey (medová, pulped natural). Po odstranění slupky a dužiny se sliz nechá na pergamenu zaschnout. Podle množství ponechaného slizu a průběhu sušení se rozlišuje žlutý, červený a černý honey. Chuť bývá sladší a plnější než u prané kávy.honey process
  • Suchá (přírodní) metoda. Celé plody se suší na slunci na terasách nebo vyvýšených sušicích lůžkách zhruba dva až čtyři týdny a pravidelně se obracejí, aby neplesnivěly. Usušený plod se pak vyloupe. Chuť bývá ovocná, sladká, s plným tělem, ale riziko vad (zatuchlost, překvašení) je vyšší.natural (dry) process
  • Další postupy. Mokré loupání (typické pro Indonésii) odstraní pergamen už při vyšší vlhkosti zrna; experimentální „anaerobní“ fermentace v uzavřených nádobách nebo s přídavkem kultur mikroorganismů hledá nové chutě.wet hulling, anaerobic fermentation
sklizeňa tříděnízralýchtřešní praná loupání: pryčslupka a dužina kvašení 12–48 h,sliz se smyje sušenípergamenu honey loupání: pryčslupka a dužina sliz zůstávána pergamenu sušeníse slizem přírodní (suchá) celé třešně se suší 2–4 týdny,obracejí se, aby neplesnivěly suchý plod10–12 % vody odstraněnípergamenu(a suché slupky)zelená káva10–12 % vody čistá, jasná chuť, výrazná kyselost sladší, plnější ovocná, sladká, plné tělo; vyšší riziko vad
Obr. 1.2 Tři hlavní metody zpracování. Cílem je vždy usušit zrno na 10–12 % vody, kdy je stabilní a může se skladovat a převážet; česká vyhláška č. 187/2023 Sb. připouští u zelené kávy nejvýše 12 % vody. Usušená káva v pergamenu obvykle několik týdnů „odpočívá“, než se vyloupe, roztřídí a zabalí do pytlů.
Příklad Kolik vody se odpaří při sušení

100 kg pergamenové kávy s 55 % vody se suší na 11 %. Sušina se nemění: \(100\cdot (1 - 0{,}55) = 45\) kg. Hmotnost po usušení \(m_1 = 45/(1 - 0{,}11) = 50{,}56\) kg, odpaří se tedy 49,44 kg vody – skoro polovina hmotnosti.

Změna hmotnosti při sušení (sušina konstantní)\[m_1 = m_0\,\frac{1 - w_0}{1 - w_1}\]

1.5Zelená káva: třídění, vady a skladování

Vyloupaná zelená káva se třídí podle velikosti na sítech (obvykle v 1/64 palce, „screen 15–18“), hustoty a barvy a zbavuje se vad: černých a kyselých zrn, zrn poškozených hmyzem (hlavně drobným kůrovcovitým broukem Hypothenemus hampei, který se zavrtává do plodů), plesnivých, nezralých a rozlomených zrn, kamínků a zbytků slupek. Počet vad v definovaném vzorku rozhoduje o obchodní třídě. Výběrová káva (specialty) má vad velmi málo a při ochutnávce dosáhne aspoň 80 bodů (kapitola 8).green coffee, screen size, defects, specialty coffee

Zelená káva se skladuje v suchu a chladu, ideálně při stálé vlhkosti; obvykle si kvalitu drží měsíce až rok, pak začne „stárnout“ (papírová, dřevitá chuť). Při vlhkosti nad zhruba 12–13 % hrozí plísně, které mohou tvořit ochratoxin A – mykotoxin, pro který EU stanovuje nejvyšší přípustná množství v pražené a rozpustné kávě.ochratoxin A, mycotoxin

Pozor

„Stoprocentní arabika“ neznamená automaticky kvalitu. Existuje velmi dobrá robusta i špatná arabika. O chuti rozhoduje hlavně čerstvost, zralost při sklizni, pečlivost zpracování, podíl vad, pražení a příprava.

1.6Procvičení

1
Kolik kávových třešní je potřeba na 1 kg pražené kávy, je-li poměr třešní a zelené kávy 5,5 : 1 a ztráta při pražení 15 %?
Na 1 kg pražené je potřeba \(1/(1 - 0{,}15) = 1{,}176\) kg zelené kávy a na tu \(1{,}176\cdot 5{,}5 = \mathbf{6{,}47}\) kg třešní.
2
Farmář sklidil 10 kg třešní. Kolik šálků filtrované kávy po 15 g z nich bude (poměr 5,5 : 1, ztráta pražením 15 %)?
Zelená káva \(10/5{,}5 = 1{,}818\) kg, pražená \(1{,}818\cdot 0{,}85 = 1{,}545\) kg, šálků \(1\,545/15 = \mathbf{103}\). Na jeden šálek tedy připadá asi 97 g třešní.
3
50 kg usušených celých plodů má 60 % vody a má se dosušit na 12 %. Kolik budou vážit?
Sušina \(50\cdot 0{,}4 = 20\) kg; po usušení \(20/0{,}88 = \mathbf{22{,}73}\) kg. Odpaří se 27,27 kg vody.
4
Kolik miligramů kofeinu obsahuje 15 g mleté kávy z a) arabiky s 1,2 % kofeinu, b) robusty s 2,2 %, c) směsi 70 % arabiky a 30 % robusty? (Počítejte s celou hmotností, nikoli sušinou.)
a) \(15\,000\cdot 0{,}012 = \mathbf{180}\) mg, b) \(15\,000\cdot 0{,}022 = \mathbf{330}\) mg, c) směs má \(0{,}7\cdot 1{,}2 + 0{,}3\cdot 2{,}2 = 1{,}5\) % kofeinu, tedy 225 mg. Do šálku přejde většina, ne všechno (kapitola 11).
5
Proč je praná káva obvykle „čistší“ a kyselejší a přírodní káva ovocnější a sladší?
U prané kávy se dužina i sliz odstraní brzy a kvašení je krátké a řízené, takže do zrna přejde méně cukrů a produktů mikroorganismů a vynikne kyselost zrna samotného. U přírodní kávy schne zrno týdny v celém plodu: cukry a produkty kvašení dužiny (ovocné estery, kyseliny) se částečně dostanou do semene, chuť je sladší, ovocnější a plnější, ale při špatném sušení hrozí překvašení a zatuchlost.
Co si odnést
  • Kávové zrno je semeno kávové třešně; obchod stojí na arabice (horská, jemnější, asi 1,2 % kofeinu) a robustě (nížinná, odolnější, asi 2,2 % kofeinu).
  • Káva roste v kávovém pásu mezi obratníky; arabika v tropech hlavně v horách, protože teplota klesá asi o 6,5 °C na 1 000 m.
  • Zpracování praná, honey a přírodní se liší tím, kdy a jak se odstraní dužina a sliz; ovlivní chuť skoro jako odrůda.
  • Zelená káva se suší na 10–12 % vody; z 5–6 kg třešní vznikne asi kilogram zelené kávy.
Část IZáklady
2

Praženízáklady

Zelená káva nevoní kávou, chutná trávově a je tvrdá jako kámen. Teprve pražení – asi deset až patnáct minut v horkém bubnu nebo proudu vzduchu – z ní udělá křehké hnědé zrno s více než osmi sty aromatickými látkami. Pražič řídí, jak rychle zrno prohřeje, kdy nastane první prask a jak dlouho po něm pražení ještě pokračuje.

🔥

Pražení kávy připomíná pečení chleba nebo karamelizaci cibule: s teplotou hnědne povrch, cukry a bílkoviny reagují na stovky vonných látek a voda se odpaří. Rozdíl je v tom, že se zrno musí propéct rovnoměrně až do středu – a když se přežene, sladké tóny zmizí a zůstane hořkost a kouř, podobně jako u připálené kůrky.

Pražicí křivka
Model malého bubnového pražiče. Nastavte výkon hořáku, teplotu bubnu při vsypu zelené kávy a teplotu zrna, při které pražení ukončíte (vysypete zrno do chladicího síta). Křivka ukazuje teplotu na sondě v kávě: po vsypu nejdřív klesne (bod obratu), pak roste přes fázi sušení, žloutnutí a první prask.
LABORATOŘ
Model: ohřev zrna od vzduchu v bubnu (Newtonův zákon ochlazování) se zpožděním sondy, chlazení odpařováním vody (zelená káva 11 % vody, výparné teplo 2 257 kJ/kg), organická ztráta sušiny rostoucí s teplotou. První prask počítáme při 196 °C, druhý při 224 °C na sondě; skutečné teploty závisí na zrnu, stroji a umístění sondy. Výukový model, ne pražicí profil.
Minihra: stupeň pražení
Podle barvy zrna, vzhledu povrchu, průběhu pražení a chuti odhadněte stupeň pražení. Šest kol; za 5 správných odpovědí získáte bonus.
MINIHRA
0 / 6
+Teorie: fáze pražení, stupně pražení, ztráta hmotnosti, odplyňování a skladování

2.1Co se děje v zrnu

Pražení je řízený ohřev zrna zhruba na 190–240 °C. Pražič sleduje teplotu zrna sondou v kávě (BT, bean temperature) a její rychlost nárůstu (RoR, °C za minutu). Pražicí křivku (Obr. 2.1) obvykle dělíme do tří fází:roasting, bean temperature, rate of rise (RoR)

  1. Sušení (zhruba do 150–160 °C). Zrno se prohřívá a odpařuje většinu ze svých asi 11 % vody. Po vsypu do horkého bubnu teplota na sondě nejprve klesne – sonda se ochladí studeným zrnem – a v bodě obratu (turning point) začne zase stoupat. Zrno zůstává zelené až žlutavé a voní po seně.drying phase, turning point
  2. Žloutnutí a Maillardova fáze (asi 150 °C až první prask). Zrno žloutne a hnědne, voní po pečivu a karamelu. Redukující cukry reagují s aminokyselinami (Maillardova reakce), sacharóza se rozkládá a karamelizuje, chlorogenové kyseliny se štěpí. Uvnitř zrna roste tlak páry a CO₂.Maillard reaction, caramelization
  3. Vývoj (od prvního prasku do konce). Při teplotě zrna kolem 196 °C (orientačně 190–205 °C) zrno slyšitelně praskne jako popcorn – tlak plynů roztrhne buněčné stěny, zrno nabobtná a uvolní stříbřitou blanku. Čas od prvního prasku do konce je doba vývoje; poměr doby vývoje k celkové době (DTR) bývá u filtrových pražení zhruba 15–25 %. Kolem 224 °C (asi 220–230 °C) přichází tišší, praskavý druhý prask: praská už samotná buněčná hmota, na povrch vystupuje olej.first crack, development time, DTR, second crack
sušeníMaillardova fázevývoj 050100150200250 024681012 čas od vsypu (min)teplota zrna na sondě (°C) bod obratu žloutnutí ~155 °C 1. prask ~196 °C 2. prask ~224 °C
Obr. 2.1 Modelová pražicí křivka (stejný model jako v laboratoři: výkon 70 %, vsyp při 200 °C, konec při 226 °C). Teplota na sondě po vsypu klesne, v bodě obratu se otočí a pak roste stále pomaleji. Podíl fází se mezi pražiči liší; typicky trvá sušení asi 40–50 %, Maillardova fáze 30–40 % a vývoj 15–25 % celé doby.
Příklad Doba vývoje a rychlost nárůstu

Pražení trvalo 10:30 min a první prask nastal v 8:45. Doba vývoje je 1:45 min (105 s) a \(DTR = 1{,}75/10{,}5 = \mathbf{16{,}7}\) %. Pokud teplota zrna vzrostla ze 170 na 196 °C za 2,5 min, byla průměrná rychlost nárůstu \(26/2{,}5 = 10{,}4\) °C/min.

Poměr doby vývoje a rychlost nárůstu teploty\[DTR = \frac{t_{konec} - t_{1.\,prask}}{t_{konec}},\qquad RoR = \frac{\Delta T}{\Delta t}\]

2.2Stupně pražení

Stupeň pražení se posuzuje podle barvy zrna a mleté kávy (v provozech přístrojem, který měří odraz světla), podle povrchu, chuti a podle toho, kdy vzhledem k praskům pražení skončilo. Názvy stupňů nejsou normované, Tab. 2.1 ukazuje obvyklé dělení.roast degree, light, medium, dark roast

Tab. 2.1Stupně pražení (orientační, teplota zrna podle sondy se mezi stroji liší)
StupeňKonec praženíVzhledChuťZtráta hmotnosti
světlékrátce po 1. prasku, asi 200–210 °Cskořicově až světle hnědé, matnévýrazná kyselost, ovoce, květy, čajové těloasi 11–14 %
střednímezi prasky, asi 210–222 °Cstředně až čokoládově hnědé, matnérovnováha kyselosti a sladkosti, karamel, čokoláda, ořechyasi 14–16 %
středně tmavéna začátku 2. prasku, asi 222–230 °Ctmavě hnědé, ojedinělé kapky olejeplné tělo, hořká čokoláda, kořeněnost, méně kyselostiasi 16–18 %
tmavéve 2. prasku a po něm, nad 230 °Ctmavě hnědé až černé, lesklé olejempražené, kouřové a hořké tóny, původ zrna ustupujenad 18 %
Pozor

Tmavé pražení neznamená „silnější“ kávu ani víc kofeinu. Kofein se při pražení téměř nerozkládá; tmavé zrno je jen lehčí a objemnější, takže v jedné odměrce je ho hmotnostně o něco méně. Hořkost tmavé kávy pochází z produktů rozkladu chlorogenových kyselin a z pražených látek, ne z kofeinu (kapitola 9).

Pražicí stroje

Nejčastější je bubnový pražič: otáčivý buben ohřívaný hořákem nebo elektricky, kterým proudí horký vzduch; teplo přechází do zrna vedením od stěn a hlavně prouděním. Horkovzdušné (fluidní) pražiče vznášejí zrno v proudu horkého vzduchu – praží rychleji a rovnoměrněji. Po konci pražení se zrno vysype do chladicího síta a chladí vzduchem; velké pražírny někdy přidají jemný vodní poprašek. Doma se dá pražit na pánvi, v troubě nebo v malé pražičce, ale rovnoměrnost je horší.drum roaster, fluid-bed roaster, cooling tray

Za barem

Pražírny pro filtrovanou kávu obvykle praží světleji, aby vynikla kyselost a ovocnost zrna; pro espresso, zvlášť s mlékem, se praží spíš středně až středně tmavě, protože kratší extrakce a mléko lépe snesou plnější tělo a nižší kyselost. Pražič si každé pražení zapisuje (křivku, časy, váhu) a kávu ochutnává, aby profil mohl opakovat.

2.3Ztráta hmotnosti

Pražením zrno ztratí obvykle 12–20 % hmotnosti. Větší část je odpařená voda (ze zhruba 11 % zůstane asi 1–3 %), menší organická ztráta: sušina, která se rozloží na plyny (CO₂, vodní páru z reakcí, těkavé látky) a kouř. S tmavším pražením roste hlavně organická ztráta. Objem zrna se přitom zvětší zhruba o polovinu až na dvojnásobek a zrno zkřehne.roast loss, organic loss

Ztráta pražením (počítá se z hmotnosti zelené kávy)\[z = \frac{m_{zelená} - m_{pražená}}{m_{zelená}}\]
Příklad Bilance pražení 1 kg zelené kávy

1 000 g zelené kávy s 11 % vody (110 g vody) se upraží se ztrátou 15 % na 850 g. Pražená káva obsahuje 2 % vody, tedy 17 g. Odpařilo se \(110 - 17 = 93\) g vody; zbytek ztráty, \(150 - 93 = \mathbf{57}\) g, je organická ztráta – 5,7 % hmotnosti zelené kávy a 6,4 % její sušiny (57/890).

Pomůcka

Na kilogram pražené kávy je při ztrátě 15 % potřeba \(1/0{,}85 = 1{,}18\) kg zelené. Stojí-li zelená káva 250 Kč/kg, je cena suroviny v kilogramu pražené kávy 294 Kč – ještě bez práce, energie a obalu.

2.4Odplyňování, balení a čerstvost

Čerstvě upražená káva obsahuje rozpuštěný a v pórech uvězněný oxid uhličitý, řádově jednotky miligramů na gram; tmavší pražení víc. Zrno ho uvolňuje dny až týdny (odplyňování); mletím se uvolní rychleji. Proto se káva balí do sáčků s jednocestným ventilkem, který CO₂ pustí ven, ale vzduch dovnitř ne. Čerstvá káva při přípravě „bublá“ (kapitola 6, předvlhčení), což může extrakci zpočátku brzdit; proto se nechává několik dní odpočinout – pro filtr obvykle kratší dobu, pro espresso často déle.degassing, one-way valve, resting

Příklad Kolik plynu uvolní balení kávy

Obsahuje-li čerstvá káva modelově 6 mg CO₂ na gram, je v 250 g balení \(250\cdot 6 = 1\,500\) mg = 1,5 g CO₂. To je \(1{,}5/44{,}01 = 0{,}034\) mol, při 20 °C a normálním tlaku asi 0,82 l plynu – víc než trojnásobek objemu kávy. Bez ventilku by se sáček nafoukl.

Největší nepřítel pražené kávy je kyslík: oxiduje lipidy a aromatické látky, chuť se zplošťuje a objeví se tóny starého oleje a papíru. Dalšími jsou teplo, vlhkost a světlo. Zrnková káva si v uzavřeném obalu drží nejlepší chuť obvykle několik týdnů, mletá jen hodiny až dny – proto se mele těsně před přípravou. Kávu skladujte v neprůsvitné, dobře uzavřené nádobě v chladu; zmrazit se dá v malých dávkách v těsném obalu, ale opakované rozmrazování vede ke kondenzaci vody.staling, oxidation

Bezpečně Pražení doma a v provozu

Při pražení vzniká hodně kouře a dráždivých plynů, mimo jiné oxid uhelnatý: pražte jen s dobrým odvětráním a nikdy ne v uzavřené místnosti. Stříbřité plevy jsou hořlavé – pravidelně čistěte sběrač plev a komín pražiče, nenechávejte pražič bez dozoru a mějte po ruce hasicí přístroj nebo hasicí deku (požár hlaste na 150). Pražené zrno má přes 200 °C; vysypává se do chladicího síta, ne do plastové misky. Čerstvě pražená zrnková káva ve velkém množství v uzavřeném prostoru (silo, sklad) uvolňuje CO₂ i oxid uhelnatý – prostor před vstupem odvětrejte.

2.5Procvičení

1
Pražič vložil 1,2 kg zelené kávy a vysypal 1,008 kg. Jaká byla ztráta pražením a jak tmavé pražení to nejspíš bylo?
\(z = (1{,}2 - 1{,}008)/1{,}2 = 0{,}16\), tedy 16 % – střední až středně tmavé pražení (Tab. 2.1). Přesný stupeň je ale potřeba ověřit barvou a chutí, ztráta závisí i na vlhkosti zelené kávy.
2
Pražení trvalo 12:10 min, první prask nastal v 9:40. Spočítejte dobu vývoje a DTR.
Doba vývoje 2:30 min = 150 s; \(DTR = 2{,}5/12{,}167 = \mathbf{20{,}5}\) %, tedy v obvyklém rozpětí 15–25 %.
3
Kolik zelené kávy potřebujete na 1 kg pražené při ztrátě a) 12 %, b) 20 %?
a) \(1/0{,}88 = \mathbf{1{,}136}\) kg, b) \(1/0{,}80 = \mathbf{1{,}25}\) kg. Tmavé pražení je tedy i dražší na surovinu.
4
Čerstvá tmavě pražená káva obsahuje modelově 10 mg CO₂ na gram. Jaký objem plynu může uvolnit balení 250 g (20 °C, 101 kPa, molární objem 24,04 l/mol)?
\(m = 250\cdot 10 = 2\,500\) mg = 2,5 g; \(n = 2{,}5/44{,}01 = 0{,}0568\) mol; \(V = 0{,}0568\cdot 24{,}04 = \mathbf{1{,}37}\) l.
5
Proč teplota na sondě po vsypu kávy nejdřív klesá, když se zrno přece zahřívá?
Sonda měří teplotu ve vrstvě zrna. Před vsypem ji ohřívá horký buben (třeba 200 °C); po vsypu ji obklopí zrno o pokojové teplotě, které od ní teplo odebírá rychleji, než se samo ohřeje. Teplota sondy klesá, dokud se nevyrovná s rychle se ohřívajícím zrnem – to je bod obratu (v modelu asi po minutě kolem 70 °C). Od té chvíle sonda sleduje ohřev zrna.
Co si odnést
  • Pražení má tři fáze: sušení, Maillardovu fázi a vývoj po prvním prasku (asi 196 °C); druhý prask (asi 224 °C) znamená tmavé pražení.
  • Stupeň pražení určuje chuť: světlé vynese kyselost a ovoce, tmavé hořkost a pražené tóny; kofeinu má káva v obou případech skoro stejně.
  • Ztráta pražením 12–20 % je hlavně odpařená voda, se stupněm pražení roste organická ztráta.
  • Pražená káva uvolňuje CO₂, potřebuje odpočinek a ochranu před kyslíkem; mele se těsně před přípravou.
Část IZáklady
3

Mletí a extrakcezáklady

Káva v šálku je roztok: horká voda z mleté kávy vyluhuje kyseliny, cukry, kofein, oleje a stovky aromatických látek – asi pětinu hmotnosti prášku. O chuti rozhodují dvě čísla. Jak silný je nápoj (kolik rozpuštěných látek je ve vodě) určuje hlavně poměr kávy a vody. Jak moc se káva vyluhovala (extrakční výtěžnost) řídí hrubost mletí, čas a teplota.

🧂

Mletá káva se rozpouští podobně jako cukr v čaji: kostka se rozpouští pomalu, krystal rychleji a moučka skoro hned. Jemně namletá káva má mnohem větší povrch, takže se z ní za krátkou dobu vyluhuje hodně; hrubě namletá potřebuje víc času. Proto se pro espresso, které trvá půl minuty, mele jemně jako mouka a pro french press, který louhuje čtyři minuty, hrubě jako mořská sůl.

