Napar uzyskany z ziaren kawowca codziennie dodaje energii ponad połowie Polaków. W Polsce rocznie na mieszkańca spożywa się około 3 kg kawy. Dla porównania Finowie, którzy kawy piją najwięcej, konsumują jej 12 kg rocznie na osobę. Co może być zaskakujące, Włosi, którzy słyną z kultury picia kawy, wypijają jej "tylko" 5 kg na osobę.

W procesie produkcji kawy z dojrzałych owoców kawowca mechanicznie usuwa się miąższ, a uzyskane w ten sposób zielone nasiona są suszone i prażone. Prażenie odbywa się w temperaturze od 180 do 250 st. C i trwa od dwóch do dwudziestu pięciu minut w zależności od żądanego stopnia wyprażenia. Prażenie kawy, jak również inne procesy obróbki termicznej żywności, prowadzi do zmiany składu chemicznego produktu. Zachodzi też wówczas proces zwany reakcją Maillarda. Produkty tej nieenzymatycznej reakcji między cukrami prostymi a aminokwasami to na przykład melanoidyny, odpowiedzialne za brązowienie prażonych ziaren.

Jednak oprócz pozytywnych skutków prażenia kawy, jak poprawa jej smaku i aromatu, zachodzą także zjawiska niekorzystne – powstają cząsteczki o właściwościach potencjalnie szkodliwych, takie jak akrylamid czy 5-hydroksymetylofurfural (5-HMF).

Prozdrowotne właściwości kawy badała dr inż. Joanna Grzelczyk z Instytucie Technologii i Analizy Żywności Politechniki Łódzkiej, która ramach projektu fonansowanego przez NCN sprawdziła właściwości prozdrowotne kawy i to, jak wpływa na nie proces prażenia.

"Jestem miłośniczką kawy i zawsze zastanawiało mnie, czy w mitach o kawie tkwi ziarno prawdy. Badania nad kawą mnie pochłonęły. Grant z Narodowego Centrum Nauki pozwolił mi przeprowadzić ciekawe doświadczenia i przedstawić wyniki na konferencjach oraz zdobyć nową współpracę, która zaowocowała między innymi wyjazdem na staż do Kanady na Uniwersytet McGill" – opowiada dr Grzelczyk w rozmowie z serwisem Nauka w Polsce.

Kawa jest produktem bogatym w związki z grupy polifenoli, które wykazują szereg korzystnych dla zdrowia aktywności. Poprawiają funkcjonowanie układu odpornościowego, działają m.in. antymutagennie, neuro- i kardioprotekcyjnie, przeciwcukrzycowo. Prażenie wpływa negatywnie na zawartość polifenoli w ziarnach. Związki te w formie wolnej cechuje większa aktywność biologiczna, niż w formie związanej.

W ramach swoich badań dr Grzelczyk przygotowała ekstrakty z ziaren kawy gatunku arabika i robusta – z ziaren zielonych, jak i prażonych w stopniu jasnym i ciemnym, po czym poddała je trawieniu in vitro w sztucznym układzie pokarmowym. Okazało się, że zawartość wolnych polifenoli efektywnie wzrasta podczas trawienia, szczególnie w części układu symulującej jelito grube, a obecność mikroorganizmów jelitowych pozytywnie wpływa na ten proces.

Dr Grzelczyk przeprowadziła analizę wiązania substancji zwartych w ekstraktach kawowych z receptorami i enzymami. Dowiodła ona, że ekstrakty te mogą hamować aktywność m.in. monoaminoksydazy A oraz regulować aktywność receptora PPARγ. Pierwsza z wymienionych cząsteczek jest odpowiedzialna za rozkład serotoniny w organizmie, a jej inhibitory są stosowane jako leki przeciwdepresyjne. W szczególności ekstrakt z zielonej kawy robusta blokował aktywność monoaminooksydazy A. Zielona kawa może mieć zatem potencjalne właściwości antydepresyjne. Badaczka dodaje, że zablokowanie aktywności monoaminooksydazy zmniejsza też chęć spożywania węglowodanów.

Rola receptora PPARγ jest zaś znana w patogenezie cukrzycy typu 2. Z badań dr Grzelczyk wynika, że substancje aktywne zawarte w ekstrakcie z kawy, zwłaszcza zielonej, mogą pozytywnie wpływać na insulinowrażliwość tkanek, a tym samym mieć działanie prewencyjne wobec cukrzycy typu 2. W prażonej kawie zawartość tych substancji aktywnych zmniejsza się.

Dr Grzelczyk zajmowała się też wpływem kawy na powstawanie chorób neurodegeneracyjnych. Dowiodła ona, że zbadane ekstrakty kawowe mają potencjał w zapobieganiu im, ponieważ hamują aktywność niektórych enzymów i działają ochronnie na modelowe komórki nerwowe. Kawa przeciwdziała także tworzeniu się złogów beta-amyloidu, które są związane z chorobą Alzheimera.

Dr Grzelczyk ustaliła, że wszystkie badane ekstrakty kawowe chronią komórki nabłonka jelita cienkiego, czyli enterocyty, przed stresem oksydacyjnym, który sprzyja procesom nowotworzenia. Te z kawy zielonej chronią też wątrobę, a im wyższy stopień prażenia ziaren - tym efekt ten był słabszy.

Chociaż badaczka skupiała się głównie na prozdrowotnych efektach picia kawy - w ekstraktach kawy oznaczała także zawartość akrylamidu. Związek ten powstaje podczas obróbki produktów spożywczych w wysokich temperaturach (np. prażenia) i sprzyja powstawaniu nowotworów przewodu pokarmowego. "W kawie jasno prażonej jest go więcej, a mniej w ciemno prażonej. Nie są to jednak takie ilości, który przy codziennym spożyciu kawy wywołają chorobę nowotworową" – uspokaja badaczka.

Podsumowując swoje badania dr Grzelczyk mówi, jak – i jaką - pić kawę, aby najlepiej wykorzystać jej prozdrowotny potencjał: "zieloną lub ciemno prażoną, w temperaturze do 230 st. C. Oczywiście bez dodatków takich jak cukier". I podkreśla, że zielona kawa robusta zawiera więcej związków o korzystnych dla zdrowia, niż zielona arabika.

"Osobom, które mówią mi o szkodliwości kawy, powtarzam ważne zdanie: wszystko, co spożywamy, musimy spożywać z umiarem. Nawet woda w nadmiarze może zaszkodzić" – mówi badaczka w rozmowie z serwisem Nauka w Polsce.

Dziennie spożywać możemy od 3 do 4 filiżanek kawy (filiżanka to objętość około 150 ml) - dodaje.

Otrzymane wyniki wykorzystała ona do opracowania produktu żywnościowego o potencjalnym działaniu prozdrowotnym – lodów z dodatkiem ekstraktu z zielonej kawy – który zgłoszono do opatentowania.

Nauka w Polsce, Dominika Cieślak

doc/ zan/