Kemisk sammensætning af kaffe

De kemiske forbindelser, der påvirker kaffens aroma

Dekemiske forbindelser i de enkelte kaffeprodukter, der ledsager kaffensaroma, afhænger af flere faktorer. Især typen af grøn kaffebønne, den geografiske oprindelse og forarbejdningsbetingelserne. Opfattelsen af kaffearoma afhænger af koncentrationen af forbindelser og deres lugt.

Enstatistisk metode blev brugt til at udvælge seks aromamarkører blandt seks alternative forbindelser i kaffe . Eddikesyre, furfural, 2-methylpyrazin, 2-furfurylalkohol, 2,6-dimethylpyrazin og 5-methylfurfural. Disse 6 forbindelser dækker mere end 80% af den gennemsnitlige relative mængde af flygtige forbindelser, der blev påvist i kaffeprøverne . De aromatiske forbindelser, der er nævnt ovenfor , ervigtige for at kunne skelne mellem kaffesorten eller den geografiske oprindelse.

Kafferistning fra et kemisk synspunkt

Under ristningen kombineres aminosyrer og sukkerarter og danner et stort antal reaktioner. Det skaber kaffens aroma, smag og farve. Det kaldes Maillard-reaktionen. Selve kaffebønnen består af polysaccharider eller sukkerarter. Men den indeholder også proteiner, lipider og mineraler. Frøets rolle, for at kunne spire, er derfor at give kaffeembryoet noget næring. Sukker, proteiner, lipider og mineraler er så grundlaget forristningsprocessen.

Kaffebønner mister vand i den første fase af ristningen op til en temperatur på 150°C. Denegentlige ristning begynder ved over 160 °C. Kemiske reaktioner, hvis antal er uoverskueligt, finder sted umiddelbart bagefter. Og bønnernes sammensætning ændres med det samme. Det vigtigste produkt er kuldioxid.

Under ristningen nedbrydes 50-80% af trigonellinen. Trigonellin er kilden til nogle af de aromatiske nitrogenforbindelser, der findes i kaffens aroma. Svovlforbindelserne i kaffe oxiderer let i luft, og det er grunden til, at kaffe, der opbevares i luft, mister sin aroma.

Den store mængde pyridin, der findes i ristet kaffe, produceres ved pyrolyse af alkaloiden trigonellin. Men det giver en ubehagelig aroma og reducerer frem for alt kvaliteten. Jo mørkere kaffen er ristet, jo mere pyridin indeholder den.

Kemisk reaktion under espresso-ekstraktion

Kaffebrygningsprocessen handler ikke om en kemisk ændring. Det handler om atudtrække forbindelser fra de ristede kaffebønner. Hvor godt forskellige molekyler kan ekstraheres, afhænger af deres opløselighed, som igen afhænger af deres polaritet.

Forskellige typer atomer trækker mere på elektronerne i kemiske bindinger end andre. For eksempel trækkerilt mere i bindingselektronerne end kulstof. Og bindingen mellem et kulstofatom og et iltatom er det, vi kalder en polær binding, fordi bindingselektronerne trækkes tættere på iltatomet, hvilket giver det en let negativ ladning.

Polæremolekyler er mere opløselige ivand end hydrogenatomer. Det betyder, at det omgiver andre polære molekyler, så de kan opløses. Polære molekyler i kaffebønner ekstraheres i højere procentdele under kaffebrygningsprocessen end ikke-polære molekyler.

Hvilke forbindelser bidrager til kaffens aroma?

Aromaenindeholder heterocykliske forbindelser (furaner, indoler, pyrroler osv.). Dannelsen af disse forbindelser skyldes Maillard-reaktionen og karamellisering. Grøn kaffe indeholder næsten ingen aromatiske stoffer. De dannes først under ristningen, takket være Maillard-reaktionen nævnt ovenfor.

Du kan også finde alifatiske forbindelser (kulbrinter, alkoholer, estere osv.) i kaffens aroma. Som specifikke eksempler vil jeg nævne:

• methional
• 3-methylbut
• 2-enthynol
• 3-methylbutanal
• 3-mercapto
• 3-methylbutyl
• formiat

Andre stoffer, der påvirker kaffearomaer:

• Furaner
• Pyraner
• 5-ethyl
• 3-hydroxy
• 4-Methyl
• Maltol.

Blandt fenolerne i kaffens aroma finder vi bl.a:

• vanillin
• 4-vinylguaiacol
• 4-Ethyl-guaiacol

Mere end tusind kemiske enheder er blevet identificeret i kaffebønner, og et stort antal af dem udvindes under tilberedningen af kaffen. I undersøgelser tager man ofte to hovedfaktorer i betragtning, når man vurderer aroma:

• koncentrationen af forbindelsen

• aromaen af forbindelsen ved den mindste koncentration, hvor den kan detekteres. Den samlede aroma måles med OAV - det giver en værdi for styrken af aromaen.

Vigtige forbindelser, der bidrager til kaffens aroma, er hovedsageligt svovlholdige forbindelser, herunder 2-furfurylthiol. Nogle forbindelser, som ikke er behagelige at lugte i sig selv, kan kombineres med andre forbindelser for at give aromaen en nuance.

For eksempel er en sådan methanthiol blevet sammenlignet med den lugt, der ligner rådden kål. En anden svovlholdig forbindelse, 3-mercapto-3-methylbutylformiat, er karakteriseret ved at have en skarp lugt.

Aldehyder har en frugtagtig aroma. Furaner bidrager til karamelaromaen, og pyraziner bidrager til den jordagtige aroma .Guaiacol og andre phenolforbindelser minder om røgede, krydrede noter .Pyrroler og thiophener er også til stede i lave koncentrationer .

Klorogensyrer har også indflydelse på den resulterende aroma. Eddikesyre, som er til stede i de grønne bønner før ristning , har stor indflydelse på kaffens smag og syrlighed.Maltol, som har en sød, karamelagtig smag og aroma, er også til stede i r istet kaffe.