Poměr kávy a vody
Nastavte dávku kávy a množství vody (filtr, french press a podobné metody) a extrakční výtěžnost, tedy kolik procent hmotnosti kávy se rozpustí – v praxi ji určí mletí, čas a teplota. Graf je zjednodušená „mapa vaření“: vodorovně výtěžnost, svisle síla nápoje (TDS). Zelený obdélník je rozsah, který doporučuje SCA.
LABORATOŘ
Model: nápoj = voda − 2,0 · dávka (sedlina zadrží asi 2 g vody na gram kávy); TDS = výtěžnost · dávka / nápoj. Přímky v grafu odpovídají stálému poměru kávy a vody. Doporučené rozpětí SCA: výtěžnost 18–22 %, TDS 1,15–1,35 %. Tlačítka nastaví dávku podle zvoleného poměru k aktuálnímu množství vody.
Minihra: pod-, nebo přeextrahovaná?
Podle chuti nebo průběhu přípravy odhadněte, jestli se káva vyluhovala málo (podextrahovaná), nebo příliš (přeextrahovaná). Za 7 správných odpovědí z 9 získáte bonus.
MINIHRA
0 / 9
+Teorie: mletí, čtyři páky extrakce, TDS a výtěžnost, poměr a teplota

3.1Proč a jak mlít

Rozpustné látky musí z buněk zrna difundovat do vody; rychlost závisí hlavně na povrchu, přes který mohou vystupovat, a na vzdálenosti, kterou musí urazit ze středu částice. Pro kulové částice o průměru \(d\) a hustotě \(\rho\) je měrný povrch \(A/m = 6/(\rho\, d)\): poloviční průměr znamená dvojnásobný povrch na gram a čtvrtinovou difuzní dráhu na druhou (kapitola 10).grind size, specific surface area

Měrný povrch kulových částic\[\frac{A}{m} = \frac{\pi d^{2}}{\rho\,\pi d^{3}/6} = \frac{6}{\rho\, d}\]

Mlýnek nikdy nedá částice jedné velikosti. Vzniká distribuce velikostí částic se dvěma vrcholy: hlavní frakce („balvany“) a jemné podíly (fines, částice pod asi 100 µm z rozdrcených buněčných stěn). Jemné podíly se vyluhují rychle a zpomalují průtok, příliš velké částice zůstanou nedoluhované. Kotoučový nebo kuželový mlýnek (dvě ozubené mlecí plochy) dává mnohem rovnoměrnější mletí než nožový mlýnek, který zrno jen seká – výsledek závisí na době mletí a směs obsahuje prach i hrubé kusy.particle size distribution, fines, burr grinder, blade grinder

1002003005001 0002 000 typická velikost částic (µm, logaritmická osa) džezva („turecká“ příprava) – jemně jako mouka espresso moka konvička filtr, tlakový válec french press, cupping cold brew
Obr. 3.1 Orientační hrubost mletí. Čím kratší kontakt kávy s vodou, tím jemnější mletí. Údaje jsou přibližné: číselné stupnice mlýnků nejsou mezi sebou srovnatelné a mlýnek se ladí podle chuti a průtoku, ne podle čísla. Cupping podle SCA vyžaduje, aby 70–75 % mleté kávy prošlo sítem s oky 850 µm.
Pozor

Mletá káva ztrácí aroma během minut až hodin, protože obrovský povrch rychle oxiduje a těkavé látky unikají. Mlýnek se vyplatí víc než drahý kávovar: čerstvě namletá káva z dobrého mlýnku chutná lépe než mletá „do zásoby“.

3.2Čtyři páky extrakce

Extrakce je převod rozpustných látek z pevné kávy do vody. Barista ji řídí čtyřmi pákami:extraction

  1. Mletí – jemnější mletí = větší povrch a kratší dráha = rychlejší a vyšší extrakce; u průtokových metod navíc pomalejší průtok, a tedy delší kontakt.
  2. Čas kontaktu – delší kontakt = vyšší extrakce, ale přibývají pomaleji se rozpouštějící hořké a svíravé látky.
  3. Teplota vody – teplejší voda rozpouští rychleji a víc. SCA doporučuje vodu kolem 93 °C (obvykle uváděné rozpětí 90–96 °C).
  4. Poměr kávy a vody – víc vody na stejnou kávu nápoj zředí, ale extrakci mírně zvýší, protože roztok je méně nasycený.

Dále hrají roli míchání (turbulence urychlí výměnu roztoku u povrchu), složení vody (kapitola 10), stupeň pražení (tmavší zrno je pórovitější a extrahuje se snáz) a čerstvost (CO₂ z čerstvé kávy vodu zpočátku odpuzuje).

podextrahovanávyváženápřeextrahovaná kyseliny, soli, ovocné aroma cukry, sladké látky hořké a svíravé látky postup extrakce (čas, jemnost mletí, teplota) → množství v nápoji
Obr. 3.2 Zjednodušené pořadí extrakce. Nejrychleji přecházejí do vody kyseliny a minerální soli, pak cukry a produkty Maillardových reakcí, nejpomaleji větší molekuly s hořkou a svíravou chutí. Podextrahovaná káva je proto kyselá a slaná bez sladkosti, přeextrahovaná hořká a vysušující. Křivky jsou kvalitativní.

3.3Síla nápoje a extrakční výtěžnost

Síla nápoje se vyjadřuje jako TDS (total dissolved solids) – hmotnostní podíl rozpuštěných látek v nápoji. Měří se refraktometrem: rozpuštěné látky zvyšují index lomu. Filtrovaná káva má obvykle 1,1–1,5 % TDS, espresso 8–12 %. Extrakční výtěžnost (EY, extraction yield) udává, kolik procent hmotnosti suché mleté kávy přešlo do nápoje.total dissolved solids (TDS), extraction yield (EY), refractometer

Extrakční výtěžnost a síla nápoje\[EY = \frac{TDS\cdot m_{nápoje}}{m_{kávy}},\qquad m_{nápoje} \approx m_{vody} - R\cdot m_{kávy}\ \ (R \approx 2\ \text{g/g})\]

Ze zrna lze vodou vyluhovat nanejvýš asi 28–30 % hmotnosti; zbytek je nerozpustná buněčná hmota (celulóza a další polysacharidy). Chutná káva ale nevzniká při maximální extrakci: SCA (dříve SCAA) na základě senzorických studií doporučuje pro filtrovanou kávu výtěžnost 18–22 % a sílu 1,15–1,35 % TDS, čemuž odpovídá dávka kolem 55 g kávy na litr vody (±10 %). Grafické znázornění se nazývá mapa vaření (brewing control chart) a ukazuje laboratoř výše.Golden Cup, brewing control chart

Příklad 28 g kávy na 500 g vody

Poměr \(500/28 = 17{,}9\), tedy 1 : 17,9 (56 g/l). Sedlina zadrží \(2\cdot 28 = 56\) g vody, nápoje bude asi 444 g. Při výtěžnosti 20 % se rozpustí \(0{,}20\cdot 28 = 5{,}6\) g látek, \(TDS = 5{,}6/444 = \mathbf{1{,}26}\) % – uprostřed doporučeného rozpětí. Kdyby refraktometr ukázal 1,30 %, byla by výtěžnost \(0{,}013\cdot 444/28 = 20{,}6\) %.

Pomůcka

Sílu nápoje měníte hlavně poměrem (víc kávy = silnější), chuť z hlediska pod- a přeextrakce hlavně mletím (jemněji = víc extrakce). Měňte vždy jen jednu páku a zapisujte si dávku, vodu a čas – nejlépe na váze v gramech, ne odměrkami.

3.4Poměr kávy a vody v praxi

Tab. 3.1Obvyklé poměry kávy a vody (orientační, ne normované; espresso počítá hmotnost nápoje, ostatní metody hmotnost vody)
MetodaPoměrKávy na 1 l vodyČas kontaktu
espresso1 : 2 (1 : 1,5–1 : 3)–25–35 s
džezva („turecká“ káva)asi 1 : 10asi 100 g2–3 min ohřevu
moka konvičkaasi 1 : 7–1 : 10100–140 g3–5 min
filtr (dripper, překapávač)1 : 15–1 : 1855–65 g2,5–5 min
french press1 : 14–1 : 1660–70 g4–8 min
cold brew (koncentrát)1 : 5–1 : 8, pak ředit125–200 g12–24 h v lednici
Za barem

Baristé uvádějí recepty jako „15 g na 250 g vody, 3 minuty“ a váží i vodu: 1 ml vody váží zhruba 1 g, takže stačí váha. Odměrka „lžička“ dá podle stupně pražení a mletí 5 až 10 g kávy, a proto je pro opakovatelnou chuť nepoužitelná.

3.5Procvičení

1
Kolik kávy potřebujete na 1,2 l filtrované kávy při 60 g/l? Jaký je to poměr?
\(1{,}2\cdot 60 = \mathbf{72}\) g kávy; poměr \(1\,000/60 = 16{,}7\), tedy 1 : 16,7.
2
Jaké rozpětí dávek odpovídá doporučení SCA 55 g/l ± 10 % a jaké poměry to jsou?
\(55\cdot 0{,}9 = 49{,}5\) g/l až \(55\cdot 1{,}1 = 60{,}5\) g/l, tedy poměr přibližně 1 : 20,2 až 1 : 16,5 (střed 1 : 18,2).
3
Z 28 g kávy a 500 g vody vzniklo 444 g nápoje s TDS 1,10 %. Jaká je výtěžnost a co upravíte?
\(EY = 0{,}011\cdot 444/28 = \mathbf{17{,}4}\) % – pod doporučeným rozpětím. Káva je spíš podextrahovaná: namelte jemněji, prodlužte kontakt nebo zvyšte teplotu vody. Poměr měnit nemusíte.
4
Chcete nápoj s TDS 1,25 % a výtěžností 20 % z 20 g kávy. Kolik nápoje vznikne a kolik vody na to potřebujete?
Rozpuštěné látky \(0{,}2\cdot 20 = 4\) g; nápoj \(4/0{,}0125 = \mathbf{320}\) g; vody \(320 + 2\cdot 20 = \mathbf{360}\) g (poměr 1 : 18).
5
Kolikrát se zvětší měrný povrch kávy, když ji namelete z průměru částic 800 µm na 400 µm? Jak se změní charakteristická doba difúze?
\(A/m \propto 1/d\), tedy dvakrát. Doba difúze roste s druhou mocninou velikosti (\(t \propto r^{2}/D\)), takže se zkrátí čtyřikrát. Proto mletí tak silně mění chuť.
Co si odnést
  • Sílu nápoje (TDS) určuje hlavně poměr kávy a vody, extrakční výtěžnost hlavně mletí, čas a teplota.
  • SCA doporučuje pro filtrovanou kávu výtěžnost 18–22 %, TDS 1,15–1,35 % a asi 55 g kávy na litr; vodu kolem 93 °C.
  • Podextrahovaná káva je kyselá a prázdná, přeextrahovaná hořká a svíravá; měňte jednu páku po druhé.
  • Mlít těsně před přípravou a vážit v gramech – to jsou dva nejlevnější kroky k lepší kávě.
Část IZáklady
4

Historie a kávová kulturazáklady

Káva se z etiopských hor dostala do Jemenu, odtud s poutníky a obchodníky do Mekky, Káhiry a Istanbulu a v 17. století do Evropy. S ní přišla instituce, která změnila společenský život měst – kavárna. V českých zemích se první kavárny objevily na začátku 18. století a vídeňský typ kavárny s novinami, kulečníkem a hodinami strávenými nad jedním šálkem tu zdomácněl na dvě století.

📜

Slovo káva prošlo stejnou cestou jako nápoj: arabské qahwa se v turečtině změnilo na kahve, v italštině na caffè, ve francouzštině na café a v češtině na káva. „Moka“ zase připomíná jemenský přístav Mocha, odkud se káva po staletí vyvážela. V názvech nápojů tak dodnes čtete mapu dávných obchodních cest.

Časová osa kávy
Klepněte na kartu a přečtete si, co se tehdy stalo. Osa nahoře ukazuje pořadí událostí, vybraná je zvýrazněná.
LABORATOŘ
Minihra: seřaďte události
Klepejte na pět událostí od nejstarší po nejnovější. Za správné pořadí získáte bonus; tlačítko „Nová sada“ vybere jiné události.
MINIHRA
0 / 5
+Teorie: od Etiopie do Evropy, plantáže, české kavárny a kávové vlny

4.1Etiopie a Jemen

Divoký kávovník arabský roste v horských lesích jihozápadní Etiopie, kde se dodnes sbírají plody z polodivokých porostů. Kdy lidé začali kávu využívat, nevíme; plody se možná nejdřív jedly nebo se z listů a slupek připravoval odvar. Nejznámější příběh o objevení kávy – o pasáčkovi koz, kterému se kozy po plodech kávovníku nemohly uklidnit, v pozdějších převyprávěních nazývaném Kaldi – je legenda; v Evropě ji v tisku zveřejnil roku 1671 učenec Antoine Faustus Nairon.origin of coffee, legend of Kaldi

Nejstarší věrohodné doklady o pití kávy pocházejí z poloviny 15. století z Jemenu, ze súfijských společenství, kde nápoj pomáhal bdít při nočních modlitbách. Jemen kávovník pěstoval na horských terasách a po dvě století byl hlavním světovým zdrojem kávy; zrno se vyváželo přes přístav Mocha.Sufi, Mocha, qahwa

4.2Kavárny osmanské říše a cesta do Evropy

Z Jemenu se káva rozšířila do Mekky, Káhiry a celé osmanské říše. Kavárny vyvolávaly spory: roku 1511 je v Mekce dal místodržitel zakázat jako místa nepatřičných debat, zákaz ale brzy padl. Kolem roku 1554 vznikly první kavárny v Istanbulu – místa rozhovorů, her, vyprávění a zpráv.coffeehouse, Ottoman Empire

Do Evropy kávu přivezli v 17. století benátští, nizozemští, angličtí a francouzští obchodníci. Roku 1650 se otevřela první kavárna v Anglii (Oxford), o dva roky později v Londýně; londýnské kavárny se staly místy obchodu, pojišťování, zpráv a vědeckých debat a přezdívalo se jim „univerzity za penny“. Ve Vídni získal 17. ledna 1685 privilegium k prodeji kávy Johannes Diodato, Arménec ve službách císařského dvora. Oblíbený příběh, že vídeňskou kavárnu založil Jiří František Kolschitzky z pytlů kávy, které po obléhání roku 1683 zanechala turecká armáda, je spíš pozdější legenda.London coffeehouses, penny universities

Etiopie (pravlast arabiky) Jemen, Mocha15. st. Mekka 1511 Káhira Istanbul kolem 1554 Benátky 17. st. Vídeň 1685 Brno 1702 · Praha 1714 Oxford 1650, Londýn 1652 Amsterdam Indie Jáva 1699 Karibik 18. st. Brazílie 1727 Šíření kávy (schematicky, ne v měřítku) nápoj a kavárny pěstování v koloniích
Obr. 4.1 Zjednodušená mapa šíření kávy. Nápoj a kavárny se šířily z Jemenu přes osmanskou říši do Evropy (oranžově), pěstování kávovníku z Jemenu do Indie a na Jávu a z evropských botanických zahrad do Karibiku a Jižní Ameriky (modře). Letopočty jsou ty, které uvádí text; u Brna a Prahy jde o tradiční údaje.

4.3Plantáže a světový obchod

Monopol Jemenu prolomila koncem 17. století Nizozemská Východoindická společnost, která začala kávu pěstovat na Jávě. Z nizozemských a francouzských botanických zahrad se kávovník dostal do Karibiku a roku 1727 do Brazílie, která se v 19. století stala největším producentem světa. Rozmach plantáží v Karibiku a Brazílii stál na otrocké práci zotročených Afričanů; v Brazílii bylo otroctví zrušeno až roku 1888. V Asii se pěstovalo s nucenou prací místních obyvatel. Tyto souvislosti patří k dějinám kávy stejně jako kavárny.plantation economy, slavery, colonialism

Ve 2. polovině 19. století zničila rez kávovníková plantáže na Cejlonu (Srí Lanka) a v dalších částech Asie; Cejlon proto přešel na pěstování čaje (o tom podrobně průvodce Čaj a čajová kultura). Hledání odolnějších rostlin vedlo k rozšíření robusty, která se dnes pěstuje hlavně ve Vietnamu, Brazílii, Indonésii a Africe.coffee leaf rust

4.4Kavárny v českých zemích

Podle brněnské tradice otevřel první kavárnu v českých zemích roku 1702 v Brně Turek jménem Achmet. Za první pražskou kavárnu se obvykle považuje podnik obchodníka arménského původu z Damašku, známého jako Deodatus Damajan (Georgius Deodatus): kávu prodával nejdřív na ulicích Malé Strany a kolem roku 1714 otevřel kavárnu v domě U Tří pštrosů; později provozoval kávu i v domě U Zlatého hada v Karlově ulici. Prameny se ve jménech i letopočtech (uvádí se 1708 až 1714) rozcházejí.first coffeehouse in Prague

V 18. a 19. století se v českých městech ujal vídeňský typ kavárny: noviny a časopisy na dřevěných držácích, kulečník, karty, šachy, sklenice vody ke kávě a možnost sedět hodiny. Kavárna byla „druhým obývákem“ – místem, kde se četly zprávy, psaly články a rodily spolky. V Praze je roku 1820 doložena Vídeňská kavárna na dnešní Národní třídě, později pojmenovaná Union, kde se scházeli čeští vlastenci, spisovatelé a malíři. Na přelomu 19. a 20. století se pražské kavárny staly centry literárního a uměleckého života v češtině i němčině.Viennese coffeehouse culture

Za barem

Sociolog Jürgen Habermas popsal kavárny 17. a 18. století jako jedno z míst, kde vznikala moderní veřejnost – prostor, v němž lidé různého původu debatovali o politice, obchodu a umění. Česká kavárna 19. století hrála podobnou roli pro národní obrození: kdo chtěl číst noviny, šel do kavárny.

Káva byla dlouho drahá, a tak se rozšířily kávoviny – náhražky z pražené čekanky (cikorky), obilí, žaludů nebo cukrové řepy. Podpořila je i kontinentální blokáda za napoleonských válek. Česká vyhláška č. 187/2023 Sb. dodnes rozlišuje kávu a kávoviny a zakazuje přidávat kávoviny do pražené kávy.coffee substitute, chicory

Ve 20. století se k vídeňským kavárnám přidaly kavárny s hudbou a tancem, za protektorátu a války byla káva vzácná. Po únoru 1948 mnoho kaváren zaniklo nebo bylo zestátněno a kavárenský život se ztenčil. V domácnostech a kancelářích se rozšířil „turek“ – jemně mletá káva zalitá vroucí vodou přímo v hrnku, kde se sedlina nechá usadit. S tradiční tureckou kávou vařenou v džezvě (kapitola 6) má společný hlavně název. Po roce 1989 se kavárny do měst vrátily a od 2. desetiletí 21. století se šíří kavárny výběrové kávy, malé pražírny a baristické soutěže.Czech „turek“

4.5Kávové „vlny“ a kulturní dědictví

Historici kávového průmyslu mluví o vlnách. První vlna (zhruba do poloviny 20. století) učinila z kávy masový produkt: vakuově balená mletá káva, rozpustná káva, levné směsi. Druhá vlna (od 60.–70. let) přinesla kavárny s espressem a mléčnými nápoji a zájem o původ. Třetí vlna (od konce 90. let) chápe kávu jako řemeslný produkt podobně jako víno: jednodruhové kávy z konkrétních farem, světlejší pražení, filtrované metody, přímé vztahy s pěstiteli a měření extrakce. Hranice vln jsou volné a v různých zemích přišly v jinou dobu.first, second, third wave of coffee

  • Turecká kávová kultura a tradice – Reprezentativní seznam nehmotného kulturního dědictví lidstva UNESCO (2013).
  • Arabská káva jako symbol pohostinnosti – tentýž seznam (2015, Spojené arabské emiráty, Saúdská Arábie, Omán, Katar).
  • Kulturní krajina kávy v Kolumbii – Seznam světového dědictví UNESCO (2011); krajina prvních kávových plantáží na jihovýchodě Kuby (2000).
  • Vídeňská kavárenská kultura – od roku 2011 v rakouském národním seznamu nehmotného kulturního dědictví podle úmluvy UNESCO (ne na mezinárodním seznamu).
Pozor

U dat z dějin kávy rozlišujte doklad a legendu. Kaldi a jeho kozy, Kolschitzkého pytle kávy i mnohé „první kavárny“ jsou pozdější vyprávění; letopočty v různých knihách se často liší o několik let. V tomto průvodci je u nejistých údajů uvedeno „podle tradice“ nebo „kolem“.

4.6Procvičení

1
Kolik let uplynulo mezi vídeňským privilegiem pro Johannese Diodata a tradičním rokem otevření první pražské kavárny? A mezi první istanbulskou a první vídeňskou kavárnou?
\(1714 - 1685 = \mathbf{29}\) let; \(1685 - 1554 = \mathbf{131}\) let. Káva tedy do Vídně „putovala“ z Istanbulu přes sto let, z Vídně do Prahy už jen jednu generaci.
2
Odkud pochází slovo moka (mocca) a proč se dodnes používá?
Od jemenského přístavu Mocha, odkud se v 16.–18. století vyvážela většina kávy na světě. Název se přenesl na kávu z Jemenu a sousední Etiopie, později obecně na silnou kávu, kávové příchutě a pojmenování konvičky na plotnu.
3
Proč se Cejlon v 19. století přeorientoval z kávy na čaj?
Plantáže arabiky zničila rez kávovníková (Hemileia vastatrix), houbová choroba listů, na kterou je geneticky jednotvárná samosprašná arabika zvlášť citlivá. Pěstitelé proto přešli na čajovník; dnes je Srí Lanka velký vývozce čaje.
4
Čím se liší český „turek“ od turecké kávy, jak ji popisuje zápis UNESCO?
Turecká káva se připravuje z velmi jemně mleté kávy, studené vody a podle chuti cukru v malé konvičce (džezvě, cezve), pomalu se zahřívá až k vytvoření pěny a podává se v malých šálcích se sklenicí vody; k tradici patří i společenský rituál, pohostinnost a čtení z sedliny. „Turek“ je jemně až středně mletá káva zalitá vroucí vodou v hrnku bez vaření – jednodušší a obvykle méně vyrovnaná extrakce (kapitola 6).
5
Proč se o kavárnách mluví jako o institucích veřejného života, a ne jen o místech, kde se pije káva?
Kavárna nabízela za cenu šálku místo, noviny a společnost lidem různých vrstev. Četly se tu zprávy, uzavíraly obchody (londýnské pojišťovnictví a burza mají kořeny v kavárnách), diskutovalo se o politice a umění, vznikaly spolky a redakce. Habermas proto kavárny řadí k místům vzniku moderní veřejnosti; v Praze 19. století sloužily českému národnímu hnutí a později literárním a uměleckým skupinám.
Co si odnést
  • Arabika pochází z Etiopie, pít se káva začala v 15. století v Jemenu, kavárny vznikly v osmanské říši a do Evropy dorazily v 17. století.
  • Plantáže v koloniích se rozšířily s otrockou a nucenou prací; rez kávovníková v 19. století změnila mapu pěstování.
  • V českých zemích se uvádí Brno 1702 a Praha kolem 1714; vídeňský typ kavárny byl dvě století centrem veřejného a kulturního života.
  • UNESCO chrání tureckou a arabskou kávovou tradici a kávové krajiny Kolumbie a Kuby; legendy a doklady je dobré rozlišovat.
Část IIStřední škola
5

Espressostřední škola

Espresso je malý, hustý nápoj, který vzniká, když horká voda pod tlakem kolem 9 barů proteče za 25–35 sekund vrstvou jemně namleté a upěchované kávy. Díky tlaku se za krátkou dobu vyluhuje tolik jako u filtru za několik minut a vznikne crema i plné tělo. Za barem se espresso „ladí“: barista hlídá dávku, výtěžek, čas a chuť a podle nich mění hrubost mletí.

