В результате каких реакций влага и свет лишают мой кофе свежести?

На сайте Black Bear Coffee есть действительно хорошая статья на эту тему (ссылка на которую приведена выше).

Хотя в вашем вопросе об этом не говорится, именно кислород является главным виновником потери свежести.

Отделение от кислорода было основной стратегией, и на то были веские
причины. Окисление, очевидно, в значительной степени
приводит к ухудшению и потере вкуса. Окружающий воздух содержит 19–21% кислорода, и всего 14
кубических сантиметров кислорода (или 70 кубических сантиметров окружающего воздуха) достаточно, чтобы
сделать фунт кофе совершенно несвежим... Распространённый миф заключается в том, что кофе не может поглощать кислород сразу после обжарки из-за дегазации углекислого газа. Однако, по оценкам Майкла Сиветца, вместо 21 % в дегазированном кофе содержится около 10 % кислорода — этого вполне достаточно, чтобы запустить процесс окисления.

В статье не говорится о том, как свет влияет на свежесть кофе, поэтому я бы предположил, что роль света в основном связана с повышением тепловой энергии.

Общей чертой всех процессов ухудшения качества является тепловая энергия.
Скорость ухудшения качества будет зависеть от тепловой энергии,
воздействующей на кофе, и от того, как она распределяется. Важным механизмом
распределения тепловой энергии является влага. Обжаренный кофе также
впитывает воду при контакте с влажной средой, особенно
при высоких температурах. При охлаждении водой может добавляться
дополнительное количество воды, а некоторые процессы ухудшения качества
сами по себе приводят к образованию воды в качестве побочного продукта. В цельных зёрнах или молотом кофе
вода может находиться в двух формах: свободной или связанной.

«Свободная» вода подвижна и может ускорять процессы черствения, удерживая
и доставляя тепловую энергию и кислород к ароматическим веществам, кислотам и
жирам, а также соединяя сахара и белки, чтобы инициировать
неферментативное потемнение. «Связанная» вода (прилипшая к поверхности) не так
подвижна и не может растворять реагенты. Соотношение между свободной и
связанной водой называется "активностью воды". Она увеличивается каждый раз, когда
кофе соприкасается с влажностью или высокими температурами ("связанная"
вода часто становится "свободной" водой при нагревании). Относительно низкая
влажность окружающей среды, составляющая 25%, может привести к увеличению содержания влаги в обжаренном кофе до
5%, при этом также повышается активность воды.
Окисление липидов ускоряется при повышенной активности воды, но не
обычно измеряется в кофе, несмотря на его влияние на свежесть. Исследования
показывают, что коэффициент активности воды выше 0,5
значительно увеличивает скорость неферментативного потемнения и окисления липидов
. В настоящее время проводятся дополнительные исследования активности воды и ее связи со свежестью кофе
.

«Свежесть» действительно кажется субъективным понятием, поэтому я не уверен, что существует каноническое определение химических компонентов свежести. Однако компания Black Bear приводит пример: «Кофе, известный своим тонким и сладким ароматом (например, некоторые сорта кофе из Восточной Африки), обязан своим уникальным вкусом альдегидам и не подходит для продажи в открытых контейнерах или в молотом виде».

В других источниках упоминаются химические компоненты, определяющие вкус кофе, но они не всегда перечисляются или отделяются от общего понятия «кофейность». Вот одно из таких утверждений из перепечатки статьи, опубликованной в Chemical & Engineering News:

В кофе было обнаружено более тысячи летучих соединений, хотя
только 40 или около того из них, как было доказано,
придают напитку его притягательный аромат, — отметил Хофманн. В их число входят
β-дамаскенон (с ароматом печёных яблок), 2-фурфурилтиол
(сернистый, с запахом гари), 2-изобутил-3-метоксипиразин (землистый), гваякол
(острый), 2,3-бутандион (маслянистый) и
4-гидрокси-2,5-диметил-3(2H)-фуранон (карамельный).

Ароматические и вкусовые соединения образуются в результате множества химических
реакций, включая реакцию Майяра, карамелизацию, разрушение полифенолов
, полимеризацию углеводов и пиролиз.

Ближе всего к тому, чтобы определить химическое соединение, отвечающее за «свежесть», я подобрался в этой статье:

«К сожалению, приятный аромат свежесваренного кофе невозможно просто
сохранить, — сказал Мюллер. Опять же, именно аромат
с нотками серы страдает при хранении кофейных напитков. Это
происходит в основном из-за снижения содержания соединения
2-фурфурилтиола (FFT), обладающего кофейным запахом». [сказал старший научный сотрудник Кристоф Мюллер.]

Результаты исследования, изложенные в этой статье, подтверждают утверждение Black Bear о том, что потеря свежести происходит из-за испарения воды, и эти процессы зависят как от времени обжарки, так и от условий хранения после покупки зёрен.

Когда зёрна достигают нужной степени обжарки, их быстро охлаждают
воздухом или водой. Зёрна, охлаждённые воздухом, содержат всего 1–2% воды,
а зёрна, охлаждённые водой, — до 5% воды.
Баггенстосс изучал влияние содержания воды в зёрнах на
стабильность вкусовых соединений при хранении. Он обнаружил, что альдегиды,
пиразины и дикетоны, такие как 2,3-бутандион, не подвержены влиянию
содержания воды в бобах.

С другой стороны, такие соединения, как диметилтрисульфид, образовывались быстрее
и достигали более высоких концентраций в зёрнах с более высоким содержанием воды.
Диметилтрисульфид образуется в результате окисления метантиола, который
в целом связан с ощущением свежести кофе. "Таким образом,
кофе с более высоким содержанием воды, по-видимому, терял свои свойства
быстрее, чем кофе, охлаждённый на воздухе," — сказал Багенстосс. Кроме того, «некоторые
ударные соединения быстрее разрушаются при хранении
кофе с более высоким содержанием влаги».

Свежесть — понятие субъективное. Скорее всего, это состояние, в котором зёрна находятся сразу после обжарки, чтобы добиться максимального желаемого вкуса. Обжарка меняет ароматические характеристики и усиливает одни вкусы, отодвигая другие на второй план. Кроме того, обжарка удаляет влагу из зёрен.

Я не любитель кофе, но полагаю, что на его свежесть влияют те же факторы, что и на свежесть других продуктов длительного хранения.

Влажность сильно влияет на порчу продуктов, создавая благоприятную среду для бактерий и ферментов, которые разрушают пищу. В упаковке длительного хранения часто используются влагопоглотители, которые поддерживают максимально сухую среду, тем самым предотвращая порчу продуктов из-за бактерий и ферментов.

Солнечный свет также может нанести вред разными способами. Особенно опасен ультрафиолетовый спектр, о чём вы наверняка знаете по последнему полученному вами солнечному ожогу. Мы знаем, что он повреждает ДНК. Витамины A и D особенно уязвимы, так как солнечный свет расщепляет их соединения на более простые вещества. Вероятно, некоторые из наиболее ароматных соединений, содержащихся в кофе, чувствительны к солнечному свету и распадаются на вещества, которые ухудшают или искажают вкус, который вы считаете приятным.