Kahvin kemiallinen koostumus

Kahvin aromiin vaikuttavat kemialliset yhdisteet

Kahvin aromiinliittyvät yksittäisten kahvituotteiden kemialliset yhdisteet riippuvat useista tekijöistä. Erityisesti vihreän kahvipavuntyypistä, maantieteellisestä alkuperästä ja käsittelyolosuhteista. Kahvin aromin havaitseminen riippuu yhdisteiden pitoisuudesta ja tuoksusta.

Tilastollista lähestymistapaa käytettiin vain kuuden aromimerkkiaineen valitsemiseen kuudesta vaihtoehtoisesta kahvin yhdisteestä . Etikkahappo, furfuraali, 2-metyylipyratsiini, 2-furfuryylialkoholi, 2,6-dimetyylipyratsiini ja 5-metyylifurfuraali. Nämä kuusi yhdistettä kattavat yli 80 prosenttia kahvinäytteissä havaittujen haihtuvien yhdisteiden keskimääräisestä suhteellisesta määrästä. Edellä luetellut aromaattiset yhdisteet ovat tärkeitäkahvilajikkeentai maantieteellisen alkuperänerottamisessa.

Kahvin paahtaminen kemiallisesta näkökulmasta

Paahtamisen aikana aminohapot ja sokerit yhdistyvät muodostaen suuren määrän reaktioita. Näin syntyy kahvin aromi, maku ja väri. Tätä kutsutaan Maillardin reaktioksi. Itse kahvipapu koostuu polysakkarideista eli sokereista. Se sisältää kuitenkin myös proteiineja, rasvoja ja kivennäisaineita. Siemenen tehtävänä on näin ollen tarjota kahvin alkion ravintoa, jotta se voi itää. Sokerit, proteiinit, lipidit ja kivennäisaineet ovat sitten paahtamisprosessin perusta .

Kahvipavut menettävät vettä paahtamisen ensimmäisessä vaiheessa 150 °C:n lämpötilaan asti. Varsinainen paahtaminen alkaa yli 160 °C:n lämpötilassa. Välittömästi sen jälkeen tapahtuu kemiallisia reaktioita, joiden määrä on lukematon. ja papujen koostumus muuttuu välittömästi. Tärkein tuote on hiilidioksidi.

Paahtamisen aikana 50-80 % trigonelliinista hajoaa. Trigonelliini on lähde joillekin kahvin aromisille typpiyhdisteille, joita esiintyy kahvin aromissa. Kahvin rikkiyhdisteet hapettuvat helposti ilmassa, ja tästä syystä ilmassa säilytetty kahvi menettää arominsa.

Paahdetun kahvin sisältämä suuri määrä pyridiiniä syntyy trigonelliinialkaloidin pyrolyysistä. Tämä aiheuttaa kuitenkin epämiellyttävän aromin ja ennen kaikkea heikentää kahvin laatua. Mitä tummemmaksi kahvi on paahdettu, sitä enemmän se sisältää pyridiiniä.

Kemiallinen reaktio espresson uuton aikana

Kahvin keittämisprosessissa ei ole kyse kemiallisesta muutoksesta. Kyse on yhdisteiden uuttamisesta paahdetuista kahvipavuista. Se, miten hyvin eri molekyylit voidaan uuttaa, riippuu niiden liukoisuudesta, joka puolestaan riippuu niiden poolisuudesta.

Erilaisilla atomeilla on suurempi vetovoima kemiallisten sidosten elektroneihin kuin toisilla. Esimerkiksi hapella on enemmän vetovoimaa sidoselektroneihin kuin hiilellä. Hiiliatomin ja happiatomin välistä sidosta kutsutaankin polaariseksi sidokseksi, koska sidoselektronit vetäytyvät lähemmäs happiatomia, mikä antaa sille lievän negatiivisen varauksen.

Polaariset molekyylit liukenevat veteen paremminkuin vetyatomit. Tämä tarkoittaa, että se ympäröi muita poolisia molekyylejä, jolloin ne voivat liueta. Kahvipavuissa olevia poolisia molekyylejä uutetaan kahvin keittämisprosessin aikana enemmän kuin poolittomia molekyylejä.

Mitkä yhdisteet vaikuttavat kahvin aromiin?

Aromi sisältää heterosyklisiä yhdisteitä ( furaanit, indolit, pyrroolit jne.). Näiden yhdisteiden muodostuminen johtuu Maillardin reaktiosta ja karamellisoitumisesta. Vihreä kahvi ei sisällä juuri lainkaan aromiaineita. Ne muodostuvat vasta paahtamisen aikana edellä mainitun Maillardin reaktion ansiosta.

Kahvin aromissa on myös alifaattisia yhdisteitä (hiilivetyjä, alkoholeja, estereitä jne.). Erityisinä esimerkkeinä mainitsen:

• metionaali
• 3-metyylibut
• 2-entynoli
• 3-metyylibutanaali
• 3-merkapto
• 3-metyylibutyyli
• formiaatti

Muut kahvin aromiaineisiin vaikuttavat aineet:

• Furaanit
• pyraanit
• 5-etyyli
• 3-hydroksi
• 4-metyyli
• Maltoli.

Kahvin aromin fenoleihin kuuluvat:

• Vanilliini
• 4-vinyyliguajakoli
• 4-etyyliguajakoli

Kahvipavuista on tunnistettu yli tuhat kemiallista kokonaisuutta, ja suuri osa niistä uutetaan kahvin valmistuksen aikana. Tutkimuksissa aromia arvioitaessa otetaan usein huomioon kaksi päätekijää:

• yhdisteen pitoisuus

• yhdisteen aromi vähimmäispitoisuudessa, jossa se voidaan havaita. Kokonaisaromia mitataan OAV:llä - se antaa arvon aromin voimakkuudelle.

Tärkeitä kahvin aromiin vaikuttavia yhdisteitä ovat pääasiassa rikkipitoiset yhdisteet, kuten 2-furfuryylitioli. Jotkin yhdisteet, jotka eivät ole miellyttäviä tuoksua yksinään, voivatyhdistyä muiden yhdisteiden kanssa ja lisätä aromin vivahteikkuutta.

Esimerkiksi metanthiolia on verrattu mädäntyneen kaalin tuoksuun. Toiselle rikkiä sisältävälle yhdisteelle, 3-merkapto-3-metyylibutyyliformiaatille, on ominaista pistävä haju.

A ldehydeillä on hedelmäinen tuoksu, furaaneilla on karamellin tuoksu ja pyratsiineilla maanläheinen tuoksu. Guajakoli ja muut fenoliset yhdisteet muistuttavat savuisia, mausteisia sävyjä. Myös pyrroleja ja tiofeenejä esiintyy vähäisinä pitoisuuksina .

Myös klorogeenihapot vaikuttavat aromiin. Etikkahappo, jota on vihreissä pavuissa ennen paahtamista, vaikuttaa suuresti kahvin makuun ja happamuuteen. Paahdetussa kahvissa on myös maltolia, jolla on makea, karamellimainen maku ja aromi.