⏱️

Ladění espressa je jako ladění kytary: máte několik kolíčků (dávka, mletí, výtěžek, teplota) a jedno ucho, které poslouchá – tady jazyk. Když struna „zní kysele“, přitáhnete ji (namelete jemněji), když „hořce“, povolíte. A podobně jako u kytary nejdřív naladíte jednu strunu a ostatní podle ní: nejdřív zafixujete dávku a poměr a ladíte mletím.

Simulátor espressa
Nastavte dávku mleté kávy v sítku, hrubost mletí, výtěžek (hmotnost nápoje v šálku), tlak a teplotu vody a zvolte stupeň pražení. Model spočítá průtok podle Darcyho zákona, dobu extrakce, extrakční výtěžnost a sílu nápoje. Úkol: tlačítkem „Nové zadání“ dostanete novou kávu s jinak nastaveným mlýnkem – vylaďte ji na čas 25–32 s, poměr 1 : 1,8 až 1 : 2,5 a výtěžnost 18–22 %.
LABORATOŘ
Volný režim: zkoumejte, jak se mění čas a chuť. Pro úkol stiskněte „Nové zadání“.
Model: průtok \(Q \propto \Delta P\, d^{2}/(\mu(T)\, m)\) (Darcy a Kozenyho–Carmanův vztah: propustnost roste s druhou mocninou velikosti částic, odpor s výškou vrstvy), čas = 5 s předvlhčení + výtěžek/průtok; výtěžnost roste s poměrem nápoje ke kávě, s jemností mletí, teplotou a dobou kontaktu a je omezena rozpustnou částí zrna. Kalibrace: 18 g, mletí 5, 36 g, 9 barů, 93 °C → asi 28 s a 20 %. Nezahrnuje kanálky, předvlhčení ani profil tlaku.
+Teorie: definice a recept, ladění, příprava koláče, Darcyho zákon, crema a kávovar

5.1Co je espresso

Espresso je nápoj připravený protlačením horké vody pod tlakem vrstvou jemně mleté, upěchované kávy (koláčem, puck) v sítku páky (portafilter). Tradiční italská specifikace sdružení Istituto Nazionale Espresso Italiano uvádí 7 ± 0,5 g kávy, vodu 88 ± 2 °C na výstupu ze stroje, tlak 9 ± 1 bar, čas 25 ± 5 s a 25 ± 2,5 ml v šálku. Kavárny výběrové kávy dnes běžně připravují dvojité espresso z 16–20 g kávy a recept zapisují hmotností: například „18 g → 36 g za 28 s“.espresso, portafilter, puck

Tab. 5.1Nápoje z espressa (obvyklé hodnoty, nejsou normované)
NápojPoměr kávy a nápojePříklad receptuCharakter
ristretto1 : 1–1 : 1,518 g → 27 ghustý, sladký i kyselý, nižší výtěžnost
espresso (normale)1 : 2–1 : 2,518 g → 36 gvyvážený
lungo1 : 3–1 : 418 g → 54 gřidší, vyšší výtěžnost, víc hořkosti
americanoespresso + horká voda36 g + 120 g vodysíla podobná filtrované kávě, jiná chuť

5.2Recept: dávka, výtěžek, poměr, čas

Dávka (dose) je hmotnost mleté kávy v sítku, výtěžek (yield) hmotnost nápoje v šálku, jejich podíl je poměr (brew ratio). Čas se měří od zapnutí čerpadla do vypnutí. Ze síly nápoje změřené refraktometrem se spočítá extrakční výtěžnost; u espressa se hmotnost nápoje vezme přímo z váhy, protože voda zadržená v koláči v ní není.dose, yield, brew ratio, shot time

Poměr a extrakční výtěžnost espressa\[R = \frac{m_{nápoje}}{m_{kávy}},\qquad EY = \frac{TDS\cdot m_{nápoje}}{m_{kávy}} = TDS\cdot R\]
Příklad Tři espressa z 18 g

Normale 18 g → 36 g, TDS 10 %: \(EY = 0{,}10\cdot 36/18 = \mathbf{20}\) %. Ristretto 18 g → 27 g, TDS 12 %: \(EY = 0{,}12\cdot 1{,}5 = \mathbf{18}\) %. Lungo 18 g → 54 g, TDS 7 %: \(EY = 0{,}07\cdot 3 = \mathbf{21}\) %. Ristretto je nejsilnější (nejvyšší TDS), ale nejméně vyluhované; lungo je nejslabší, ale vyluhované nejvíc.

Typické espresso má TDS 8–12 % a výtěžnost 18–22 %. Mapa espressa v laboratoři má stejnou logiku jako mapa vaření z kapitoly 3: přímky stálého poměru vycházejí z počátku a posun po přímce znamená změnu extrakce při stejném poměru.

Ladění mlýnku

Barista obvykle zafixuje dávku a poměr a ladí hrubostí mletí, dokud čas a hlavně chuť nesedí (Obr. 5.1). Rychle protečené espresso je obvykle podextrahované (kyselé, slané, řídké), pomalé přeextrahované (hořké, svíravé). Další jemné doladění dělá výtěžkem (delší = víc extrakce, slabší nápoj) a teplotou (světlé pražení snese vyšší teplotu, tmavé nižší). Mlýnek se ladí několikrát denně: chuť i průtok mění vlhkost vzduchu, teplota mlýnku, stárnutí kávy i nová dodávka.dialing in

připravte a ochutnejtedávka a výtěžek pevné, změřte čas pod 25 skyselé, slané, řídké 25–35 sladíte podle chuti nad 35 shořké, svíravé, prázdné namlít jemněji(menší částice, pomalejší průtok) kyselé: delší výtěžeknebo teplejší voda hořké: kratší výtěžeknebo chladnější voda namlít hruběji(větší částice, rychlejší průtok)
Obr. 5.1 Ladění espressa. Čas je jen vodítko; rozhoduje chuť. Měňte vždy jednu proměnnou a po každé změně mletí vyhoďte první dávku, ve které je ještě káva z předchozího nastavení.

5.3Příprava koláče

Voda si hledá nejsnazší cestu. Má-li koláč místa s menší hustotou (hrudky, nerovnoměrná vrstva, okraje), proteče jimi rychleji – vzniknou kanálky (channeling). Káva v kanálku se přeextrahuje, zbytek koláče zůstane podextrahovaný a nápoj chutná zároveň kysele i hořce. Proto barista kávu v sítku rozprostře (rozruší shluky, například tenkými jehlami), vrstvu urovná a upěchuje tamperem kolmo a rovně.channeling, distribution, tamping

Příklad Jaký tlak vyvine tamper

Obvyklá síla pěchování odpovídá zhruba 15–20 kg, tedy \(15\cdot 9{,}81 = 147\) N až 196 N. Na sítko o průměru 58 mm (plocha \(\pi\cdot 0{,}029^{2} = 2{,}64\cdot 10^{-3}\) m²) to dává tlak 0,56–0,74 baru – víc než desetkrát méně než tlak vody 9 barů, který na koláč působí silou asi 2 380 N. Pěchování proto neslouží ke „stlačení“ kávy, ale k odstranění vzduchových mezer a vytvoření rovné, souvislé vrstvy; na přesné síle záleží málo, na rovnoměrnosti hodně.

Předvlhčení (preinfuze) – několik sekund nízkého tlaku na začátku – nechá koláč nasáknout a nabobtnat a snižuje riziko kanálků. Mnohé stroje to dělají samy, některé umožňují měnit tlak během extrakce (tlakový profil).pre-infusion, pressure profiling

5.4Fyzika průtoku: Darcyho zákon

Koláč se chová jako porézní prostředí. Objemový průtok \(Q\) popisuje Darcyho zákon: je úměrný rozdílu tlaků a průřezu a nepřímo úměrný viskozitě vody a výšce vrstvy. Propustnost \(k\) podle Kozenyho–Carmanova vztahu roste s druhou mocninou velikosti částic a silně s pórovitostí.Darcy's law, permeability, Kozeny–Carman

Darcyho zákon a Kozenyho–Carmanův vztah (ε pórovitost, d velikost částic)\[Q = \frac{k\,A\,\Delta P}{\mu\,L},\qquad k = \frac{d^{2}\,\varepsilon^{3}}{180\,(1-\varepsilon)^{2}}\]
Příklad Propustnost koláče a vliv mletí

Koláč o průměru 58 mm (\(A = 2{,}64\cdot 10^{-3}\) m²) a výšce 12 mm propouští při \(\Delta P = 9\) barů a 93 °C (\(\mu = 0{,}306\) mPa·s) 1,3 ml/s. Propustnost \(k = Q\mu L/(A\,\Delta P) = 1{,}3\cdot 10^{-6}\cdot 0{,}306\cdot 10^{-3}\cdot 0{,}012/(2{,}64\cdot 10^{-3}\cdot 9\cdot 10^{5}) = \mathbf{2{,}0\cdot 10^{-15}}\) m² (modelové hodnoty). Namelete-li o 10 % jemněji, klesne propustnost na \(0{,}9^{2} = 0{,}81\)násobek a 28sekundové espresso poteče asi \(28/0{,}81 = 34{,}6\) s.

Skutečnost je složitější: jemné částice se během extrakce přesouvají a ucpávají spodní vrstvu, koláč bobtná a část hmoty se rozpustí. Matematické modely a měření (Cameron a kol., 2020) ukázaly, že příliš jemné mletí může výtěžnost paradoxně snížit, protože koláč začne tvořit kanálky – a že o něco hrubší mletí s menší dávkou může dát stejně chutné a lépe opakovatelné espresso.fines migration

5.5Crema

Crema je zlatohnědá pěna na povrchu espressa. Tvoří ji mikrobublinky CO₂, které se pod tlakem rozpustily v nápoji a při výstupu ze stroje se uvolní, obalené emulzí kávových olejů a stabilizované melanoidiny, bílkovinami a polysacharidy. Hodně cremy má čerstvě pražená káva a robusta; stará káva cremy dává málo. Crema je tedy ukazatelem čerstvosti a způsobu přípravy, ne zárukou dobré chuti – sama o sobě chutná dost hořce.crema

Pozor

Kávovary s „tlakovým“ sítkem (dvojité dno s malým otvorem) vytvoří pěnu i ze staré nebo hrubě mleté kávy tím, že nápoj prostřikují. Pěna pak nevypovídá o čerstvosti ani extrakci.

5.6Kávovar na espresso

vodanádrž nebopřípojkas filtrem čerpadlo9 bar ohřev vodybojler nebo průtokovýohřívač, asi 93 °C hlava se sprchou koláč kávy páka šálek na váze (g) parnítryska pára z bojleru, asi 120–130 °C Cesta vody v pákovém kávovaru (schematicky)
Obr. 5.2 Hlavní části pákového kávovaru. Čerpadlo (vibrační nebo rotační) natlačí vodu z nádrže přes ohřev do hlavy; sprcha ji rozvede po koláči kávy v sítku páky. Pára pro mléko se bere z bojleru, který má teplotu nad 100 °C – proto parní tryska i horká voda tak snadno opaří.

Kávovary se liší ohřevem: jeden bojler (voda pro kávu a pára se střídají), výměník tepla (voda pro kávu protéká trubkou uvnitř parního bojleru), dva bojlery (zvlášť pro kávu a páru, nejstabilnější teplota) a průtokový ohřívač (thermoblock, rychlý nástup, menší stabilita). Pákové pístové stroje vytvářejí tlak pružinou nebo rukou a tlak během extrakce přirozeně klesá. Voda pro kávovar se upravuje filtrem, aby se v bojleru netvořil vodní kámen (kapitola 10).single boiler, heat exchanger, dual boiler, thermoblock, lever machine

Bezpečně Za barem i doma

Páku nevytahujte během extrakce – je pod tlakem a vystříkne horká káva. Po vytažení je páka i sítko horké. Parní trysku nejdřív odpusťte do odkapávače, při práci ji nemiřte na ruku a po použití ji hned otřete a krátce odpusťte. Pravidelné čištění: proplach hlavy, čištění sítek a pák, zpětný proplach s čisticím prostředkem podle návodu výrobce a odvápnění. Prostředky na zpětný proplach bývají silně zásadité, odvápňovače kyselé: rukavice, ochrana očí, nemíchat, důkladně propláchnout. Kávovar před čištěním vnitřních částí vypněte a nechte vychladnout; s elektrickými částmi a tlakovými nádobami pracuje jen servisní technik.

5.7Procvičení

1
Z 20 g kávy vyteklo 40 g espressa s TDS 8,5 %. Jaký je poměr a výtěžnost? Je espresso v obvyklém rozpětí?
\(R = 40/20 = 2\) (1 : 2); \(EY = 0{,}085\cdot 2 = \mathbf{17{,}0}\) % – pod obvyklými 18–22 %. Pravděpodobně podextrahované; zkusit jemnější mletí nebo delší výtěžek.
2
Espresso 17 g → 34 g má TDS 9,5 %. Kolik gramů rozpuštěných látek je v šálku a jaká je výtěžnost?
Rozpuštěné látky \(0{,}095\cdot 34 = 3{,}23\) g; \(EY = 3{,}23/17 = \mathbf{19{,}0}\) %.
3
Espresso teče 28 s. Barista namele o 10 % hruběji (částice 1,1krát větší). Jak dlouho poteče podle Darcyho a Kozenyho–Carmanova vztahu, pokud se nic jiného nezmění?
Propustnost \(k \propto d^{2}\) vzroste \(1{,}1^{2} = 1{,}21\)krát, průtok také, čas klesne na \(28/1{,}21 = \mathbf{23{,}1}\) s. Výtěžnost přitom klesne – kratší kontakt a menší povrch.
4
Proč voda o teplotě 93 °C teče koláčem rychleji než voda o teplotě 20 °C při stejném tlaku?
Viskozita vody s teplotou klesá: při 20 °C je asi 1,00 mPa·s, při 95 °C asi 0,30 mPa·s. Podle Darcyho zákona je průtok nepřímo úměrný viskozitě, takže horká voda teče zhruba 3,4krát snáz (1,002/0,297). Proto se studené „zkoušky“ průtoku na espresso nehodí.
5
Espresso chutná zároveň kysele i hořce a na dně sítka po extrakci vidíte drobné dírky. Co se pravděpodobně stalo a jak to napravit?
Voda vytvořila kanálky: kudy tekla rychle, tam kávu přeextrahovala (hořkost), zbytek koláče zůstal podextrahovaný (kyselost). Pomůže lepší rozprostření kávy (rozbít shluky), rovné pěchování, správná dávka pro dané sítko, případně předvlhčení. Měnit mletí bez opravy přípravy koláče problém nevyřeší.
Co si odnést
  • Espresso: voda asi 93 °C pod tlakem asi 9 barů, 25–35 s, recept zapisujte v gramech (např. 18 g → 36 g, poměr 1 : 2).
  • Výtěžnost espressa \(EY = TDS\cdot R\), obvykle 18–22 % při TDS 8–12 %.
  • Ladí se hlavně mletím: rychlé a kyselé → jemněji, pomalé a hořké → hruběji; rozhoduje chuť, ne čas.
  • Rovnoměrný koláč brání kanálkům; pára a horká voda z kávovaru opaří a čisticí chemie je žíravá.
Část IIStřední škola
6

Další metody přípravystřední škola

Mimo espresso existují desítky způsobů, jak kávu připravit, ale stojí na třech principech. V ponorných metodách káva louhuje ve vodě a pak se oddělí (french press, cold brew, džezva). V průtokových voda protéká vrstvou kávy a odtéká (filtr, překapávač). V tlakových ji přes kávu tlačí pára nebo čerpadlo (moka, espresso). Princip určuje, jak hrubě mlít, jak dlouho louhovat a jakou chuť a tělo nápoj bude mít.

🫖

Ponorná metoda je jako čaj v konvici: lístky (káva) a voda jsou spolu, dokud je neoddělíte, a roztok se postupně sytí. Průtoková je jako sprcha: na kávu stále přitéká čerstvá voda, která vyluhuje účinněji, ale jen tak dlouho, jak rychle proteče. Tlaková je jako odšťavňovač: tlak umožní za chvilku z jemného prášku vytáhnout hodně.

Porovnání metod
Vyberte metodu; posuvníky se nastaví na obvyklý recept a můžete je měnit. Laboratoř spočítá poměr, odhad síly nápoje a kofeinu a ukáže, kde metoda leží na mapě „čas kontaktu × teplota vody“. Šedý bod je pro srovnání espresso.
LABORATOŘ
Model: nápoj = voda − R · dávka (R podle metody 1,0–2,2 g/g), TDS = obvyklá výtěžnost metody · dávka / nápoj. Kofein: dávka · 1,2 % (arabika) · podíl kofeinu, který přejde do nápoje (modelově 0,8–0,9). Diterpeny (cafestol, kahweol) zachytí papírový filtr, kovové sítko jen málo. Orientační hodnoty pro srovnání, ne recepty.
Minihra: ponorná, průtoková, nebo tlaková?
Zařaďte způsoby přípravy podle principu. Za 7 správných odpovědí z 9 získáte bonus.
MINIHRA
0 / 9
+Teorie: tři principy, filtr, french press, tlakový válec, moka, cold brew, džezva, rozpustná káva a káva bez kofeinu

6.1Ponorné, průtokové a tlakové metody

ponornáprůtokovátlaková káva louhuje ve vodě,pak se oddělí čerstvá voda protékávrstvou kávy tlak ↓ jemná káva pára nebo čerpadlo tlačívodu přes kávu
Obr. 6.1 Tři principy přípravy. U ponorné metody se roztok kolem částic postupně sytí a extrakce se zpomaluje; u průtokové stále přitéká voda s nulovou koncentrací, takže je extrakce na gram vody účinnější; tlaková metoda umožní použít velmi jemné mletí, kterým by voda samospádem neprotekla.

V ponorných metodách (immersion) se koncentrace rozpuštěných látek v nápoji blíží rovnováze s koncentrací v částicích, takže extrakce postupně „sama“ zpomaluje – jsou tolerantní k času. V průtokových (percolation) je u částic stále čerstvá voda a gradient koncentrace je velký; výsledek ale silně závisí na průtoku, a tedy na mletí a způsobu lití. Tlakové metody zkrátí čas na desítky sekund (espresso) nebo jednotky minut (moka).immersion, percolation, pressure brewing

6.2Filtrovaná káva: dripper a překapávač

V dripperu (kuželový nebo plochý nástavec s papírovým filtrem) lije barista vodu ručně z konvičky s tenkou hubičkou. Papírový filtr se nejdřív propláchne horkou vodou (odstraní papírovou příchuť a předehřeje nádobu). Pak přijde předvlhčení (bloom): asi dvojnásobek vody vůči dávce kávy na 30–45 s, aby uniklo CO₂ a káva rovnoměrně navlhla. Zbytek vody se lije v několika dávkách nebo plynule; celý průtok trvá obvykle 2,5–4 minuty. Překapávač dělá totéž automaticky; SCA certifikuje domácí překapávače, které udrží vhodnou teplotu vody a dobu přípravy a dosáhnou doporučené síly a výtěžnosti.pour-over, bloom, batch brewer

Příklad Dripper 15 g na 250 g vody

Poměr \(250/15 = 16{,}7\) (60 g/l). Sedlina zadrží asi 30 g vody, nápoje bude asi 220 g; při výtěžnosti 20 % je v něm 3 g rozpuštěných látek, \(TDS = 3/220 = 1{,}36\) %. Na předvlhčení stačí asi 30 g vody.

6.3French press

French press je válcová nádoba s pístem a kovovým sítkem. Hrubě mletá káva se zalije vodou těsně pod bodem varu, louhuje asi 4 minuty (někdo nechává až 8), povrchová krusta se rozmíchá a sebere se pěna; pak se pomalu stlačí píst a nápoj se ihned celý přelije, aby se dál nevyluhoval a neusazovala se sedlina. Kovové sítko propustí oleje a jemné částice: nápoj má plné tělo, ale i zákal a sedlinu – a víc diterpenů (kapitola 11).French press, cafetière

Příklad French press 30 g na 450 g vody

Poměr 1 : 15. Nápoje \(450 - 2\cdot 30 = 390\) g, při výtěžnosti 20 % je \(TDS = 6/390 = \mathbf{1{,}54}\) % – silnější než filtr, což odpovídá plnému tělu metody.

6.4Tlakový válec

Tlakový válec (ruční pístová konvička s papírovým filtrem, v kavárnách známá pod obchodním názvem jednoho výrobce) kombinuje ponornou a tlakovou metodu: káva louhuje ve válci minutu až dvě a pak se nápoj ručně protlačí pístem přes papírový filtr. Tlak je malý (zlomek baru), ale zkrátí oddělení nápoje na desítky sekund. Používá se jemnější mletí než u french pressu a často nižší teplota vody (80–90 °C). Válec se dá obrátit („obrácená metoda“), aby nápoj neprokapával během louhování.piston press brewer, inverted method

6.5Moka konvička

voda pojistnýventil nálevka se sítkema kávou (nepěchovat) horní nádobkaa stoupací trubička ohřev vody, roste tlak páry a vzduchu moka konvička v řezu
Obr. 6.2 Moka konvička. Ohřátá voda a vzduch ve spodní nádobce vytvoří přetlak zhruba 1–2 barů, který vytlačí vodu nálevkou s kávou do horní nádobky. Voda se plní nejvýš pod pojistný ventil.

