Water Activity (Aw) vs. Moisture content (%)

Sensory, stability and roasting problems

 

Water activity (aw) and moisture content are two critical factors in assessing the quality and stability of green coffee. The question here is the following: do coffee roasters or producers need to be equipped with water activity meter in addition to moisture meter ?

The relation between water activity and moisture content is given by the water sorption isotherm of green coffee bean at a defined temperature.

Here’s a brief overview of both in the context of coffee:

 

Water Activity (aw):

Water activity measures the free water in a product that is available for chemical reactions and microbial growth. It ranges from 0 (completely dry) to 1 (pure water).

In coffee, water activity plays a crucial role in determining the shelf life, flavor, and food safety. High water activity can lead to microbial growth and quality degradation (especially lipid oxidation).

The optimal water activity for green coffee is typically between 0.30 and 0.60. Levels below this range can lead to staleness and a loss of flavor, while levels above can promote the growth of fungi and bacteria.

 

Moisture Content:

Moisture content represents the total amount of water in a product, expressed as a percentage of its weight. It affects the coffee’s taste, roasting process, and shelf life.

For green coffee beans, the ideal moisture content is usually between 10% and 12%. If the moisture content is too low, the beans can become brittle and result in an uneven roast. If it’s too high, there’s a risk of mold growth and then quality deterioration.

During roasting, the moisture content decreases, and monitoring this loss is essential for achieving the desired roast level and flavor profile. As water has much higher conductivity than cellulose, it is necessary to have enough water for heat transfer into the bean. The first crack is also affected by the water quantity.

 

 

Conclusion:

Both water activity and moisture content are crucial for maintaining the quality and safety of coffee during storage and processing. They are interrelated but measure different properties of water in the coffee. A relatively good correlation (r2=0.8) exists between Aw and moisture content. It is not fantastic, but it is not terrible.

While moisture content quantifies the total water present, water activity assesses how that water is bound within the coffee, impacting its availability for biochemical reactions and microbial growth. Below 0.60, there are still enzymatic reactions or lipid oxidation occurring and altering the overall sensory quality.

To conclude, it is not mandatory to have an expensive water activity equipment in the QC laboratory. Moisture content gives enough information about the quality of green coffee beans.

 

See Café Imports report on Water activity. https://www.cafeimports.com/europe/blog/water-activity-in-specialty-green-coffee/

 

ANALYSE DU CAFÉ VERT :

Activité de l’eau (Aw) vs Teneur en humidité (%)

Problèmes sensoriels, stabilité et torréfaction

L’activité de l’eau (aw) et la teneur en humidité sont deux facteurs critiques dans l’évaluation de la qualité et de la stabilité du café vert. La question est la suivante : les torréfacteurs ou les producteurs de café doivent-ils être équipés d’un appareil de mesure d’activité de l’eau en plus d’un appareil qui mesure la teneur en eau du café vert ?

La relation entre l’activité de l’eau et la teneur en humidité est donnée par l’isotherme de sorption d’eau du grain de café vert à une température définie.

Voici un bref aperçu de ces deux analyses dans le contexte du café :

 

Activité de l’Eau (aw) :

L’activité de l’eau mesure l’eau libre dans un produit qui est disponible pour les réactions chimiques et la croissance microbienne. Elle varie de 0 (complètement sec) à 1 (eau pure).

Dans le café, l’activité de l’eau joue un rôle crucial dans la détermination de la durée de conservation, de la saveur et de la sécurité alimentaire. Une activité de l’eau élevée peut entraîner une croissance microbienne et une dégradation de la qualité (en particulier l’oxydation des lipides).

L’activité de l’eau idéale pour le café vert est généralement comprise entre 0,30 et 0,60. Des niveaux en dessous de cette plage peuvent conduire à un rassissement et à une perte de saveur, tandis que des niveaux au-dessus peuvent favoriser la croissance de moisissures et de bactéries.

 

Teneur en Humidité :

La teneur en humidité représente la quantité totale d’eau dans un produit, exprimée en pourcentage de son poids. Elle affecte le goût du café, le processus de torréfaction et la durée de conservation.

Pour les grains de café vert, la teneur en humidité idéale est généralement entre 10 % et 12 %. Si la teneur en humidité est trop faible, les grains peuvent devenir cassants et entraîner une torréfaction inégale. Si elle est trop élevée, il y a un risque de croissance de moisissure et de détérioration de la qualité.

Pendant la torréfaction, la teneur en humidité diminue et le suivi de cette perte est essentiel pour atteindre le niveau de torréfaction et le profil aromatique désirés. L’eau ayant une conductivité beaucoup plus élevée que la cellulose, il est nécessaire d’avoir suffisamment d’eau pour le transfert de chaleur dans le grain. Le premier crack est également influencé par la quantité d’eau présente dans le grain.

 

Conclusion :

L’activité de l’eau et la teneur en humidité sont toutes deux cruciales pour maintenir la qualité et la sécurité du café pendant le stockage et le traitement. Elles sont interdépendantes mais mesurent différentes propriétés de l’eau dans le café. Une bonne corrélation relative (r2 = 0,8) existe entre Aw et la teneur en humidité. Ce n’est pas fantastique, mais ce n’est pas terrible non plus.

Alors que la teneur en humidité quantifie l’eau totale présente, l’activité de l’eau évalue comment cette eau est liée dans le café, influençant sa disponibilité pour les réactions biochimiques et la croissance microbienne. En dessous de 0,60, il y a toujours des réactions enzymatiques ou une oxydation des lipides se produisant et modifiant la qualité sensorielle globale.

Pour conclure, il n’est pas obligatoire d’avoir un équipement d’activité de l’eau coûteux