Moka konvička má tři části: spodní nádobku na vodu s pojistným ventilem, nálevku se sítkem na kávu a horní nádobku se stoupací trubičkou. Ohřevem roste tlak nasycené páry a ohřátého vzduchu nad vodou, až vytlačí vodu přes kávu nahoru. Nápoj je silný (TDS obvykle několik procent), ale bez skutečné cremy; extrakční teplota během vaření stoupá a ke konci, když konvička „bublá“, se do nápoje dostává přehřátá pára a hořkost. Proto se konvička sundá z plotny, jakmile začne prskat, a nádobka se může krátce ochladit pod studenou vodou.moka pot, safety valve

Příklad Odkud se bere tlak v moka konvičce

Vzduch uzavřený nad vodou při 20 °C (101,3 kPa, z toho asi 2,3 kPa vodní pára) se ohřeje na 100 °C: suchý vzduch má pak tlak \((101{,}3 - 2{,}3)\cdot 373{,}15/293{,}15 = 126{,}0\) kPa a přidá se tlak nasycené páry 101,4 kPa – celkem 227,4 kPa, tedy přetlak asi 1,26 baru. Při 110 °C vyjde přetlak 1,71 baru (pára 143,4 kPa). Skutečný tlak je nižší, protože voda začne protékat dřív a vzduch uniká; měření uvádějí řádově 1–2 bary.

Bezpečně Moka konvička

Vodu plňte nejvýš pod pojistný ventil, kávu do nálevky nepěchujte a nepoužívejte příliš jemné mletí – ucpaná nálevka a zablokovaný ventil mohou vést k prudkému vystříknutí horké vody a páry, ve výjimečných případech až k roztržení nádobky. Ventil a těsnění pravidelně kontrolujte, konvičku neotevírejte horkou a nedávejte ji prázdnou na plotnu.

6.6Cold brew a ledová káva

Cold brew vzniká louhováním hrubě mleté kávy ve studené vodě 12–24 hodin. Za studena se pomaleji a méně rozpouštějí kyseliny a některé aromatické a hořké látky, nápoj je proto jemný, sladší a méně kyselý, ale také méně aromatický. Obvykle se dělá koncentrát (1 : 5 až 1 : 8), který se ředí vodou nebo mlékem. Ledová káva po japonsku je naopak horká filtrovaná káva připravená silněji a překapávaná rovnou na led, který ji zředí a zchladí.cold brew, flash brew, iced coffee

Příklad Koncentrát cold brew

100 g hrubě mleté kávy na 800 g vody (1 : 8), 16 hodin v lednici. Sedlina zadrží asi 200 g vody, zbude asi 600 g koncentrátu. Při výtěžnosti 18 % je \(TDS = 18/600 = \mathbf{3{,}0}\) %; zředěný 1 : 1 vodou má 1,5 %, tedy sílu silnější filtrované kávy.

Bezpečně Cold brew je potravina bez tepelného ošetření

Nápoj se nezahřívá a není výrazně kyselý, takže v něm mohou růst mikroorganismy. Louhujte v lednici, v čisté nádobě s čistou vodou, hotový nápoj uchovávejte v chladu a spotřebujte do několika dní. Nebezpečné: louhovat nebo skladovat cold brew dny při pokojové teplotě a plnit ho doma do uzavřených lahví jako „trvanlivý“ nápoj – bez řízeného průmyslového procesu hrozí růst bakterií včetně původců otrav. Prodej cold brew podléhá hygienickým pravidlům pro potraviny (kapitola 12).

6.7Džezva: turecká káva

Turecká káva se připravuje z kávy namleté na prášek, studené vody a podle chuti cukru v malé konvičce s dlouhou rukojetí (džezva, turecky cezve). Pomalu se zahřívá, až na povrchu vystoupí hustá pěna, těsně před varem se odstaví a nalije i se sedlinou do malých šálků; sedlina se nechá usadit. Poměr bývá asi 1 : 10 (7 g na 70 ml). Nápoj je hustý a silný a nefiltrovaný. Kultura a tradice turecké kávy je od roku 2013 na seznamu nehmotného dědictví UNESCO (kapitola 4).Turkish coffee, cezve, ibrik

Příklad Turecká káva 7 g na 70 g vody

Sedlina zůstane v šálku a zadrží jen málo nápoje (modelově 1 g/g), pijete asi 63 g. Při výtěžnosti 20 % je \(TDS = 1{,}4/63 = 2{,}2\) % – asi o polovinu silnější než filtr.

6.8Rozpustná káva a káva bez kofeinu

Rozpustná (instantní) káva je sušený kávový extrakt: v průmyslu se káva extrahuje vodou při vysoké teplotě a tlaku, extrakt se zahustí a usuší rozprašováním v horkém vzduchu nebo lyofilizací (mrazem a vakuem). Podle vyhlášky č. 187/2023 Sb. musí sušený kávový extrakt obsahovat nejméně 95 % sušiny na bázi kávy a nesmí obsahovat jiné látky než z extrakce kávy.instant coffee, spray drying, freeze drying

Káva bez kofeinu se vyrábí ze zelené kávy, ze které se kofein odstraní před pražením – vodou s následným zachycením kofeinu na aktivním uhlí, nadkritickým CO₂, nebo povolenými extrakčními rozpouštědly (v EU například dichlormethanem nebo ethylacetátem podle směrnice 2009/32/ES s limity zbytků). Pražená káva bez kofeinu smí podle vyhlášky č. 187/2023 Sb. obsahovat nejvýše 0,1 % kofeinu v sušině, kávový extrakt bez kofeinu nejvýše 0,3 %.decaffeinated coffee, supercritical CO₂

Příklad Kolik kofeinu může mít káva bez kofeinu

15 g pražené kávy bez kofeinu s 97 % sušiny obsahuje nejvýše \(15\cdot 0{,}97\cdot 0{,}001 = 0{,}0146\) g = 14,5 mg kofeinu. Stejná dávka běžné arabiky s 1,2 % v sušině má 174,6 mg, tedy dvanáctkrát víc. „Bez kofeinu“ neznamená nulu.

6.9Procvičení

1
Připravujete french press na 4 hrnky po 250 ml nápoje v poměru 1 : 15. Kolik kávy a vody potřebujete (sedlina zadrží 2 g vody na gram kávy)?
Nápoj 1 000 g. Při poměru 1 : 15 je voda \(15\,m\) a nápoj \(15m - 2m = 13m\), takže \(m = 1\,000/13 = \mathbf{76{,}9}\) g kávy a \(15\cdot 76{,}9 = \mathbf{1\,154}\) g vody.
2
Proč chutná nápoj z moka konvičky hořčeji, když ji necháte na plotně, dokud „neprská“?
Ke konci už ve spodní nádobce chybí voda, teplota i tlak rostou a nálevkou prochází přehřátá voda a pára. Ta z kávy vyluhuje hořké a svíravé látky (přeextrakce) a nápoj se ohřívá blízko varu, což zvýrazní hořkost. Proto se konvička sundá, jakmile začne prskat.
3
Koncentrát cold brew má TDS 3,0 %. V jakém poměru ho zředit vodou, aby měl 1,3 %?
\(3{,}0\cdot m_k = 1{,}3\cdot (m_k + m_v)\), odtud \(m_v/m_k = 3{,}0/1{,}3 - 1 = \mathbf{1{,}31}\). Na 100 g koncentrátu asi 131 g vody.
4
Které metody nechávají v nápoji nejvíc diterpenů (cafestol, kahweol) a proč?
Nefiltrované nebo kovovým sítkem filtrované: džezva („turecká“ káva), vařená a skandinávská káva, „turek“, french press, v menší míře moka a espresso. Diterpeny jsou součástí kávových olejů, které papírový filtr zachytí; kovové sítko je propustí. Diterpeny zvyšují LDL cholesterol (kapitola 11).
5
Proč se u filtrované kávy dělá předvlhčení (bloom)?
Čerstvá káva uvolňuje CO₂. Bez předvlhčení by plyn vytvářel bubliny, které odpuzují vodu, káva by navlhla nerovnoměrně a vznikly by suché kapsy a kanálky. Krátké zalití malým množstvím vody plyn uvolní a celou vrstvu rovnoměrně navlhčí, takže extrakce pak probíhá rovnoměrněji.
Co si odnést
  • Ponorné metody jsou tolerantní k času, průtokové závisí na mletí a lití, tlakové umožní velmi jemné mletí a krátký čas.
  • Papírový filtr zachytí oleje a diterpeny; french press, džezva a „turek“ je nechají v nápoji.
  • Moka konvičku plňte pod ventil, kávu nepěchujte, sundejte ji, jakmile prská; cold brew louhujte i skladujte v lednici.
  • Káva bez kofeinu smí mít až 0,1 % kofeinu v sušině – málo, ale ne nula.
Část IIStřední škola
7

Mléko a latte artstřední škola

Parní tryska kávovaru dělá s mlékem dvě věci: na začátku do něj vhání vzduch a vytváří pěnu, pak ho vířením ohřívá a jemné bublinky rozbíjí na hladkou, lesklou mikropěnu. Správně napěněné mléko má 55–65 °C, je přirozeně sladké a dá se z něj nalít obrazec do šálku. Přehřáté mléko chutná vařeně a pěna se rozpadá.

🥛

Mikropěna je jako šlehačka v malém: bílkoviny mléka obalí bublinky vzduchu a udrží je. Rozdíl je v teplotě a velikosti bublin – šlehačka se šlehá studená a bubliny jsou vidět, mikropěna se dělá párou a bublinky jsou tak drobné, že mléko vypadá jako bílý lak. Právě proto se z ní dá v šálku „kreslit“.

Napěňování mléka
Nastavte množství mléka v konvičce, výkon parní trysky (gramy páry za sekundu – domácí kávovary mívají méně, kavárenské víc), dobu nasávání vzduchu na začátku a cílovou teplotu. Model spočítá dobu napěňování, kolik vody z páry v mléce zkondenzuje, jak vzroste objem a pro jaký nápoj se pěna hodí.
LABORATOŘ
Model: tepelná bilance – pára (asi 1,2 baru přetlaku, entalpie 2 710 kJ/kg) kondenzuje v mléce (měrná tepelná kapacita 3,93 kJ/(kg·K)), mléko z lednice 4 °C, tepelné ztráty zanedbány. Vzduch se do mléka zapracuje jen při nasávání, a to dobře jen do asi 37 °C; rychlost nasávání modelově 12 ml/s při 0,8 g páry za sekundu. Ilustrační model, ne návod k obsluze kávovaru.
Minihra: dobrá praxe, nebo chyba?
Rozhodněte, co je za barem správně a co je chyba v technice nebo hygieně. Za 7 správných odpovědí z 9 získáte bonus.
MINIHRA
0 / 9
+Teorie: složení mléka, fyzika pěny, napěňování, nápoje s mlékem, latte art, hygiena a alergeny

7.1Co je v mléce

Kravské mléko obsahuje asi 87–88 % vody, 4,7–4,8 % laktózy (mléčného cukru), 3,3–3,4 % bílkovin a podle typu 0,5–3,5 % i víc tuku; zbytek jsou minerální látky. Bílkoviny jsou ze 4/5 kaseiny (tvoří micely s vápníkem a fosforem) a z 1/5 syrovátkové bílkoviny (hlavně β-laktoglobulin a α-laktalbumin). Tuk je v drobných kuličkách obalených membránou.lactose, casein micelles, whey proteins, milk fat

Pěnu tvoří a drží bílkoviny: na rozhraní vzduchu a vody se rozvinou a vytvoří pružnou blanku kolem bublinky. Tuk pěnu na jednu stranu oslabuje (kapky tuku blanku narušují), na druhou dává krémovou chuť a hebkost; plnotučné mléko proto dává menší objem, ale stabilnější a hedvábnější pěnu, polotučné víc objemu a sušší pěnu. Pěnu ničí volné mastné kyseliny, které vznikají rozkladem tuku ve starším nebo nesprávně skladovaném mléce.foam stability, free fatty acids

Teplota mění chuť: baristé uvádějí, že mléko chutná nejsladčeji zhruba při 55–65 °C; laktóza je přitom jen slabě sladká. Nad asi 70 °C se denaturují syrovátkové bílkoviny, uvolňují se sirné látky („vařená“ chuť) a pěna ztrácí pružnost; nápoj je navíc tak horký, že hrozí opaření. Mléko bez laktózy je sladší, protože laktóza je v něm enzymem rozštěpena na glukózu a galaktózu.denaturation, cooked flavour, lactose-free milk

7.2Napěňování krok za krokem

1. nasávání vzduchu2. víření a ohřev hrot těsněpod hladinou „syčení“: vzduchse nasáváod 4 °C zhruba do 37 °C (ruka cítí teplo) vír rozbíjí velké bublinydo 55–65 °C, konvička krátce nedá držet
Obr. 7.1 Napěňování ve dvou fázích. Na začátku je hrot trysky těsně pod hladinou a nasává vzduch (krátké syčení); podle nápoje trvá nasávání jen pár sekund. Pak se tryska ponoří o něco hlouběji a mírně ke straně, aby mléko kroužilo – vír zapracuje bubliny do mikropěny a mléko se ohřeje na cílovou teplotu.
  1. Studené mléko (z lednice) nalijte do čisté studené konvičky asi do třetiny až poloviny výšky – pěna potřebuje místo.
  2. Trysku krátce odpusťte do odkapávače, aby vytekla zkondenzovaná voda.
  3. Hrot dejte těsně pod hladinu, pusťte páru naplno a nasávejte vzduch, dokud mléko nezvětší objem podle nápoje (latte asi o 15–20 %, cappuccino o 30 % i víc). Nasávejte, dokud je mléko studené.
  4. Ponořte hrot hlouběji, vytvořte vír a ohřejte mléko na 55–65 °C (teploměr nebo dlaň: konvička se dá těsně ještě držet).
  5. Páru zavřete, teprve pak vytáhněte trysku; otřete ji vlhkým hadříkem a odpusťte.
  6. Konvičkou poklepejte o pult (rozbije velké bubliny), krouživým pohybem udržujte pěnu lesklou a hned nalévejte.
Příklad Tepelná bilance: kolik páry ohřeje 200 g mléka

Ohřev 200 g mléka ze 4 na 60 °C potřebuje \(Q = 0{,}2\cdot 3{,}93\cdot 56 = 44{,}0\) kJ. Kilogram páry z bojleru (asi 2 710 kJ/kg) odevzdá při kondenzaci a ochlazení na 60 °C asi \(2\,710 - 4{,}19\cdot 60 = 2\,459\) kJ. Potřeba páry: \(44{,}0/2\,459 = 0{,}0179\) kg = 17,9 g, takže se mléko zředí asi o 9 % (tuk 3,5 % klesne na 3,2 %). Tryska s výkonem 0,8 g/s to zvládne za 22 s, domácí s 0,3 g/s za 60 s.

Tepelná bilance napěňování (ztráty zanedbány)\[m_{p}\,(h_{p} - c_{w}T_{k}) = m_{m}\,c_{m}\,(T_{k} - T_{0})\]

7.3Nápoje s mlékem

macchiato40–60 ml cortadoasi 1 : 180–120 ml cappuccino150–180 mlpěna 1–1,5 cm flat whiteasi 160 mltenká pěna latte250–300 ml espressomlékomléčná pěna
Obr. 7.2 Orientační složení nápojů s mlékem. Názvy nejsou normované a recepty se mezi kavárnami i zeměmi liší (flat white se obvykle dělá z dvojitého espressa a menší porce mléka s tenkou mikropěnou, latte macchiato se vrství ve sklenici: mléko, pěna a nakonec espresso).
Příklad Kolik mléka napěnit na dvě cappuccina

Cappuccino má 180 ml, z toho 40 ml espressa; mléko při napěnění zvětší objem o 30 %. Na jeden šálek je potřeba \((180 - 40)/1{,}3 = 107{,}7\) ml mléka, na dva asi 215 ml. Pro latte 240 ml s pěnou +20 % by to bylo \((240 - 40)/1{,}2 = 166{,}7\) ml na šálek.

7.4Latte art

Latte art je obrazec z mléčné mikropěny na povrchu espressa. Princip je jednoduchý: z výšky nalévané mléko se ponoří pod cremu a promísí se s espressem (podklad zhnědne), nízko nad hladinou nalévané mléko zůstane na povrchu a kreslí bílou. Šálek se drží nakloněný, aby byla hladina blízko hubičky, a postupně se narovnává.latte art, free pour

  • Srdce: nalévat z výšky do středu, až je šálek z poloviny plný; spustit hubičku k hladině a nechat rozrůst bílý kruh; nakonec konvičku zvednout a tenkým proudem „proříznout“ kruh dopředu.
  • Tulipán: několik menších „kapek“ za sebou, každá posouvá předchozí dopředu; nakonec proříznutí.
  • Rozeta (list): při nízkém nalévání konvičkou rytmicky kývat ze strany na stranu a pomalu couvat; vlnovky se skládají do listu, na konci proříznutí zpět dopředu.
Pomůcka

Bez dobré pěny nejde latte art: když pěna puká a jsou v ní vidět bublinky, nasávali jste příliš dlouho nebo pozdě; když je mléko řídké jako voda, nasávali jste málo. Cvičte s malým množstvím mléka (150–200 ml) a každý další pokus začněte s čerstvým studeným mlékem – jednou napěněné mléko se znovu napěnit nedá.

7.5Hygiena a alergeny

Mléko je ideální živná půda pro bakterie. Skladujte ho v lednici podle údaje na obalu (obvykle do 8 °C, chladněji je lépe), nalévejte jen tolik, kolik právě napěníte, a otevřené balení spotřebujte v doporučené době. Znovu neohřívejte mléko, které už bylo napěněné, a nenechávejte konvičku s mlékem stát na pultu. Parní tryska se po každém použití otře čistým vlhkým hadříkem a odpustí; zaschlé mléko v trysce a na ní je zdrojem kontaminace. Hadřík na trysku se denně mění a pere.food hygiene, steam wand cleaning

Nařízení (EU) č. 1169/2011 vyžaduje informovat o 14 skupinách alergenů (příloha II) i u nebalených potravin a nápojů v kavárně (čl. 9 a 44). U kávových nápojů jde hlavně o mléko (včetně laktózy), sóju, skořápkové plody (mandlové, lískooříškové nápoje a sirupy), obiloviny obsahující lepek (ovesné nápoje, pokud nejsou bezlepkové; pečivo), u dezertů i vejce. Pro alergiky platí: čistá konvička, tryska před napěněním důkladně očištěná (nebo zvláštní), a upozornit, že v provozu nelze vyloučit stopy.14 allergens, Regulation (EU) No 1169/2011

Bezpečně Pára a horké mléko

Pára má přes 100 °C a vystřikující mléko z příliš plné konvičky nebo trysky vytažené za chodu opaří. Trysku zavírejte vždy před vytažením z mléka a nemiřte ji na sebe ani na kolegy. Nápoje pro děti se podávají vlažné (kolem 40–45 °C), ne horké. Při opaření chlaďte postižené místo vlažnou tekoucí vodou (obvykle se uvádí kolem 20 minut); při rozsáhlém opaření, opaření obličeje nebo malého dítěte volejte 155. Při alergické reakci s otokem rtů a jazyka, dušností nebo kolapsem (anafylaxe) volejte ihned 155; má-li postižený vlastní autoinjektor s adrenalinem, pomozte mu ho použít.

7.6Procvičení

1
Kolik páry je potřeba na ohřev 300 g mléka z 5 na 60 °C (mléko 3,93 kJ/(kg·K), pára 2 710 kJ/kg, kondenzát odchází s 60 °C)? Jak dlouho to trvá při 0,8 g/s?
\(Q = 0{,}3\cdot 3{,}93\cdot 55 = 64{,}8\) kJ; pára \(64{,}8/(2\,710 - 251{,}4) = 0{,}0264\) kg = 26,4 g (zředění 8,8 %); čas \(26{,}4/0{,}8 = \mathbf{33}\) s.
2
Proč se vzduch do mléka nasává na začátku, a ne až na konci napěňování?
Ve studeném mléce mají bílkoviny čas rozvinout se na rozhraní a vír pak velké bubliny rozbije na mikropěnu. Nasávání v horkém mléce dává velké, nestabilní bubliny (pěna „puká“) a už nezbývá čas na jejich zpracování. Navíc čím studenější mléko na začátku, tím víc času celé napěňování dá.
3
Jakou část energie na ohřev 200 g mléka ze 4 na 60 °C spotřebuje první fáze do 37 °C?
Energie je úměrná rozdílu teplot: \((37 - 4)/(60 - 4) = 0{,}589\), tedy asi 59 % (25,9 kJ ze 44,0 kJ). Na nasávání vzduchu je tedy k dispozici zhruba první polovina času.
4
Host chce flat white 160 ml s tenkou pěnou (mléko zvětší objem o 15 %) z 40 ml espressa. Kolik mléka napěníte?
\((160 - 40)/1{,}15 = \mathbf{104}\) ml. Prakticky se napění o něco víc (zbytky v konvičce), ale nezbytný přebytek se nemá znovu ohřívat.
5
Které alergeny podle přílohy II nařízení (EU) č. 1169/2011 se mohou objevit v kávovém nápoji s ovesným nápojem, lískooříškovým sirupem a sušenkou?
Obiloviny obsahující lepek (oves, pokud nápoj není bezlepkový; pšenice v sušence), skořápkové plody (lískové ořechy v sirupu, pokud je z nich vyroben), podle složení sušenky i mléko, vejce a sója; v provozu s kravským mlékem navíc riziko stop mléka. Rozhoduje složení konkrétních výrobků, proto musí obsluha znát a umět doložit složení.
Co si odnést
  • Pěnu drží bílkoviny, tuk jí dává krémovost; vzduch se nasává na začátku, dokud je mléko studené.
  • Cílová teplota 55–65 °C: sladká chuť a pružná pěna; nad 70 °C vařená chuť, rozpad pěny a riziko opaření.
  • Latte art: z výšky mléko ponořit, nízko nad hladinou kreslit; základem je lesklá mikropěna.
  • Mléko v chladu, znovu neohřívat, trysku po každém použití otřít a odpustit; znát alergeny podle nařízení (EU) č. 1169/2011.
Část IIStřední škola
8

Chuť a cuppingstřední škola

Jazyk rozezná jen pět základních chutí; to, co u kávy nazýváme „chuť“ – borůvky, karamel, jasmín, pražené oříšky – je ve skutečnosti hlavně vůně vnímaná nosem zezadu z úst. Profesionálové kávu ochutnávají standardním postupem zvaným cupping: stejná dávka, stejné mletí, stejná voda a čas, srkání ze lžíce a hodnoticí formulář. Popis chuti si přitom pomáhají společným slovníkem a chuťovým kruhem.

👃

Zkuste si při pití kávy ucpat nos: zbude hořkost, kyselost, trochu sladkosti a tělo – ale ovoce, květy a karamel zmizí. Vůně se k čichovým buňkám dostává dvěma cestami: zepředu nosem, když ke šálku přičichnete, a zezadu z úst, když polykáte. Srkání při cuppingu rozpráší kávu po celých ústech a pošle vůni zadní cestou do nosu.

Hodnoticí formulář cuppingu
Tradiční 100bodový formulář SCA: sedm vlastností hodnotíte na stupnici 6–10 po čtvrtbodech, uniformitu, čistotu a sladkost po 2 bodech za každý z pěti šálků a za vady se body odečítají. Posuňte posuvníky a sledujte, jak se mění výsledné skóre a pavoučí graf.
LABORATOŘ
Model: výsledné skóre = součet sedmi vlastností + uniformita (10 − 2 · šálky s odchylkou) + čistota (10 − 2 · šálky s vadou) + sladkost (10 − 2 · šálky bez sladkosti) − intenzita vady · počet vadných šálků. Formulář SCA z roku 2004; od listopadu 2024 ho SCA nahrazuje systémem hodnocení CVA, tradiční stupnice se ale v obchodě stále používá.
Minihra: co cítíte?
Přečtěte si popis vůně a chuti a zařaďte ho do skupiny zjednodušeného chuťového kruhu. Šest kol, za 5 správných odpovědí bonus.
MINIHRA
0 / 6
+Teorie: chuť a vůně, kyselost, chuťový kruh, cupping, hodnoticí formuláře a senzorické testy

8.1Chuť, vůně a tělo

Chuť v užším smyslu vnímá jazyk: sladkou, kyselou, slanou, hořkou a umami. Vůni (aroma) vnímá čichový epitel v nose – ortonazálně (přičichnutím) a retronazálně (z úst při polykání a vydechování). Spojení chuti, vůně a hmatových vjemů v ústech se nazývá flavour – v češtině obvykle prostě „chuť“. K hmatovým vjemům patří tělo (plnost, viskozita, olejnatost; anglicky body nebo mouthfeel) a svíravost (pocit vysušení, kterým polyfenoly srážejí bílkoviny slin).taste, aroma, orthonasal, retronasal, flavour, body, astringency

Vjemy závisí na teplotě. Horká káva skrývá vady i sladkost, při vychladnutí na 40–60 °C se chuť nejlépe rozliší a kyselost a sladkost vyniknou; studená káva ukáže vady, které horká zakryje. Proto se při cuppingu hodnotí opakovaně, jak káva chladne.

8.2Kyselost není pH

Káva má pH asi 4,8–5,3, ale její vnímaná kyselost (acidity) je vlastnost chuti: jasná, živá, ovocná (dobré), nebo ostrá a štiplavá (špatné). Tvoří ji organické kyseliny: citronová (citrusy), jablečná (zelené jablko), octová (ve vyšší koncentraci ocet), fosforečná, mléčná a chinová, která vzniká rozkladem chlorogenových kyselin a ve staré nebo dlouho ohřívané kávě dává svíravou kyselost. Světlejší pražení a vyšší polohy pěstování dávají víc kyselosti (kapitola 9).acidity, citric, malic, quinic acid

Pozor

„Kyselá“ jako chyba a „kyselost“ jako kvalita jsou dvě různé věci. Podextrahovaná káva je kyselá nepříjemně a bez sladkosti; dobře připravená světle pražená káva má kyselost vyváženou sladkostí, podobně jako zralé ovoce.

8.3Chuťový kruh a slovník

Aby si degustátoři rozuměli, používají společný senzorický slovník, kde má každý popisný výraz definici a referenční vzorek. Na slovníku organizace World Coffee Research stojí chuťový kruh SCA a WCR (2016): uprostřed obecné skupiny (ovocné, květinové, sladké, ořechové a kakaové, kořeněné, pražené, zelené a rostlinné, kyselé a fermentované…), směrem ven konkrétnější výrazy. Obr. 8.1 je zjednodušená vlastní verze.sensory lexicon, flavor wheel

káva ovocnékvětinovésladkéořechy,kakao kořeněnépraženézelenékyselé,fermentované příklady výrazů ovocné: bobule, citrusy, peckoviny květinové: jasmín, růže, heřmánek sladké: karamel, med, vanilka ořechy a kakao: oříšky, čokoláda kořeněné: skořice, hřebíček, pepř pražené: toast, obilí, kouř, tabák zelené: tráva, seno, hrášek kyselé: víno, ocet, přezrálé ovoce vady: zatuchlé, plesnivé, gumové, fenolické (lékárnické), „bramborové“
Obr. 8.1 Zjednodušený chuťový kruh (vlastní schéma podle logiky slovníku WCR a kruhu SCA a WCR). Popis jde od obecného ke konkrétnímu: nejdřív „ovocné“, pak „bobule“, nakonec „černý rybíz“. Sousední výseče jsou si podobné.

8.4Cupping: standardní ochutnávka

Cupping je ponorná příprava v miskách, při které jsou všechny podmínky stejné, aby se porovnávaly jen kávy. Podle protokolu SCA (2004; nový standard SCA-102 z roku 2024 zachovává jeho hlavní kroky) se vzorek praží světle až středně do 24 hodin před ochutnáváním a odpočívá aspoň 8 hodin; na 150 ml vody připadá 8,25 g kávy (55 g/l), mletí je o něco hrubší než na filtr (70–75 % projde sítem 850 µm) a voda má asi 93 °C. Z každého vzorku se připraví pět misek, aby se ověřila uniformita.cupping protocol

mletísuchá vůnědo 15 min zalití 93 °C0 min prolomení krustypo 3–5 min,mokrá vůně sebrání pěny srkání a hodnoceníod asi 70 °C až do vychladnutíkyselost, sladkost,dochuť, uniformita
Obr. 8.2 Průběh cuppingu. Degustátor nabírá kávu lžící a hlasitě srká – káva se rozpráší po ústech a vůně se dostane retronazálně k čichu. Lžíce se mezi vzorky oplachuje, kávy se nepolykají.
Příklad Dávka pro jinou misku

Poměr 8,25 g : 150 ml = 55 g/l. Pro misku 200 ml je potřeba \(8{,}25\cdot 200/150 = \mathbf{11{,}0}\) g kávy, pro 250 ml 13,75 g.

8.5Hodnoticí formuláře

Tradiční formulář SCA (2004) hodnotí vůni, chuť, dochuť, kyselost, tělo, vyváženost a celkový dojem na stupnici 6–10 (6 dobré, 7 velmi dobré, 8 vynikající, 9 výjimečné) po 0,25 bodu; uniformita, čistota a sladkost dávají 2 body za každý z pěti šálků. Za vady se odečítá: slabá vada (taint) 2 body, výrazná (fault) 4 body za každý vadný šálek. Káva s výsledkem 80 bodů a více je výběrová (specialty; 80–84,75 velmi dobrá, 85–89,75 vynikající, 90–100 výjimečná).SCA cupping form, specialty grade

Příklad Výpočet skóre

Vůně 7,75, chuť 7,5, dochuť 7,25, kyselost 7,5, tělo 7,5, vyváženost 7,5, celkový dojem 7,5 (součet 52,5) + uniformita 10 + čistota 10 + sladkost 10 = 82,5 – výběrová káva. Má-li jeden z pěti šálků slabou vadu, ztratí 2 body v uniformitě, 2 v čistotě a odečte se 2 za vadu: \(82{,}5 - 6 = \mathbf{76{,}5}\) – už není specialty.

V listopadu 2024 přijala SCA nový systém CVA (Coffee Value Assessment): standard SCA-102 pro přípravu vzorků, SCA-103 pro popisné hodnocení (co v kávě cítíte a jak intenzivně – bez hodnocení „dobře/špatně“), SCA-104 pro afektivní hodnocení (jak moc se káva hodnotiteli líbí); mezi standardy CVA patří i SCA-105 pro vnější informace o původu a certifikacích. Oddělení popisu od preference odpovídá zásadám senzorické vědy: zkušení hodnotitelé se v popisu shodnou lépe než v tom, co je „lepší“.Coffee Value Assessment (CVA), descriptive and affective assessment

8.6Senzorické testy: trojúhelník

Chceme-li vědět, zda lidé vůbec rozliší dvě kávy (třeba po změně pražení), použije se trojúhelníkový test (ISO 4120): hodnotitel dostane tři vzorky, dva stejné a jeden jiný, a má najít odlišný. Náhodným tipem uhodne s pravděpodobností 1/3. Počet správných odpovědí v \(n\) pokusech má binomické rozdělení; rozdíl je prokázán, je-li pravděpodobnost takového nebo lepšího výsledku náhodou menší než zvolená hladina, obvykle 5 %.triangle test, binomial distribution

Pravděpodobnost aspoň k správných odpovědí náhodou (p = 1/3)\[P(X \ge k) = \sum_{i=k}^{n}\binom{n}{i}\left(\tfrac13\right)^{i}\left(\tfrac23\right)^{n-i}\]
Tab. 8.1Nejmenší počet správných odpovědí v trojúhelníkovém testu pro hladinu 5 %
Počet hodnocení n610122024
nejméně správně5781113
P(X ≥ k) náhodou0,0180,0200,0190,0380,028

8.7Procvičení

1
Kolik kávy dáte do misek po 180 ml podle poměru cuppingu SCA?
\(8{,}25\cdot 180/150 = \mathbf{9{,}9}\) g.
2
Káva dostala: vůně 8,5, chuť 8,5, dochuť 8,25, kyselost 8,5, tělo 8,0, vyváženost 8,25, celkový dojem 8,5, uniformita, čistota a sladkost plných 10. Jaké je skóre a kategorie?
Součet sedmi vlastností 58,5, plus 30 = 88,5 – výběrová káva v pásmu 85–89,75 („vynikající“).
3
V trojúhelníkovém testu správně určilo odlišný vzorek 6 z 10 hodnotitelů. Je rozdíl prokázán na hladině 5 %?
\(P(X \ge 6) = 0{,}077 > 0{,}05\) – není. Potřeba by bylo aspoň 7 z 10 (\(P = 0{,}020\)).
4
Proč se při cuppingu srká, a proč se káva hodnotí opakovaně při chladnutí?
Srkání rozpráší kávu do jemných kapek po celých ústech a s proudem vzduchu pošle těkavé látky retronazálně k čichovému epitelu – vůně se vnímá intenzivněji. Při chladnutí se mění vnímání: horká káva maskuje vady a sladkost, ve vlažné vynikne kyselost, sladkost a dochuť a ve studené se ukážou vady a nevyrovnanost.
5
Proč systém CVA odděluje popisné a afektivní hodnocení?
Popis („cítím černý rybíz, střední kyselost“) je měření, ve kterém se trénovaní hodnotitelé shodnou; preference („líbí se mi to na 8 z 9“) závisí na zkušenostech, kultuře a trhu. Smíchání obojího do jednoho čísla skrývá, zda se kávy liší, nebo jen hodnotitelé. Oddělení umožní kupci najít kávu s profilem, který chce, i když by ji jiný hodnotitel ohodnotil hůř.
Co si odnést
  • Jazyk vnímá pět chutí; ovoce, květy a karamel v kávě jsou hlavně vůně vnímané retronazálně.
  • Kyselost je vlastnost chuti, ne pH; podextrahovaná káva je kyselá jinak než kvalitní světlé pražení.
  • Cupping: 8,25 g na 150 ml vody 93 °C, krusta 3–5 min, srkání, hodnocení při chladnutí; 80 a více bodů = specialty.
  • Trojúhelníkový test rozhoduje, zda je rozdíl vnímatelný; náhodou se trefíte s pravděpodobností 1/3.
Část IIIVysoká škola
9

Chemie kávyvysoká škola

Zelené zrno je zásobárna semene: polysacharidy, sacharóza, lipidy, bílkoviny, chlorogenové kyseliny, kofein a trigonelin. Pražení z nich za deset minut vytvoří tisíc nových látek – melanoidiny, kyseliny, pyraziny, furany a thioly. Chuť šálku je výsledek tohoto řetězce reakcí: sladkost a kyselost ubývá s rozkladem sacharózy a kyselin, hořkost a pražené tóny přibývají s produkty Maillardovy reakce a rozkladu chlorogenových kyselin.

⚗️

Pražení je laboratoř v malém: v zrnu se během minut vystřídá sušení, karamelizace, Maillardova reakce známá z kůrky chleba a opečeného masa, pyrolýza i tlakový reaktor plný páry a CO₂. Rozdíl proti kuchyni je v tom, že reakce probíhají v pevné buněčné struktuře, kde se produkty nemohou snadno vypařit – zrno je uzavře a vydá je až při mletí a v šálku.

Co se při pražení rozkládá a co vzniká
Posuvník je stupeň pražení vyjádřený organickou ztrátou sušiny (bez odpařené vody): asi 2–3 % světlé, 4–6 % střední, 7 % a víc tmavé pražení. Graf (logaritmická osa) ukazuje modelový obsah hlavních látek v sušině pražené kávy, dlaždice hodnoty při zvoleném stupni. Přepínač mění výchozí složení arabiky a robusty.
LABORATOŘ
Model: výchozí obsah v sušině zelené kávy (arabika / robusta): sacharóza 7 / 4 %, chlorogenové kyseliny 6,5 / 10 %, trigonelin 1,0 / 0,7 %, kofein 1,2 / 2,2 %, lipidy 15 / 10 %. Chlorogenové kyseliny ubývají o 9 % výchozího množství na každé 1 % ztráty sušiny (podle Trugo a Macrae 1984), sacharóza a trigonelin exponenciálně, kofein a lipidy jsou stálé (jejich podíl roste se ztrátou sušiny), melanoidiny přibývají až k asi 25 %. Akrylamid jako relativní křivka s maximem v rané fázi pražení. Orientační výukové křivky, ne analytická data.
Minihra: která skupina látek?
Přiřaďte popis ke skupině látek. Za 8 správných odpovědí z 10 získáte bonus.
MINIHRA
0 / 10
+Teorie: složení zrna, kofein a trigonelin, chlorogenové kyseliny, kyseliny a pH, Maillardova reakce, aroma, akrylamid

9.1Složení zelené a pražené kávy

Asi polovinu sušiny zeleného zrna tvoří polysacharidy buněčných stěn – galaktomannany, arabinogalaktany a celulóza. Dále obsahuje sacharózu (hlavní zásobní cukr), lipidy (triacylglyceroly, diterpeny cafestol a kahweol, steroly; většina v endospermu, malá část jako vosk na povrchu), bílkoviny a volné aminokyseliny, chlorogenové kyseliny, kofein, trigonelin, organické kyseliny a minerální látky (hlavně draslík). Pražení většinu nízkomolekulárních látek přemění; přibudou melanoidiny – hnědé polymery, které v tmavém pražení tvoří až čtvrtinu sušiny.polysaccharides, galactomannans, melanoidins

9.2Kofein a trigonelin

O O N N N N CH₃CH₃CH₃ 13789 kofein C₈H₁₀N₄O₂, M = 194,19 g/mol
Obr. 9.1 Kofein (1,3,7-trimethylxanthin) – purinový alkaloid. Šestičlenný pyrimidinový kruh s dvěma karbonyly je kondenzovaný s pětičlenným imidazolovým kruhem; methylové skupiny nesou dusíky v polohách 1, 3 a 7. Theobromin (kakao) má methyly jen v polohách 3 a 7, theofylin v polohách 1 a 3.

Kofein (1,3,7-trimethylxanthin) je purinový alkaloid, který rostlina tvoří jako ochranu proti hmyzu a klíčení konkurentů. Je hořký (odpovídá ale jen asi za desetinu vnímané hořkosti kávy), dobře rozpustný v horké vodě a teplotně stálý: sublimuje kolem 178 °C, ale v zrnu se ztrácí jen málo, takže jeho podíl v sušině se pražením mírně zvyšuje. Trigonelin (N-methylnikotinová kyselina) se pražením rozkládá na kyselinu nikotinovou (niacin, vitamin B3), N-methylpyridinium a aromatické pyridiny a pyrroly.caffeine, trigonelline, niacin, N-methylpyridinium

Příklad Kofein po pražení a v molech

Zelená arabika má 1,2 % kofeinu v sušině. Při organické ztrátě sušiny 5 % je v sušině pražené kávy \(1{,}2/0{,}95 = \mathbf{1{,}263}\) %. Šálek s 80 mg kofeinu (EFSA, espresso) obsahuje \(80/194{,}19 = 0{,}412\) mmol, tedy \(2{,}48\cdot 10^{20}\) molekul.

9.3Chlorogenové kyseliny

Chlorogenové kyseliny (CGA) jsou estery kyseliny chinové s hydroxyskořicovými kyselinami – hlavně kyselinou kávovou, ale i ferulovou a p-kumarovou. Nejhojnější je 5-O-kaffeoylchinová kyselina (5-CQA, C₁₆H₁₈O₉, 354,31 g/mol). Robusta jich má víc než arabika. V šálku přispívají ke svíravosti a jsou hlavním zdrojem polyfenolů v kávě.chlorogenic acids, 5-caffeoylquinic acid

Při pražení se CGA rychle rozkládají: podle klasických měření ubude zhruba 8–10 % jejich výchozího množství na každé 1 % ztráty sušiny. Vznikají laktony chlorogenových kyselin (čistá, „kávová“ hořkost světlého a středního pražení), volné kyseliny chinová a kávová, a v tmavém pražení z kyseliny kávové fenylindany s ostrou, dlouho doznívající hořkostí. Část CGA se váže do melanoidinů.chlorogenic acid lactones, phenylindanes

Příklad Kolik CGA zbude

Zelená arabika má 6,5 % CGA v sušině. Při ztrátě sušiny 5 % zbude modelově \(1 - 0{,}09\cdot 5 = 0{,}55\) výchozího množství, v sušině pražené kávy \(6{,}5\cdot 0{,}55/0{,}95 = \mathbf{3{,}76}\) %. Při světlém pražení (3 %) by to bylo 4,89 %, při tmavém (8 %) jen 1,98 %.

9.4Kyseliny a pH

V zrnu jsou přirozeně citronová a jablečná kyselina, které se pražením postupně rozkládají; z cukrů naopak vznikají octová, mravenčí a mléčná kyselina (nejvíc ve světlém až středním pražení) a z CGA kyselina chinová, které přibývá s tmavším pražením a při dlouhém ohřívání hotové kávy (hydrolýza laktonů). Proto je světlé pražení kyselejší a káva na ohřívací plotýnce chutná svíravě kysele.organic acids, titratable acidity

pH nápoje (asi 4,8–5,3) vypovídá o vnímané kyselosti jen částečně; lépe s ní koreluje titrační kyselost (množství zásady potřebné k neutralizaci) a druh kyselin. pH je logaritmické: káva s pH 4,8 má \(10^{0{,}4} = 2{,}5\)krát vyšší koncentraci iontů H⁺ než káva s pH 5,2.

9.5Maillardova reakce a karamelizace

Maillardova reakce je soubor reakcí mezi karbonylovou skupinou redukujících cukrů (glukóza, fruktóza, vznikající i rozkladem sacharózy) a aminoskupinou aminokyselin a bílkovin. Nad asi 150 °C probíhá rychle. Vznikají glykosylaminy, Amadoriho produkty, z nich deoxyosony a další reaktivní dikarbonyly. Jejich reakcí s aminokyselinami (Streckerova degradace) vznikají Streckerovy aldehydy (například methional s vůní vařených brambor) a aminoketony, které kondenzují na pyraziny (pražené, oříškové, zemité tóny). Konečným produktem jsou hnědé dusíkaté polymery melanoidiny. Souběžně se sacharóza nad asi 160 °C rozkládá a karamelizuje (furany, furanony, organické kyseliny).Maillard reaction, Amadori product, Strecker degradation, pyrazines

redukující cukrglukóza, fruktóza aminokyselinaz bílkovin a volné glykosylamin →Amadoriho produkt deoxyosony a dikarbonylyvelmi reaktivní meziprodukty Streckerova degradace+ aminokyseliny furany, furanonykaramel, sladké tóny Streckerovy aldehydy, pyrazinypražené, oříškové, zemité tóny melanoidinyhnědé polymery: barva, tělo, část hořkosti asparagin + karbonyly→ akrylamid
Obr. 9.2 Maillardova reakce zjednodušeně. Z několika výchozích látek vzniká stovky produktů; které převáží, závisí na teplotě, čase, vlhkosti a pH v zrnu. Vedlejší cestou reakce asparaginu s karbonylovými sloučeninami vzniká akrylamid.

9.6Aroma

V pražené kávě bylo identifikováno přes 800 těkavých látek, ale vůni určuje asi dvě až tři desítky klíčových odorantů – látek, jejichž koncentrace převyšuje práh vnímání. Hledají se metodou plynové chromatografie s čichovou detekcí (GC-olfaktometrie) a ředěním aromatického extraktu (práce W. Grosche a spolupracovníků). Patří k nim:key odorants, GC-olfactometry, aroma extract dilution analysis

  • 2-furfurylthiol (C₅H₆OS, 114,16 g/mol) – „pražená káva“, práh vnímání v řádu ng/l;
  • 3-methyl-2-buten-1-thiol – „skunkový“, v nízké koncentraci kávový; methional – vařené brambory;
  • pyraziny (2-ethyl-3,5-dimethylpyrazin a další) – zemité, pražené; guajakol a 4-vinylguajakol – kořeněné, kouřové;
  • furaneol a sotolon – karamel; β-damascenon – ovocný, medový; 2,3-butandion (diacetyl) – máslový.

Thioly jsou velmi reaktivní a rychle ubývají oxidací a vazbou na melanoidiny – proto vůně čerstvě namleté kávy během minut slábne a stará káva ztrácí „kávovost“.

9.7Akrylamid

Akrylamid (C₃H₅NO, 71,08 g/mol) vzniká z aminokyseliny asparaginu a redukujících cukrů v rané fázi pražení; při dalším pražení se jeho obsah zase snižuje, takže tmavší pražení ho mívá méně. Robusta ho obvykle obsahuje víc než arabika. Mezinárodní agentura pro výzkum rakoviny (IARC) ho řadí do skupiny 2A (pravděpodobně karcinogenní pro člověka). Nařízení Komise (EU) 2017/2158 ukládá výrobcům snižovat jeho obsah a stanoví srovnávací úrovně: pražená káva 400 µg/kg, rozpustná káva 850 µg/kg, kávoviny výhradně z obilovin 500 µg/kg a výhradně z čekanky 4 000 µg/kg.acrylamide, asparagine, benchmark level

Příklad Akrylamid v šálku

Pražená káva s 300 µg/kg akrylamidu, dávka 15 g: \(0{,}015\cdot 300 = \mathbf{4{,}5}\) µg na šálek (akrylamid je dobře rozpustný, takže přejde skoro celý). Při srovnávací úrovni 400 µg/kg by to bylo 6 µg. Srovnávací úroveň není limit bezpečnosti, ale nástroj, kterým se ověřuje, že výrobce používá snižující opatření.

9.8Procvičení

1
Spočítejte molární hmotnost kofeinu C₈H₁₀N₄O₂ a hmotnostní podíl dusíku (C 12,011; H 1,008; N 14,007; O 15,999).
\(M = 8\cdot 12{,}011 + 10\cdot 1{,}008 + 4\cdot 14{,}007 + 2\cdot 15{,}999 = \mathbf{194{,}19}\) g/mol; dusík \(56{,}03/194{,}19 = \mathbf{28{,}85}\) %.
2
Robusta má v zelené kávě 10 % CGA v sušině. Kolik jich modelově zbude v sušině pražené kávy při ztrátě sušiny 8 %?
Zbude \(1 - 0{,}09\cdot 8 = 0{,}28\) výchozího množství: \(10\cdot 0{,}28/0{,}92 = \mathbf{3{,}04}\) % v sušině pražené kávy.
3
Proč chutná filtrovaná káva, která hodinu stála na ohřívací plotýnce, kyseleji a svíravěji?
Za tepla pokračuje hydrolýza laktonů chlorogenových kyselin a esterů na volnou kyselinu chinovou a kávovou; pH klesá a přibývá svíravé kyselosti. Současně se odpařují a oxidují aromatické látky (thioly), takže chuť ztrácí „kávovost“.
4
Kolikrát vyšší je koncentrace H⁺ v kávě s pH 4,9 než ve vodě s pH 7,0?
\(10^{7{,}0 - 4{,}9} = 10^{2{,}1} = \mathbf{126}\)krát.
5
Proč je tmavě pražená káva hořčí, když kofeinu obsahuje stejně nebo méně?
Hořkost kávy pochází hlavně z produktů pražení: laktonů chlorogenových kyselin a hlavně z fenylindanů vznikajících z kyseliny kávové v tmavém pražení, z hořkých melanoidinů a dalších pyrolytických produktů. Kofein tvoří jen asi desetinu vnímané hořkosti a jeho obsah se se stupněm pražení téměř nemění.
Co si odnést
  • Pražení rozkládá sacharózu, chlorogenové kyseliny a trigonelin a vytváří melanoidiny, kyseliny a aromatické látky; kofein zůstává.
  • Maillardova reakce a Streckerova degradace dávají pyraziny, furany a melanoidiny – barvu, tělo a pražené tóny.
  • Hořkost tmavého pražení dělají hlavně fenylindany z chlorogenových kyselin, ne kofein.
  • Akrylamid vzniká z asparaginu v rané fázi pražení; pro praženou kávu platí srovnávací úroveň 400 µg/kg (nařízení (EU) 2017/2158).
Část IIIVysoká škola
10

Fyzika extrakce a vodavysoká škola

Extrakce kávy je přenos hmoty: rozpustné látky musí z buněk uvnitř částice difundovat k jejímu povrchu a odtud do okolní vody. Rychlost určuje velikost částic (difuzní dráha), teplota (difuzní koeficient a rozpustnost) a čas. Voda přitom není neutrální rozpouštědlo – vápník, hořčík a hydrogenuhličitany v ní mění, co se vyluhuje a jak nápoj chutná, a v kávovaru tvoří vodní kámen.

💧

Představte si částici kávy jako houbu nasáklou sirupem, kterou ponoříte do vody. Vnější vrstva – rozbité buňky po mletí – pustí sirup hned. Zevnitř musí molekuly „probloudit“ přes neporušené buněčné stěny, a čím je houba větší, tím déle to trvá: dvakrát větší částice potřebuje čtyřikrát delší čas. Proto je hrubost mletí tak mocná páka.

Difúze z částice kávy
Model ponorné extrakce: rychlá frakce z rozbitých buněk na povrchu a z jemných částic plus pomalá difúze z nitra kulové částice. Nastavte průměr částic, teplotu vody, podíl jemných částic a čas kontaktu (logaritmický posuvník od 10 s do 24 h). Tenké křivky ukazují pro srovnání částice 300 µm (espresso) a 1 200 µm (french press) při stejné teplotě.
LABORATOŘ
Model: \(EY = E_{max}(T)\,[\varphi\,(1 - e^{-t/10\,s}) + (1-\varphi)\,F(Dt/r^{2})]\), kde \(F\) je řešení difúze z koule (řada \(1 - \sum 6/(n^{2}\pi^{2})\,e^{-n^{2}\pi^{2}Dt/r^{2}}\)), \(\varphi\) = jemné částice + povrchová vrstva rozbitých buněk 30 µm, efektivní \(D = 1{,}8\cdot 10^{-11}\) m²/s při 93 °C kalibrované na filtr (700 µm, 3,5 min → 20 %) a přepočtené podle Stokesova–Einsteinova vztahu \(D \propto T/\mu\); \(E_{max}\) roste od 22 % při 4 °C do 30 % při 93 °C. Ponorná extrakce bez nasycení roztoku. Výukový model.
Voda a chuť
Nastavte tvrdost (vápník a hořčík) a alkalitu (hydrogenuhličitany) vody v mg/l CaCO₃ nebo zvolte typ vody. Mapa ukazuje cíl standardu SCAA, oblast rizika vodního kamene a odhad, jak se voda projeví v šálku.
LABORATOŘ
Model: převody 1 mmol/l = 100,09 mg/l CaCO₃ = 5,61 °dH; alkalita 1 mg/l CaCO₃ = 1,22 mg/l HCO₃⁻. Hodnocení chuti a vodního kamene je zjednodušené pravidlo podle standardu SCAA (2009) a obecných zásad úpravy vody pro kávovary; skutečný vliv závisí i na sodíku, chloridech, síranech, pH a kávě.
+Teorie: přenos hmoty, Fickův zákon a difúze z koule, průtok vrstvou, chemie vody, pufrace, vodní kámen a úprava vody

10.1Extrakce jako přenos hmoty

Extrakce probíhá v několika krocích: voda smočí a pronikne do částice (brzdí ji CO₂ z čerstvé kávy), rozpustí látky v buňkách, ty difundují póry a buněčnými stěnami k povrchu a přes tenkou hraniční vrstvu přejdou do okolní kapaliny. Nejpomalejší krok – obvykle vnitřní difúze – určuje rychlost. Hustotu toku popisuje Fickův první zákon: tok je úměrný gradientu koncentrace a difuznímu koeficientu \(D\).mass transfer, Fick's law, diffusion coefficient, boundary layer

Fickův zákon a charakteristická doba difúze z částice o poloměru r\[J = -D\,\frac{\partial c}{\partial x},\qquad \tau \sim \frac{r^{2}}{D}\]

Pro kouli s rovnoměrnou počáteční koncentrací a okolím s nulovou koncentrací má podíl uvolněné látky \(F(t)\) známé řešení (Crank). Pro krátké časy platí přibližně \(F \approx \frac{6}{\sqrt\pi}\sqrt{Dt/r^{2}} - 3\,Dt/r^{2}\) – extrakce zpočátku roste s odmocninou času, pak se zpomaluje.diffusion from a sphere, Crank

Podíl uvolněné látky z koule\[F(t) = 1 - \frac{6}{\pi^{2}}\sum_{n=1}^{\infty}\frac{1}{n^{2}}\,\exp\!\left(-\frac{n^{2}\pi^{2}Dt}{r^{2}}\right)\]
rozbité buňky na povrchu:rychlá frakce neporušené buňky: látkydifundují ven pomalu c (koncentrace)vzdálenost od středu → povrch brzy po zalitípozději povrch částice
Obr. 10.1 Částice mleté kávy. Mletím se roztrhnou buňky na povrchu – jejich obsah se vyluhuje skoro okamžitě. Z neporušených buněk uvnitř látky difundují pomalu; profil koncentrace se s časem snižuje a vyrovnává. U jemných částic tvoří povrchová vrstva větší podíl objemu, proto se vyluhují rychleji a víc.
Příklad Dvakrát větší částice, čtyřikrát delší čas

Při \(D = 10^{-10}\) m²/s je charakteristická doba pro částici o poloměru 0,15 mm \((0{,}15\cdot 10^{-3})^{2}/10^{-10} = 225\) s, pro 0,5 mm 2 500 s. Poměr \((0{,}5/0{,}15)^{2} = 11{,}1\): třikrát větší částice potřebuje jedenáctkrát delší čas. V laboratoři má modelová částice filtru (průměr 700 µm) za 3,5 min \(Dt/r^{2} = 1{,}8\cdot 10^{-11}\cdot 210/(3{,}5\cdot 10^{-4})^{2} = 0{,}031\), z nitra se uvolní asi polovina látek a spolu s rychlou frakcí to dá výtěžnost asi 20 %.

Difuzní koeficient roste s teplotou. Podle Stokesova–Einsteinova vztahu je \(D \propto T/\mu\); viskozita vody klesá z asi 1,57 mPa·s při 4 °C na 0,30 mPa·s při 93 °C, takže při 4 °C je \(D\) asi 0,15násobek hodnoty při 93 °C. Za studena navíc klesá rozpustnost některých látek. Cold brew proto potřebuje hodiny místo minut a chutná jinak – i při podobné výtěžnosti obsahuje jiný poměr kyselin, cukrů a aromatických látek.Stokes–Einstein relation

Stokesův–Einsteinův vztah (a poloměr molekuly)\[D = \frac{k_{B}T}{6\pi\mu a}\]

10.2Průtok vrstvou kávy

U průtokových metod se k difúzi přidává proudění vrstvou, popsané Darcyho zákonem (kapitola 5). Hnací silou ve filtru je jen hydrostatický tlak sloupce vody, u espressa čerpadlo. Jemné částice migrují ke dnu a zpomalují průtok, nerovnoměrné lití vytváří kanálky. Matematické modely kávové extrakce (například Moroney a kol., 2015) proto kombinují difúzi z částic dvou velikostí s prouděním ve vrstvě.percolation, hydrostatic pressure

Příklad Tlak ve filtru a v espressu

Sloupec vody 5 cm nad kávou v dripperu vytváří přetlak \(\rho g h = 1\,000\cdot 9{,}81\cdot 0{,}05 = 490\) Pa, tedy 0,0049 baru. Espresso pracuje s 9 bary = 900 000 Pa, asi 1 800krát víc. Proto filtr potřebuje hrubší mletí: propustnost vrstvy musí být řádově vyšší, aby voda protekla za několik minut.

10.3Chemie vody pro kávu

Tvrdost vody je obsah vápenatých a hořečnatých iontů (Ca²⁺, Mg²⁺), alkalita její schopnost neutralizovat kyselinu, u pitné vody prakticky obsah hydrogenuhličitanů (HCO₃⁻). V kávovém oboru se obě vyjadřují v mg/l CaCO₃ (nebo ppm); v Česku se často uvádí mmol/l nebo německé stupně °dH.water hardness, alkalinity, bicarbonate

Převody jednotek\[1\ \tfrac{\text{mmol}}{\text{l}}\ (\text{Ca}+\text{Mg}) = 100{,}09\ \tfrac{\text{mg}}{\text{l}}\ \text{CaCO}_3 = 5{,}61\ °\text{dH},\qquad 1\ °\text{dH} = 17{,}85\ \tfrac{\text{mg}}{\text{l}}\ \text{CaCO}_3\]
Tab. 10.1Standard vody pro výběrovou kávu SCAA (revize 2009), převzato z citací standardu
ParametrCílPřijatelné rozpětí
rozpuštěné látky (TDS)150 mg/l75–250 mg/l
vápenatá tvrdost68 mg/l CaCO₃ (4 grainy, 3,8 °dH)17–85 mg/l CaCO₃
celková alkalitakolem 40 mg/l CaCO₃–
pH7,06,5–7,5
sodíkkolem 10 mg/l–
chlor0 mg/l–
pach a barvačistá, bez pachu, bezbarvá–

Ionty Ca²⁺ a Mg²⁺ se podílejí na extrakci: kvantově chemické výpočty (Hendon a kol., 2014) naznačují, že hořečnaté ionty se na některé kávové kyseliny a aromatické látky vážou silněji než vápenaté a sodné jen slabě. Velmi měkká nebo destilovaná voda dává prázdnou, ostře kyselou kávu. Hydrogenuhličitany působí jako pufr: neutralizují kávové kyseliny, takže při vysoké alkalitě je káva plochá, „křídová“ a bez kyselosti; při téměř nulové alkalitě naopak ostrá. Podle Hendersonovy–Hasselbalchovy rovnice je při pH 7 poměr \([\mathrm{HCO_3^-}]/[\mathrm{H_2CO_3}] = 10^{7 - 6{,}35} = 4{,}47\).buffer, Henderson–Hasselbalch

Pufrace hydrogenuhličitanem a vznik vodního kamene při ohřevu\[\mathrm{HCO_3^- + H^+ \rightleftharpoons H_2CO_3 \rightleftharpoons CO_2 + H_2O},\qquad \mathrm{Ca^{2+} + 2\,HCO_3^- \xrightarrow{\ t\ } CaCO_3\!\downarrow + CO_2 + H_2O}\]

Při ohřevu se z hydrogenuhličitanů uvolňuje CO₂ a vápník se sráží jako uhličitan vápenatý – vodní kámen. V bojleru kávovaru zhoršuje přenos tepla a ucpává ventily a trysky. Naopak velmi měkká voda s chloridy může působit korozi kovů. Kavárny proto vodu upravují: iontoměničovými filtry (vyměňují Ca²⁺ a Mg²⁺ za H⁺ nebo Na⁺ a snižují alkalitu), reverzní osmózou s následnou remineralizací nebo míšením upravené a surové vody.limescale, ion exchange, reverse osmosis

Příklad Převody a míšení vody

Cílová tvrdost SCAA 68 mg/l CaCO₃ = 0,679 mmol/l = 3,81 °dH. Alkalita 40 mg/l CaCO₃ odpovídá 0,799 mmol/l HCO₃⁻, tedy 48,8 mg/l hydrogenuhličitanů. Chcete-li z tvrdé vody (300 mg/l CaCO₃) a vody z reverzní osmózy (prakticky 0) získat 68 mg/l, smíchejte \(68/300 = 22{,}7\) % tvrdé a 77,3 % osmotické vody.

Za barem

Složení vodovodní vody se v Česku mezi obcemi i čtvrtěmi velmi liší; údaje o tvrdosti zveřejňuje místní vodárna. Profesionální filtr se nastavuje podle naměřené tvrdosti a alkality a vyměňuje podle objemu protečené vody. Doma pomůže balená voda s nízkou mineralizací nebo konvičková filtrace – a pravidelné odvápnění kávovaru podle návodu.

Pozor

Změkčovač, který vyměňuje vápník za sodík, sníží tvrdost, ale ne alkalitu – voda zůstane pufrující a káva plochá. Destilovaná voda v kávovaru může poškodit čidla hladiny a podporovat korozi; výrobci kávovarů ji obvykle nedoporučují.

10.4Procvičení

1
Voda obsahuje 40 mg/l Ca²⁺ a 10 mg/l Mg²⁺. Jaká je celková tvrdost v mmol/l, mg/l CaCO₃ a °dH (Ca 40,08; Mg 24,31)?
\(40/40{,}08 + 10/24{,}31 = 0{,}998 + 0{,}411 = \mathbf{1{,}41}\) mmol/l, tedy \(1{,}409\cdot 100{,}09 = \mathbf{141}\) mg/l CaCO₃ a \(1{,}409\cdot 5{,}61 = \mathbf{7{,}9}\) °dH.
2
Rozbor vody uvádí 200 mg/l HCO₃⁻. Jaká je alkalita v mg/l CaCO₃ a jak se voda pravděpodobně projeví v kávě?
\(200/61{,}02 = 3{,}28\) mmol/l HCO₃⁻, jako CaCO₃ \(3{,}28/2\cdot 100{,}09 = \mathbf{164}\) mg/l – čtyřikrát nad cílem SCAA. Káva bude plochá, s potlačenou kyselostí, a při odpovídající tvrdosti hrozí vodní kámen.
3
O kolik se zmenší charakteristická doba difúze, když namelete kávu z průměru částic 1 000 µm na 700 µm?
\(\tau \propto r^{2}\): \((700/1\,000)^{2} = 0{,}49\), doba se zkrátí asi na polovinu.
4
Kolikrát pomaleji difundují látky ve vodě při 20 °C než při 93 °C podle Stokesova–Einsteinova vztahu (μ₂₀ = 1,002 mPa·s, μ₉₃ = 0,301 mPa·s)?
\(D_{93}/D_{20} = (366{,}15/293{,}15)\cdot (1{,}002/0{,}301) = 1{,}249\cdot 3{,}329 = \mathbf{4{,}16}\). Za pokojové teploty je difúze asi čtyřikrát pomalejší.
5
Proč v oblasti s tvrdou vodou nestačí kávovar jen častěji odvápňovat, a co dalšího voda ovlivní?
Odvápnění řeší jen usazeniny. Tvrdá voda s vysokou alkalitou ovlivňuje i chuť: hydrogenuhličitany neutralizují kyseliny a káva je plochá. Řešením je úprava vody (filtr se snížením alkality, reverzní osmóza s remineralizací, míšení) na hodnoty blízké doporučení, čímž se zároveň omezí tvorba vodního kamene.
Co si odnést
  • Extrakce = rychlá frakce z rozbitých buněk + pomalá difúze z nitra částice; doba difúze roste s druhou mocninou velikosti částic.
  • Teplota zvyšuje difuzní koeficient (Stokes–Einstein) i rozpustnost; proto cold brew trvá hodiny.
  • Tvrdost (Ca²⁺, Mg²⁺) pomáhá extrakci, alkalita (HCO₃⁻) neutralizuje kyseliny; SCAA cílí na 68 mg/l tvrdosti a asi 40 mg/l alkality.
  • Vodní kámen vzniká z vápníku a hydrogenuhličitanů při ohřevu; vodu upravují iontoměniče, reverzní osmóza a míšení.
Část IIIVysoká škola
11

Kofein a zdravívysoká škola

Kofein je nejrozšířenější psychoaktivní látka na světě. Blokuje v mozku receptory pro adenosin, látku, která signalizuje únavu, a tím oddaluje ospalost. Vstřebá se téměř celý, maxima v krvi dosáhne do hodiny a odbourává se hlavně v játrech – u každého jinak rychle. Evropský úřad pro bezpečnost potravin (EFSA) v roce 2015 zhodnotil, jaké příjmy nevzbuzují obavy u dospělých, těhotných a kojících žen a u dětí. Kapitola tyto informace vykládá; nejsou to individuální doporučení.

🔑

Adenosin se v mozku během bdění hromadí jako písek v přesýpacích hodinách a jeho vazba na receptory nás postupně uspává. Kofein se podobá adenosinu tak, že zapadne do stejného „zámku“, ale neotočí jím: receptor obsadí, a únava se proto neprojeví. Písek se ale sype dál – když kofein odezní, únava přijde najednou.

Kofein během dne
Zvolte skupinu, hmotnost a poločas odbourávání. Posuvníkem „čas“ nastavte, kdy nápoj vypijete, a přidejte ho tlačítkem; obsah kofeinu v nápojích je orientační podle EFSA. Graf ukazuje modelové množství kofeinu v těle od 6:00 do 6:00 dalšího dne, svislá čára je 23:00. Dlaždice porovnávají příjem s hodnotami, které EFSA považuje za nevzbuzující obavy.
LABORATOŘ
Model: obsah kofeinu v nápojích podle EFSA (espresso 60 ml 80 mg, filtrovaná káva 200 ml 90 mg, čaj 220 ml 50 mg, kola 355 ml 40 mg, energetický nápoj 250 ml 80 mg, hořká čokoláda 50 g 25 mg, mléčná 10 mg); skutečný obsah se velmi liší. Jednokompartmentový model s úplným vstřebáním (rychlostní konstanta 4 h⁻¹, maximum asi za 50 minut) a eliminací 1. řádu. Hodnoty EFSA (2015): dospělí jednorázově do 200 mg a denně do 400 mg, těhotné a kojící ženy denně do 200 mg, děti a dospívající 3 mg/kg denně. Informace, ne doporučení; neslouží k dávkování.
Minihra: pravda, nebo mýtus?
Rozhodněte o každém tvrzení. Za 7 správných odpovědí z 9 získáte bonus.
MINIHRA
0 / 9
+Teorie: mechanismus účinku, vstřebávání a metabolismus, hodnocení EFSA, káva a zdraví, citlivé skupiny

11.1Jak kofein účinkuje

Hlavním mechanismem je antagonismus adenosinových receptorů A₁ a A₂A. Adenosin vzniká při energetickém metabolismu buněk a během bdění se v mozku hromadí; vazbou na receptory tlumí uvolňování excitačních neuropřenašečů a zvyšuje ospalost. Kofein receptory obsadí, aniž by je aktivoval, a jejich tlumivý účinek zablokuje. Výsledkem je zvýšená bdělost, kratší reakční doba a menší pocit únavy; nepřímo se zvyšuje dopaminergní přenos. Při obvyklých dávkách se neuplatňují jiné mechanismy (inhibice fosfodiesteráz, uvolňování vápníku), které vyžadují mnohem vyšší koncentrace.adenosine receptor antagonist, A1, A2A

membrána nervové buňky adenosinkofein A K Aadenosin senenaváže receptor aktivní → útlum,ospalost receptor blokovaný → bdělost(dokud kofein neodezní) receptor A₁ / A₂A
Obr. 11.1 Adenosin (A) receptor aktivuje a tlumí činnost neuronu; kofein (K) se na receptor naváže, ale neaktivuje ho – jde o kompetitivního antagonistu. Při pravidelném pití přibývá receptorů a vzniká částečná tolerance; po náhlém vysazení se objevuje bolest hlavy, únava a podrážděnost.

Další účinky: krátkodobé zvýšení krevního tlaku (u pravidelných konzumentů menší), mírné močopudné působení, zvýšení výdeje energie a odbourávání tuků, uvolnění průdušek, u citlivých lidí bušení srdce, třes, úzkost a zhoršení spánku. Při pravidelném pití vzniká tolerance a po vysazení se za 12–24 hodin objevují abstinenční příznaky (bolest hlavy, únava, horší soustředění), které trvají obvykle několik dní; abstinence od kofeinu je uznaná diagnóza v klasifikaci DSM-5.tolerance, caffeine withdrawal

11.2Vstřebávání a odbourávání

Kofein se z trávicího traktu vstřebá téměř úplně, maximální koncentrace v krvi dosáhne obvykle za 30–60 minut. Rozpouští se v celkové vodě těla, volně prochází hematoencefalickou bariérou, placentou a do mateřského mléka. Z více než 90 % ho odbourává jaterní enzym cytochrom P450 1A2 (CYP1A2) demethylací na paraxanthin (asi 84 %), theobromin (asi 12 %) a theofylin (asi 4 %), které se dál mění a vylučují močí.CYP1A2, paraxanthine, theobromine, theophylline

kofein1,3,7-trimethyl CYP1A2játra paraxanthin asi 84 %1,7-dimethylxanthin theobromin asi 12 %3,7-dimethylxanthin theofylin asi 4 %1,3-dimethylxanthin rychlejší odbouráváníkouření (indukce CYP1A2) pomalejší odbourávánítěhotenství, novorozencihormonální antikoncepceonemocnění jaterněkteré léky (inhibitoryCYP1A2) dále: methylxanthiny a methylmočové kyseliny → moč
Obr. 11.2 Metabolismus kofeinu. Rychlost odbourávání se mezi lidmi liší několikanásobně – podle genetické varianty CYP1A2, kouření, hormonů, těhotenství, věku, jaterních funkcí a léků. U novorozenců je odbourávání velmi pomalé (poločas řádově dny).

Poločas kofeinu u zdravých dospělých bývá obvykle asi 3–7 hodin, prameny uvádějí rozpětí zhruba 2–10 hodin. Kouření ho zkracuje, hormonální antikoncepce prodlužuje asi na dvojnásobek a v pozdním těhotenství se může prodloužit ještě víc.half-life, elimination

Eliminace 1. řádu a vstřebávání (Batemanova funkce)\[A(t) = A_0\,2^{-t/t_{1/2}},\qquad A(t) = D\,\frac{k_a}{k_a - k_e}\left(e^{-k_e t} - e^{-k_a t}\right),\quad k_e = \frac{\ln 2}{t_{1/2}}\]
Příklad Kolik kofeinu zbude do večera

Dospělý vypije ve 14:00 nápoje s modelově 200 mg kofeinu (například dvě espressa a šálek čaje by podle EFSA měly 210 mg). Při poločasu 5 h zbude ve 23:00 (po 9 h) \(200\cdot 2^{-9/5} = \mathbf{57{,}4}\) mg, při poločasu 8 h 91,7 mg. Pro srovnání: EFSA uvádí, že už asi 100 mg krátce před spaním může u některých dospělých zkrátit a narušit spánek.

11.3Hodnocení EFSA (2015)

Vědecký panel EFSA pro dietetické produkty, výživu a alergie (NDA) zhodnotil v roce 2015 bezpečnost kofeinu ze všech zdrojů. Jde o hodnoty příjmu, které podle dostupných údajů nevzbuzují obavy o bezpečnost ve zdravé populaci – ne o doporučení kofein přijímat.EFSA Scientific Opinion on the safety of caffeine

Tab. 11.1Příjmy kofeinu, které podle EFSA (2015) nevzbuzují obavy o bezpečnost
SkupinaHodnota EFSAPoznámka
zdraví dospělí – jednorázovědo 200 mg (asi 3 mg/kg u 70 kg)i méně než 2 h před intenzivním cvičením; kombinace s alkoholem (asi 0,8 ‰) bezpečnost této dávky neovlivní
zdraví dospělí – za dendo 400 mgrozloženo během dne; netýká se těhotných
těhotné ženydo 200 mg denněze všech zdrojů; bez obav pro plod
kojící ženydo 200 mg denně (i jednorázově)bez obav pro kojené dítě
děti a dospívající3 mg/kg tělesné hmotnosti denněúdaje nestačily ke stanovení bezpečné dávky; EFSA navrhla tuto hodnotu odvozenou od dospělých
spánekasi 100 mgblízko doby spánku může u některých dospělých zkrátit a narušit spánek
Tab. 11.2Orientační obsah kofeinu podle EFSA (skutečnost se liší podle přípravy a výrobku)
Nápoj nebo potravinaKofeinmg na litr nebo kg
espresso 60 ml80 mg1 333
filtrovaná káva 200 ml90 mg450
černý čaj 220 ml50 mg227
kola 355 ml40 mg113
energetický nápoj 250 ml80 mg320
hořká čokoláda 50 g · mléčná čokoláda 50 g25 mg · 10 mg500 · 200
Příklad Co znamenají hodnoty EFSA v šálcích

400 mg odpovídá podle orientačních hodnot EFSA 5 espressům (5 · 80) nebo asi 4,4 šálku filtrované kávy (400/90); 200 mg asi 2,5 espressa, 2,2 šálku filtrované kávy nebo 4 šálkům čaje. Pro dítě s hmotností 30 kg vychází hodnota 3 mg/kg na 90 mg denně – tedy jeden energetický nápoj (80 mg) a kousek hořké čokolády. Kofein v kávě z kavárny se ale velmi liší: měření v Glasgow (Crozier a kol., 2012) našlo v jedné porci espressa 51 až 322 mg.

Pozor

Hodnoty EFSA jsou populační. Neznamenají, že příjem pod nimi je pro každého bez potíží, ani že nad nimi nastane škoda. Lidé s onemocněním srdce, vysokým krevním tlakem, úzkostnými poruchami, poruchami spánku, s některými léky nebo v těhotenství se mají o kofeinu poradit s lékařem.

11.4Káva a zdraví: co se ví

  • Diterpeny. Cafestol a kahweol z kávových olejů zvyšují LDL cholesterol; pít velké množství nefiltrované (vařené, „turek“, french press) kávy ho zvýší měřitelně, filtrovaná káva přes papír téměř ne, espresso je mezi nimi (Urgert a Katan, 1997).cafestol, kahweol, LDL cholesterol
  • Observační studie. Souhrnný přehled metaanalýz (Poole a kol., 2017, BMJ) spojil mírnou konzumaci kávy s nižším výskytem některých onemocnění (například diabetu 2. typu a onemocnění jater). Jde ale převážně o observační data, z nichž nelze dovodit příčinu; výjimkou s možným rizikem bylo těhotenství a u žen riziko zlomenin. Kávu proto nelze považovat za „lék“.umbrella review, observational studies
  • Rakovina. IARC v roce 2016 zařadila kávu do skupiny 3 (nelze klasifikovat jako karcinogen), ale pití velmi horkých nápojů nad 65 °C do skupiny 2A (pravděpodobně karcinogenní, rakovina jícnu) – bez ohledu na druh nápoje. Akrylamid viz kapitola 9.IARC, very hot beverages
  • Další souvislosti. Polyfenoly kávy pité s jídlem snižují vstřebávání nehemového železa; kofein u citlivých lidí zhoršuje pálení žáhy a úzkost. Pitný režim, spánek a výživu obecně rozebírá průvodce Zdravý životní styl.

11.5Citlivé skupiny a bezpečnost

Děti mají malou hmotnost, takže stejné množství kofeinu znamená mnohonásobně vyšší dávku na kilogram; zdrojem bývají kola, energetické nápoje a čokoláda. Nápoje s více než 150 mg kofeinu na litr (kromě nápojů na bázi kávy a čaje, které mají kávu či čaj v názvu) musí podle nařízení (EU) č. 1169/2011 (příloha III, bod 4.1) nést upozornění na vysoký obsah kofeinu a na to, že nejsou vhodné pro děti a pro těhotné nebo kojící ženy, s uvedením obsahu kofeinu. Těhotné ženy odbourávají kofein pomaleji a plod ho odbourává jen velmi pomalu.children, pregnancy, labelling of high caffeine content

Bezpečně Předávkování kofeinem

Příznaky předávkování: bušení a nepravidelný tep, třes, neklid, úzkost, nevolnost a zvracení, nespavost; ve vysokých dávkách křeče a život ohrožující poruchy srdečního rytmu. Americký úřad FDA upozorňuje, že toxické účinky včetně křečí se mohou objevit při rychlém požití asi 1 200 mg kofeinu a že čistý kofein v prášku nebo koncentrovaném roztoku je nebezpečný – odměřit správnou dávku kuchyňskými prostředky je prakticky nemožné. Kávou se k takovým dávkám dospělý dostane jen výjimečně (1 200 mg odpovídá asi 15 espressům najednou), dítě energetickými nápoji nebo tabletami mnohem snáz. Při podezření na otravu volejte 155 nebo Toxikologické informační středisko 224 919 293 nebo 224 915 402.

11.6Procvičení

1
Dospělý vypije za den dvě filtrované kávy, jedno espresso a jednu kolu (hodnoty EFSA). Kolik kofeinu přijme a jak se to má k hodnotě 400 mg?
\(2\cdot 90 + 80 + 40 = \mathbf{300}\) mg, tedy 75 % denní hodnoty EFSA pro zdravé dospělé; největší jednotlivá dávka 90 mg je pod 200 mg.
2
Jaká je hodnota EFSA pro dospívajícího s hmotností 45 kg a kolik je to plechovek koly po 355 ml?
\(3\cdot 45 = \mathbf{135}\) mg denně; \(135/40 = 3{,}4\) plechovky. Spolu s jinými zdroji (čaj, čokoláda) se hodnota vyčerpá rychle.
3
Ve 16:00 vypijete 100 mg kofeinu. Kolik ho bude v těle ve 22:00 při poločasu 5 h (vstřebávání zanedbejte)? Jaký podíl dávky zbude za 24 h?
\(100\cdot 2^{-6/5} = \mathbf{43{,}5}\) mg; za 24 h \(2^{-24/5} = 0{,}036\), tedy asi 3,6 %.
4
Při rychlostní konstantě vstřebávání \(k_a = 4\) h⁻¹ a poločasu 5 h vypočtěte čas maxima \(t_{max} = \ln(k_a/k_e)/(k_a - k_e)\).
\(k_e = \ln 2/5 = 0{,}139\) h⁻¹; \(t_{max} = \ln(4/0{,}139)/(4 - 0{,}139) = 3{,}36/3{,}86 = \mathbf{0{,}871}\) h, tedy asi 52 minut; v maximu je v těle asi 89 % dávky.
5
Proč může kuřák, který přestane kouřit, najednou špatně snášet své obvyklé množství kávy?
Látky z tabákového kouře (polycyklické aromatické uhlovodíky) indukují CYP1A2, takže kuřáci odbourávají kofein rychleji. Po přestání kouření se aktivita enzymu během dnů až týdnů vrátí k normálu, poločas kofeinu se prodlouží a při stejném pití stoupne jeho hladina – mohou se objevit neklid, bušení srdce a nespavost. Pomůže pití omezit; při lécích ovlivňovaných CYP1A2 se poradit s lékařem.
Co si odnést
  • Kofein blokuje adenosinové receptory A₁ a A₂A; vzniká tolerance a po vysazení abstinenční příznaky.
  • Odbourává ho CYP1A2, poločas bývá 3–7 h a velmi se liší (kouření zkracuje, těhotenství a antikoncepce prodlužují).
  • EFSA (2015): dospělí jednorázově do 200 mg a denně do 400 mg, těhotné a kojící do 200 mg denně, děti 3 mg/kg denně; 100 mg před spaním může zhoršit spánek.
  • Nefiltrovaná káva zvyšuje LDL cholesterol; velmi horké nápoje nad 65 °C jsou rizikové; čistý kofein v prášku je nebezpečný.
Část IIIVysoká škola
12

Kavárna jako provoz a udržitelnostvysoká škola

Cena šálku v kavárně je hlavně cena práce, nájmu, energie a daně – samotná káva tvoří jen menší část a pěstitel z ní dostane korunu nebo dvě. Kavárna je zároveň potravinářský provoz se svými pravidly a zdroj odpadu: kávové sedliny, mléčných obalů a kelímků. A na začátku řetězce stojí plodina, kterou ohrožuje klimatická změna a kvůli níž se nesmí kácet les.

🌍

Šálek cappuccina za šedesát korun je jako vstupenka do kina: neplatíte jen za film (kávu), ale za sál, obsluhu, světlo a teplo, techniku a daň. Kdo chce vědět, jestli je cena „férová“, musí se podívat na celý řetězec – od farmy přes vývozce, dopravu a pražírnu až k baru.

Cena šálku
Modelová kalkulace jednoho nápoje: surovina (káva a mléko), obal s sebou, práce baristy, režie (nájem, energie, voda, vybavení, odpisy), marže a DPH 21 %. Spodní posuvník je výkupní cena zelené kávy u pěstitele – ukazuje, kolik z ceny šálku připadne farmě. Dlaždice dole počítají i roční odpad podle počtu šálků za den.
LABORATOŘ
Model: surovina = cena kávy · dávka + cena mléka · objem; práce = mzdové náklady za hodinu / nápoje za hodinu; náklady + marže = cena bez DPH; DPH 21 % (podání nápoje v kavárně, zákon č. 235/2004 Sb., stav k 17. 10. 2026). Podíl pěstitele = výkupní cena zelené kávy · dávka / (1 − 0,15). Sedlina: 2 g mokré sedliny na gram kávy, 360 provozních dní. Modelová čísla, ne údaje konkrétních podniků.
Klima a výška pěstování
Teplota klesá s nadmořskou výškou asi o 6,5 °C na 1 000 m. Nastavte průměrnou roční teplotu u hladiny moře v oblasti, oteplení a výšku farmy. Křivky ukazují modelovou vhodnost klimatu pro arabiku (optimum asi 18–21 °C) a robustu (asi 22–26 °C) v různých výškách – čárkovaně dnes, plně po oteplení.
LABORATOŘ
arabikarobustačárkovaně dnes, plně po oteplení
Model: \(T(h) = T_0 + \Delta T - 0{,}0065\,h\); vhodnost jako Gaussova křivka kolem optima (arabika 19,5 °C, σ 2 °C; robusta 24 °C, σ 2,2 °C). Nezahrnuje srážky, sucho, mrazy, půdu, choroby ani vlhkost; skutečné modely (např. Bunn a kol., 2015) pracují s desítkami klimatických proměnných.
+Teorie: kalkulace a DPH, kavárna jako potravinářský provoz, odpad a obaly, certifikace, odlesňování, klimatická změna

12.1Kalkulace šálku a DPH

Náklady kavárny se dělí na variabilní (surovina a obaly – rostou s každým nápojem) a fixní (nájem, mzdy, energie, odpisy kávovaru a mlýnků, pojištění, software – platí se bez ohledu na prodej). Rozpočítání fixních nákladů na nápoj závisí na počtu prodaných šálků: prázdná kavárna má vysokou režii na šálek. Bod zvratu je počet nápojů, při kterém tržby pokryjí všechny náklady.variable and fixed costs, break-even point

Káva podaná jako nápoj v kavárně (i s sebou v kelímku a s mlékem) podléhá od 1. 1. 2024 základní sazbě DPH 21 %; zrnková nebo mletá káva prodaná jako zboží snížené sazbě 12 % (zákon č. 235/2004 Sb., o dani z přidané hodnoty, § 47 a přílohy č. 2 a 3; podle výkladu odborné literatury, stav k 17. 10. 2026).value added tax (VAT)

Příklad Cappuccino v modelové kavárně

Káva 18 g po 600 Kč/kg = 10,80 Kč, mléko 150 ml po 25 Kč/l = 3,75 Kč, práce 300 Kč/h na 30 nápojů = 10,00 Kč, režie 20 Kč – náklady 44,55 Kč. S marží 15 % je cena bez DPH 51,23 Kč, s DPH 21 % 61,99 Kč; DPH tvoří 10,76 Kč. Samotná káva je jen 17,4 % ceny. S sebou (+4 Kč za kelímek a víčko) vychází 67,56 Kč, espresso bez mléka 56,77 Kč.

pěstitel100 Kč/kg zelené2,12 Kč na šálek vývoz, doprava250 Kč/kg zelené5,29 Kč na šálek pražírna600 Kč/kg pražené10,80 Kč na šálek kavárnacappuccino s DPH61,99 Kč kolik stojí káva v jednom šálku (18 g pražené kávy) v jednotlivých článcích sklizeň, zpracování,sušení, třídění exportér, doprava, clo,dovozce, sklad ztráta 15 %, energie,práce, balení mléko, práce, nájem,energie, marže, DPH částky na šálek: cena za kg · 0,018 kg / 0,85 (zelená káva) nebo · 0,018 kg (pražená); modelové ceny
Obr. 12.1 Modelový hodnotový řetězec. Při těchto cenách připadne pěstiteli asi 3,4 % ceny cappuccina. Burzovní ceny arabiky jsou velmi proměnlivé: v letech 2024–2025 vystoupily na nejvyšší úroveň zhruba za půl století (sucha v Brazílii a horší sklizeň ve Vietnamu), ale vyšší cena se k drobným pěstitelům dostává jen částečně.

12.2Kavárna jako potravinářský provoz

Provoz kavárny je řemeslná živnost Hostinská činnost (příloha č. 1 zákona č. 455/1991 Sb., živnostenského zákona), která vyžaduje odbornou způsobilost (vlastní nebo odpovědného zástupce). Provozovatel musí plnit hygienické požadavky nařízení (ES) č. 852/2004 o hygieně potravin – mimo jiné zavést postupy založené na zásadách HACCP (analýza nebezpečí a kritických kontrolních bodů, čl. 5) – a předpisy o ochraně veřejného zdraví (zákon č. 258/2000 Sb.); dozor vykonává krajská hygienická stanice, u výroby a prodeje potravin SZPI. Informace o alergenech podle nařízení (EU) č. 1169/2011 musí mít obsluha k dispozici u každého nápoje a dezertu. Kdo chce pražit nebo prodávat kávu, cold brew či pečivo, musí řešit i registraci potravinářského podniku a označování. Podrobnosti se mění; ověřte je na živnostenském úřadě, u krajské hygienické stanice a SZPI.food business operator, HACCP

Bezpečně Za barem

Kritická místa kavárny: chlazení mléka a dezertů, čistota parních trysek a konviček, sanitace kávovaru (žíravé čisticí prostředky – ochranné rukavice, brýle, oddělené skladování od potravin), pitná voda a filtry, křížová kontaminace alergeny, opaření párou a horkou vodou. Pracovníci s potravinami musí mít zdravotní průkaz a znát hygienické minimum.

12.3Odpad, obaly a energie

Kávová sedlina je největší odpad kavárny: z každého gramu kávy vznikne asi 2–3 g mokré sedliny. Dá se kompostovat, využít v bioplynové stanici nebo jako substrát pro pěstování hub; čerstvá ve velkém množství ale obsahuje kofein a polyfenoly, které mohou brzdit růst rostlin, proto se do zahrady přidává po zkompostování a s mírou.spent coffee grounds

Příklad Odpad modelové kavárny

300 nápojů denně po 18 g kávy dá \(300\cdot 18\cdot 2 = 10\,800\) g = 10,8 kg mokré sedliny denně a za 360 dní 3,89 t (1,94 t kávy). Kdyby 40 % nápojů odcházelo s sebou, spotřebuje kavárna \(300\cdot 0{,}4\cdot 360 = 43\,200\) kelímků ročně.

Jednorázové kelímky s plastovou vrstvou spadají pod směrnici (EU) 2019/904 o omezení dopadu některých plastových výrobků (povinné označení a snižování spotřeby). Nařízení (EU) 2025/40 o obalech a obalových odpadech, obecně použitelné od 12. 8. 2026, ukládá provozovnám prodávajícím nápoje s sebou nejpozději od 12. 2. 2027 umožnit zákazníkům nechat si nápoj načepovat do vlastní nádoby bez příplatku a od 12. 2. 2028 nabízet nápoje i ve vratném obalu v systému opětovného použití (s výjimkou mikropodniků); konkrétní povinnosti ověřte v aktuálním výkladu. Energii spotřebuje hlavně kávovar (bojlery drží teplotu celý den), myčka a chlazení.single-use plastics, PPWR, reuse

12.4Certifikace a tvrzení v principu

Certifikační systémy pro kávu sledují různé cíle a průvodce je nejmenuje; v principu jde o tyto typy:certification schemes

  • Spravedlivý obchod – minimální výkupní cena pro organizace drobných pěstitelů a příplatek na společné projekty; certifikují se družstva, ne jednotlivé farmy.
  • Ekologické zemědělství – pěstování bez syntetických pesticidů a minerálních hnojiv podle nařízení (EU) 2018/848; v EU se označuje logem EU pro ekologickou produkci.
  • Ochrana lesa a biodiverzity – požadavky na stínové stromy, ochranu vodních zdrojů a ekosystémů a pracovní podmínky.
  • Přímý obchod – dlouhodobý vztah pražírny s farmou a zveřejněná výkupní cena; nejde o certifikaci a tvrzení ověřuje jen důvěra a transparentnost.

Certifikace stojí peníze a čas, které si nejmenší farmy nemusí dovolit, a cenový příplatek bývá malý; nejsou proto zárukou, že pěstitel žije důstojně. Environmentální tvrzení na obalech musí být pravdivá a doložitelná: od 27. 9. 2026 se uplatňují pravidla směrnice (EU) 2024/825, která zakazují obecná environmentální tvrzení („ekologické“, „šetrné k přírodě“) bez prokázání a značky udržitelnosti, které nejsou založeny na certifikačním systému nebo zavedeny veřejným orgánem.greenwashing, Directive (EU) 2024/825

12.5Odlesňování

Rozšiřování plantáží je jednou z příčin kácení tropických lesů. Nařízení (EU) 2023/1115 o odlesňování (EUDR) proto zakazuje uvádět na trh EU kávu (a další komodity), která nevznikla na pozemcích odlesněných po 31. 12. 2020 a nebyla vyprodukována v souladu s právem země původu; dovozci musí uplatňovat náležitou péči včetně zeměpisné polohy pozemků. Po změně nařízením (EU) 2025/2650 se povinnosti uplatní od 30. 12. 2026 pro střední a velké podniky a od 30. 6. 2027 pro mikro a malé podniky (stav k 17. 10. 2026; termíny byly už dvakrát odloženy, ověřte aktuální znění).EU Deforestation Regulation (EUDR), due diligence, geolocation

12.6Klimatická změna a budoucnost pěstování

Arabika snáší jen úzké rozpětí teplot, a proto je zranitelná. Modelová studie Bunn a kol. (2015) předpověděla do roku 2050 velký úbytek oblastí vhodných pro arabiku, zvlášť v nižších polohách Brazílie, Vietnamu a Indonésie, a posun pěstování do vyšších poloh – kde ale často roste les nebo není půda. Vyšší teploty a nepravidelné srážky podporují choroby a škůdce: epidemie rzi kávovníkové ve Střední Americe v letech 2012–2013 zasáhla velkou část plantáží. Hodnocení Davis a kol. (2019) zařadilo asi 60 % ze 124 známých divokých druhů kávovníků mezi ohrožené vyhynutím – přitom právě jejich geny mohou pomoci šlechtit odolnější odrůdy.climate change, coffee leaf rust, wild coffee species

0 m1 0002 000 arabika po +2 °C: 1 077–1 538 m arabika dnes: 769–1 231 m robusta po +2 °C:308–923 m robusta dnes: 0–615 m pásma optimální průměrné teploty (model, 26 °C u hladiny moře) T(h) = 26 + ΔT − 6,5 · h/1 000; arabika 18–21 °C, robusta 22–26 °C; vyplněně dnes, čárkovaně po oteplení
Obr. 12.2 Oteplení o 2 °C posune pásmo stejných teplot asi o 308 m výš. Plocha hory se s výškou zužuje, takže výš je pro kávu méně místa – a často je tam les, který se kvůli plantážím nesmí kácet (EUDR). Výšky jsou modelové, skutečné pásmo arabiky v tropech bývá výš (1 000–2 000 m), protože horské oblasti jsou chladnější a sušší.

Mezi cesty přizpůsobení patří agrolesnictví (kávovníky pod stínovými stromy, které snižují teplotu listů o několik stupňů a chrání půdu), odolné odrůdy a kříženci, závlahy, lepší zpracování a sušení, pojištění úrody a diverzifikace příjmů pěstitelů. Výzkum se vrací i k dalším druhům kávovníků snášejícím teplo.agroforestry, shade-grown coffee, adaptation

Příklad Posun pásma při oteplení

Při poklesu teploty 6,5 °C na 1 000 m posune oteplení o \(\Delta T\) pásmo stejné teploty o \(\Delta h = \Delta T/0{,}0065\): 1 °C → 154 m, 1,5 °C → 231 m, 2 °C → 308 m, 3 °C → 462 m.

12.7Procvičení

1
Kavárna prodává cappuccino za 80 Kč včetně DPH 21 %. Kolik je cena bez daně a kolik odvede DPH?
\(80/1{,}21 = \mathbf{66{,}12}\) Kč bez DPH; DPH \(80 - 66{,}12 = \mathbf{13{,}88}\) Kč.
2
Balíček zrnkové kávy stojí 500 Kč včetně DPH 12 %. Jaká je cena bez DPH?
\(500/1{,}12 = \mathbf{446{,}43}\) Kč; DPH 53,57 Kč.
3
Kolik z ceny šálku připadne pěstiteli, je-li výkupní cena zelené kávy 100 Kč/kg, dávka 18 g pražené kávy a ztráta pražením 15 %? Jaký je to podíl z ceny 61,99 Kč?
Zelené kávy je potřeba \(18/0{,}85 = 21{,}2\) g, pěstitel dostane \(0{,}0212\cdot 100 = \mathbf{2{,}12}\) Kč, tedy \(2{,}12/61{,}99 = \mathbf{3{,}4}\) % ceny.
4
Farma leží ve výšce 1 100 m v oblasti s průměrnou teplotou 26 °C u hladiny moře. Jaká je modelová průměrná teplota na farmě dnes a po oteplení o 1,5 °C? Je to stále v optimu arabiky 18–21 °C?
Dnes \(26 - 6{,}5\cdot 1{,}1 = \mathbf{18{,}85}\) °C (v optimu); po oteplení \(20{,}35\) °C – stále v optimu, ale u horní hranice. Farma ve výšce 800 m (dnes 20,8 °C) by se po oteplení dostala na 22,3 °C, mimo optimum arabiky.
5
Proč samotná vyšší burzovní cena kávy nemusí pomoci drobnému pěstiteli a co by mu pomohlo?
Drobný pěstitel prodává často přes překupníky nebo družstva za ceny sjednané dopředu, vyšší cena se k němu dostává se zpožděním a jen částečně, a zároveň mu rostou náklady (hnojiva, práce, doprava) a riziko neúrody kvůli suchu a chorobám. Pomáhají dlouhodobé smlouvy s předvídatelnou cenou, příplatky za kvalitu, sdružování v družstvech, přístup k úvěru, pojištění a technické poradenství, diverzifikace příjmů a investice do adaptace (stín, odolné odrůdy, zpracování).
Co si odnést
  • Cenu šálku tvoří hlavně práce, režie a DPH 21 %; káva je menší část a pěstitel dostane řádově korunu až dvě.
  • Kavárna je potravinářský provoz: hostinská činnost, hygiena podle nařízení (ES) č. 852/2004 s HACCP, alergeny podle nařízení (EU) č. 1169/2011.
  • Odpad: kávová sedlina, mléčné obaly a kelímky; nařízení o obalech (EU) 2025/40 postupně zavádí vlastní a vratné nádoby.
  • EUDR zakazuje kávu z půdy odlesněné po roce 2020; klimatická změna posouvá pásma pěstování výš a ohrožuje divoké druhy kávovníků.
PřílohaA

Slovníček

PřílohaB

Vzorce a hodnoty na jednom místě

Základy (kapitoly 1–4)

Změna hmotnosti při sušení; ztráta pražením\[m_1 = m_0\,\frac{1 - w_0}{1 - w_1},\qquad z = \frac{m_{zelená} - m_{pražená}}{m_{zelená}}\]
Doba vývoje při pražení a rychlost nárůstu teploty\[DTR = \frac{t_{konec} - t_{1.\,prask}}{t_{konec}},\qquad RoR = \frac{\Delta T}{\Delta t}\]
Extrakční výtěžnost a nápoj u filtru (R ≈ 2 g/g)\[EY = \frac{TDS\cdot m_{nápoje}}{m_{kávy}},\qquad m_{nápoje} \approx m_{vody} - R\, m_{kávy}\]
Měrný povrch kulových částic\[\frac{A}{m} = \frac{6}{\rho\, d}\]

Střední škola (kapitoly 5–8)

Espresso: poměr a výtěžnost\[R = \frac{m_{nápoje}}{m_{kávy}},\qquad EY = TDS\cdot R\]
Darcyho zákon a Kozenyho–Carmanův vztah\[Q = \frac{k\,A\,\Delta P}{\mu\,L},\qquad k = \frac{d^{2}\varepsilon^{3}}{180\,(1-\varepsilon)^{2}}\]
Tepelná bilance napěňování mléka\[m_{p}\,(h_{p} - c_{w}T_{k}) = m_{m}\,c_{m}\,(T_{k} - T_{0})\]
Trojúhelníkový test (náhodná odpověď s p = 1/3)\[P(X \ge k) = \sum_{i=k}^{n}\binom{n}{i}\left(\tfrac13\right)^{i}\left(\tfrac23\right)^{n-i}\]

Vysoká škola (kapitoly 9–12)

Maillardova reakce (zjednodušeně), pH\[\text{red. cukr} + \text{aminokyselina} \to \text{Amadoriho produkt} \to \dots \to \text{melanoidiny},\qquad pH = -\log[\mathrm{H^+}]\]
Fickův zákon, difúze z koule, Stokes–Einstein\[J = -D\frac{\partial c}{\partial x},\qquad F = 1 - \frac{6}{\pi^{2}}\sum_{n\ge 1}\frac{e^{-n^{2}\pi^{2}Dt/r^{2}}}{n^{2}},\qquad D = \frac{k_B T}{6\pi\mu a}\]
Tvrdost, alkalita a pufrace\[1\ \tfrac{\text{mmol}}{\text{l}} = 100{,}09\ \tfrac{\text{mg}}{\text{l}}\ \text{CaCO}_3 = 5{,}61\ °\text{dH},\qquad pH = 6{,}35 + \log\frac{[\mathrm{HCO_3^-}]}{[\mathrm{H_2CO_3}]}\]
Farmakokinetika kofeinu\[A(t) = D\,\frac{k_a}{k_a - k_e}\left(e^{-k_e t} - e^{-k_a t}\right),\qquad k_e = \frac{\ln 2}{t_{1/2}}\]
Teplota s výškou a posun pásma při oteplení\[T(h) = T_0 - 0{,}0065\,h,\qquad \Delta h = \frac{\Delta T}{0{,}0065\ \text{°C/m}}\]
Tab. B.1Hodnoty, které se hodí znát
VeličinaHodnota
kofein v sušině zelené kávyarabika asi 1,2 %, robusta asi 2,2 %; pražená káva podle vyhl. č. 187/2023 Sb. nejméně 0,6 %, bez kofeinu nejvýše 0,1 %
vlhkostzelená káva 10–12 % (nejvýše 12 %), pražená nejvýše 5 %
pražení1. prask asi 196 °C, 2. prask asi 224 °C, ztráta 12–20 %, DTR obvykle 15–25 %
filtrovaná káva (SCA)asi 55 g/l, výtěžnost 18–22 %, TDS 1,15–1,35 %, voda kolem 93 °C
espresso18 g → 36 g za 25–35 s, 9 barů, TDS 8–12 %, výtěžnost 18–22 %
mlékonapěňovat na 55–65 °C, nasávat vzduch do asi 37 °C
cupping SCA8,25 g na 150 ml, voda 93 °C, krusta 3–5 min, specialty od 80 bodů
voda SCAA (2009)tvrdost 68 mg/l CaCO₃ (17–85), alkalita kolem 40 mg/l, TDS 150 mg/l, pH 7
kofein podle EFSA (2015)dospělí do 200 mg najednou a 400 mg denně; těhotné a kojící 200 mg denně; děti 3 mg/kg denně
akrylamid – srovnávací úrovněpražená káva 400 µg/kg, rozpustná 850 µg/kg (nařízení (EU) 2017/2158)
DPHkáva jako nápoj v kavárně 21 %, zrnková a mletá káva 12 %
tísňová čísla155 záchranná služba, 112 jednotné, 150 hasiči; Toxikologické informační středisko 224 919 293, 224 915 402
PřílohaC

Zdroje a předpoklady

Právní předpisy (ověřeno 17. 10. 2026)

  • Vyhláška č. 187/2023 Sb., o požadavcích na čaj, kávu a kávoviny (účinná od 1. 7. 2023, nahradila vyhlášku č. 330/1997 Sb.): § 2 odst. 2 (zelená káva, pražená káva, pražená káva bez kofeinu nejvýše 0,1 % kofeinu v sušině, kávový extrakt, sušený extrakt nejméně 95 % sušiny na bázi kávy, extrakt bez kofeinu nejvýše 0,3 %), § 2 odst. 3 (kávoviny), § 6 odst. 6 (pražená káva bez přídavku kávovin), § 7, příloha č. 6 (pražená káva: kofein nejméně 0,6 %, vodný extrakt nejméně 22 %, voda nejvýše 5 %; zelená káva voda nejvýše 12 %).
  • Nařízení (EU) č. 1169/2011 o poskytování informací o potravinách spotřebitelům: čl. 9 odst. 1 písm. c) a čl. 44 (alergeny i u nebalených potravin), příloha II (14 skupin alergenů), příloha III bod 4.1 (nápoje s vysokým obsahem kofeinu nad 150 mg/l).
  • Nařízení (ES) č. 852/2004 o hygieně potravin, čl. 5 (postupy založené na zásadách HACCP); zákon č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví; zákon č. 110/1997 Sb., o potravinách.
  • Zákon č. 455/1991 Sb., živnostenský zákon, příloha č. 1 (řemeslná živnost Hostinská činnost).
  • Zákon č. 235/2004 Sb., o dani z přidané hodnoty, § 47 a přílohy č. 2 a 3 (od 1. 1. 2024 sazby 21 % a 12 %; podávání nápojů včetně kávy v rámci stravovací služby základní sazba, káva jako zboží snížená sazba – podle výkladu v odborném tisku, např. V. Benda: „Káva a DPH“, portál dauc.cz, 21. 5. 2025).
  • Nařízení Komise (EU) 2017/2158, kterým se stanoví zmírňující opatření a srovnávací úrovně pro snížení přítomnosti akrylamidu v potravinách, příloha I oddíl V (káva) a příloha IV (srovnávací úrovně).
  • Směrnice 2009/32/ES o extrakčních rozpouštědlech (dekofeinace kávy); nařízení (EU) 2018/848 o ekologické produkci.
  • Nařízení (EU) 2023/1115 o odlesňování (EUDR) ve znění nařízení (EU) 2025/2650 (Úř. věst. 23. 12. 2025): použitelnost od 30. 12. 2026 (střední a velké podniky) a 30. 6. 2027 (mikro a malé podniky); referenční datum odlesnění 31. 12. 2020.
  • Směrnice (EU) 2019/904 o omezení dopadu některých plastových výrobků na životní prostředí; nařízení (EU) 2025/40 o obalech a obalových odpadech (obecně použitelné od 12. 8. 2026; čl. 32 vlastní nádoby od 12. 2. 2027, čl. 33 nabídka opakovaně použitelných obalů od 12. 2. 2028 – podle výkladu právních a poradenských zdrojů); směrnice (EU) 2024/825 o posílení postavení spotřebitelů pro ekologickou transformaci (uplatňuje se od 27. 9. 2026).

Doporučení a data institucí

  • EFSA NDA Panel (2015): Scientific Opinion on the safety of caffeine. EFSA Journal 13(5):4102, doi:10.2903/j.efsa.2015.4102; stránka EFSA „Caffeine“ (téma, obsah kofeinu v nápojích) – jednorázové dávky do 200 mg a denně do 400 mg u dospělých, 200 mg denně u těhotných a kojících, 3 mg/kg denně u dětí a dospívajících, 100 mg a spánek. Ověřeno 17. 10. 2026.
  • Specialty Coffee Association: doporučení pro filtrovanou kávu (výtěžnost 18–22 %, TDS 1,15–1,35 %, asi 55 g/l; „Golden Cup“, mapa vaření); SCAA Cupping Protocol (2004); standardy CVA SCA-102 až SCA-105 (přijaty od listopadu 2024); SCAA Water for Brewing Specialty Coffee (revize 2009; hodnoty převzaty z citací standardu, primární dokument je dostupný členům). Ověřeno 17. 10. 2026.
  • International Coffee Organization: Coffee Market Report a výroční přehled za sezónu 2024/25 (světová produkce asi 178 mil. pytlů po 60 kg, arabika asi 57 %) – podle souhrnů zprávy.
  • IARC Monographs Volume 116 (2018, hodnocení 2016): Drinking Coffee, Mate, and Very Hot Beverages; IARC Monographs Volume 60 (1994): akrylamid skupina 2A.
  • U.S. Food and Drug Administration: Spilling the Beans: How Much Caffeine is Too Much? (spotřebitelská informace; toxické účinky při rychlém požití asi 1 200 mg, nebezpečí čistého kofeinu).
  • UNESCO: Reprezentativní seznam nehmotného kulturního dědictví lidstva – Turkish coffee culture and tradition (2013), Arabic coffee, a symbol of generosity (2015); Seznam světového dědictví – Coffee Cultural Landscape of Colombia (2011), Archaeological Landscape of the First Coffee Plantations in the South-East of Cuba (2000).
  • Historie kávy v českých zemích: Prague City Tourism, článek „Vídeňské kavárny v české Praze“ (prague.eu; Vídeňská kavárna 1820, později Union; kavárny po roce 1948); CzechTourism (kudyznudy.cz), Dům U Tří pštrosů a Dům U Zlatého hada (první pražská kavárna, Deodatus Damajan, 1714); Pragitecture: Liliová 17 a Karlova 18 (Gorgos Hatalah / Georgius Deodatus, rok 1714); e15.cz o brněnském kavárenství (Brno 1702). Údaje o prvních kavárnách se v pramenech rozcházejí. Ověřeno 17. 10. 2026.

Literatura

  • Illy, A., Viani, R. (eds.) (2005): Espresso Coffee: The Science of Quality. 2nd ed. Amsterdam: Elsevier Academic Press.
  • Folmer, B. (ed.) (2017): The Craft and Science of Coffee. London: Academic Press.
  • Farah, A. (2012): Coffee Constituents. In: Chu, Y.-F. (ed.): Coffee: Emerging Health Effects and Disease Prevention. Wiley-Blackwell, s. 21–58.
  • Clarke, R. J., Vitzthum, O. G. (eds.) (2001): Coffee: Recent Developments. Oxford: Blackwell Science.
  • Crank, J. (1975): The Mathematics of Diffusion. 2nd ed. Oxford: Clarendon Press.
  • Trugo, L. C., Macrae, R. (1984): A study of the effect of roasting on the chlorogenic acid composition of coffee using HPLC. Food Chemistry 15(3), 219–227.
  • Czerny, M., Mayer, F., Grosch, W. (1999): Sensory study on the character impact odorants of roasted Arabica coffee. Journal of Agricultural and Food Chemistry 47(2), 695–699.
  • Frank, O., Blumberg, S., Kunert, C., Zehentbauer, G., Hofmann, T. (2007): Structure determination and sensory analysis of bitter-tasting 4-vinylcatechol oligomers and their identification in roasted coffee by means of LC-MS/MS. Journal of Agricultural and Food Chemistry 55(5), 1945–1954.
  • Hendon, C. H., Colonna-Dashwood, L., Colonna-Dashwood, M. (2014): The role of dissolved cations in coffee extraction. Journal of Agricultural and Food Chemistry 62(21), 4947–4950.
  • Moroney, K. M., Lee, W. T., O'Brien, S. B. G., Suijver, F., Marra, J. (2015): Modelling of coffee extraction during brewing using multiscale methods: An experimentally validated model. Chemical Engineering Science 137, 216–234.
  • Cameron, M. I., Morisco, D., Hofstetter, D. a kol. (2020): Systematically improving espresso: insights from mathematical modeling and experiment. Matter 2(3), 631–648.
  • Urgert, R., Katan, M. B. (1997): The cholesterol-raising factor from coffee beans. Annual Review of Nutrition 17, 305–324.
  • Nehlig, A. (2018): Interindividual differences in caffeine metabolism and factors driving caffeine consumption. Pharmacological Reviews 70(2), 384–411.
  • Crozier, T. W. M., Stalmach, A., Lean, M. E. J., Crozier, A. (2012): Espresso coffees, caffeine and chlorogenic acid intake: potential health implications. Food & Function 3(1), 30–33.
  • Poole, R., Kennedy, O. J., Roderick, P. a kol. (2017): Coffee consumption and health: umbrella review of meta-analyses of multiple health outcomes. BMJ 359, j5024.
  • Bunn, C., Läderach, P., Ovalle Rivera, O., Kirschke, D. (2015): A bitter cup: climate change profile of global production of Arabica and Robusta coffee. Climatic Change 129, 89–101.
  • Davis, A. P., Chadburn, H., Moat, J. a kol. (2019): High extinction risk for wild coffee species and implications for coffee sector sustainability. Science Advances 5(1), eaav3473.
  • DaMatta, F. M., Ramalho, J. D. C. (2006): Impacts of drought and temperature stress on coffee physiology and production: a review. Brazilian Journal of Plant Physiology 18(1), 55–81.
  • Habermas, J. (1962): Strukturwandel der Öffentlichkeit. Neuwied: Luchterhand.

Modelové předpoklady laboratoří

Pražicí křivka: Newtonův ohřev zrna od vzduchu v bubnu, zpoždění sondy 0,45 min, odpařování vody s výparným teplem a organická ztráta rostoucí s teplotou; první a druhý prask při 196 a 224 °C na sondě. Espresso: Darcyho průtok s propustností úměrnou \(d^{2}\), kalibrace 18 g → 36 g za 28 s s výtěžností 20 %. Filtr a ponorné metody: zadržení 2 g vody na gram kávy. Difúze: rychlá frakce (jemné částice a povrch 30 µm) a difúze z koule s \(D = 1{,}8\cdot 10^{-11}\) m²/s při 93 °C, přepočet podle Stokese–Einsteina. Mléko: tepelná bilance s entalpií páry 2 710 kJ/kg a měrnou tepelnou kapacitou mléka 3,93 kJ/(kg·K). Kofein: jednokompartmentový model, \(k_a = 4\) h⁻¹. Klima: pokles teploty 6,5 °C na 1 000 m a Gaussovy křivky vhodnosti. Všechny modely jsou výukové; čísla v textu jsou spočtena skriptem a zaokrouhlena.

Interaktivní průvodce Káva a baristika (říjen 2026). Studijní materiál, nenahrazuje učebnici ani výuku, odborné školení, lékaře ani hygienické a právní poradenství; údaje o kofeinu jsou informace, ne individuální doporučení. Průvodce nejmenuje značky, výrobce, pražírny ani kavárny.