شیمی قهوه

قهوه مجموعه ای از ترکیبات شیمیایی است. آنها با هم ترکیبی منحصر به فرد ایجاد می کنند که به قهوه بوی منحصر به فرد، طعم معطر و نیروی انرژی می بخشد. پس شیمی چه ربطی به همه اینها دارد؟

ترکیب شیمیایی قهوه

قهوه حاوی انواع مختلفی از مواد شیمیایی مختلف از جمله بیش از هزاران ترکیب معطر است. البته، کافئین شناخته شده ترین شرکت کننده در قهوه ات،س به همین دلیل است که بیشتر بزرگسالان در وهله اول آن را می نوشند، و ما در ادامه به نحوه عملکرد آن خواهیم پرداخت.

اما ترکیب شیمیایی قهوه از بسیاری از ترکیبات دیگر نیز تشکیل شده است:

کوینیک اسید: این اسید از منابع گیاهی بسیاری از جمله پوست درخت سینچونا و، درست حدس زدید، دانه های قهوه به دست می آید. همچنین همان چیزی است که به قهوه اسیدیته می دهد.
3،5 دی کافئویل کوینیک اسید: در آزمایشگاه ها از این برای پیش درمان نورون ها استفاده شده است. با محافظت از سلول ها در برابر آسیب های ناشی از رادیکال های آزاد، اثرات آنتی اکسیدانی ثابت شده ای دارد.
استوئین: این ترکیب دارای بوی غنی کره ای است که به قهوه می دهد. همچنین به عنوان افزودنی طعم دهنده در کره و ذرت بو داده مایکروویو استفاده می شود.
پوترسین: این ترکیب بدبو که از تجزیه آمینو اسیدها در موجودات زنده و مرده تولید می شود، در واقع به طور طبیعی در دانه های قهوه وجود دارد.
تریگونلین: این مولکول مهم است زیرا به پیریدین ها تجزیه می شود که به قهوه طعم شیرین و خاکی می دهد. همچنین از پوسیدگی دندان‌های شما توسط باکتری جلوگیری می‌کند.
اسیدهای کلروژنیک (CGA): تقریباً 8 درصد از دانه های قهوه بو داده نشده از این گروه از ترکیبات تشکیل شده است که به تلخی مشخص قهوه کمک می کند.

ترکیبات معطر

تریلیون ها مولکول در هوا در اطراف یک فنجان قهوه وجود دارد و بخار داغی که از نوشیدنی خارج می شود می تواند هزاران مولکول مختلف را حمل کند. عطر قهوه را می توان به چند مورد از این مولکول های معطر نسبت داد:

• پیرازین بوی خاکی می دهد
• متیل پروپانول بوی میوه ای یا تند دارد
• متیونال بوی سیب زمینی پخته می دهد
• متانتیول بوی کلم یا سیر می دهد

بیشتر این ترکیبات هنگام برشته شدن دانه های قهوه ساخته می شوند، عملی که انرژی لازم برای تبدیل اسیدهای کلروژنیک تلخ به یک نوشیدنی معطر را فراهم می کند. با این حال، مهم نیست که چقدر تبدیل صورت می گیرد، این ویژگی تلخ همیشه بخشی از قهوه خواهد بود.

طیف وسیعی از ترکیبات وجود دارد که ترکیب شیمیایی قهوه را تشکیل می دهند. همه اینها به بو و طعم خاص این نوشیدنی کمک می کند.

چرا قهوه طعم تلخی دارد؟

بسیاری از مردم فکر می کنند که طعم تلخ قهوه ناشی از کافئین است. در حالی که این ماده شیمیایی غالب در قهوه است، تنها 15 درصد تلخی آن توسط کافئین ایجاد می شود. طعم تلخ قهوه نتیجه دو ترکیب تند و آنتی اکسیدانی است که در دانه های قهوه بو داده یافت می شود: لاکتون های اسید کلروژنیک و فنیلیندان.

لاکتون های اسید کلروژنیک

اسیدهای کلروژنیک (CGA) استرهای اسید کافئیک و اسید کوئینیک هستند. اصطلاح “اسیدهای کلروژنیک” در واقع به یک خانواده پلی فنول از استرها، از جمله اسید کوئینیک و:

اسیدهای هیدروکسی سینامیک: این به دسته ای از اسیدهای معطر مانند اسید کافئیک، اسید فرولیک و اسید p-کوماریک اشاره دارد. همه آنها مشتقات هیدروکسیل اسید سینامیک هستند که بویی شبیه به عسل دارد.
با وجود نام، اسیدهای کلروژنیک حاوی کلر نیستند. این نام در واقع از کلمه یونان باستان chlorós به معنای سبز روشن گرفته شده است. این به دلیل رنگی است که هنگام اکسید شدن این گروه از اسیدها تولید می شود.

هنگامی که CGA ها آب می شوند، مولکول های تلخ مزه ای به نام لاکتون های اسید کلروژنیک تشکیل می دهند که با توجه به اینکه خود CGA تلخ نیست، طعنه آمیز است.

دو لاکتون اسید کلروژنیک غالب در دم کرده قهوه های سبک تا متوسط ​​در غلظت های بالا ظاهر می شوند: 3-کافئویل کوئینیک-1,5-لاکتون و 4-کافئویل کوئینیک-1,5-لاکتون. به عنوان لاکتون، این ترکیبات منبع غالب طعم تلخ در قهوه هستند.

فنیلیندان ها

فنی‌لیندان‌ها محصولات تجزیه شیمیایی لاکتون‌های اسید کلروژنیک هستند و در دم‌نوش‌های قهوه تیره مانند اسپرسو، در غلظت‌های بسیار بالاتری یافت می‌شوند.

فنی‌لیندان‌ها طعم تلخ‌تری نسبت به پیش‌سازهای خود به جای می‌گذارند و این توضیح می‌دهد که چرا قهوه‌های برشته‌شده تیره نوشیدنی‌های بسیار شدیدتری هستند.

طعم تلخ قهوه به دلیل وجود لاکتون های اسید کلروژنیک و فنیلیندان است. اینها ترکیبات شیمیایی هستند که طعم تلخ یک فنجان قهوه را آزاد می کنند.

شیمی کافئین

یکی از دلایلی که بزرگسالان در سراسر جهان عاشق قهوه خود هستند، کافئین است، داروی معجزه آسای طبیعت که شما را برای آن جلسه 9 صبح دوشنبه صبح آماده می کند. به طور خلاصه، کافئین با فریب گیرنده های آدنوزین در مغز شما کار می کند.

آدنوزین چیست؟

آدنوزین نقش های فیزیولوژیکی زیادی دارد. در مغز، انتقال دهنده عصبی مهاری است. این بدان معناست که با انجام کارهایی مانند تقویت خواب و سرکوب برانگیختگی، مانند یک سیستم عصبی مرکزی مضطرب رفتار می کند.

آدنوزین با اتصال به گیرنده های آدنوزین در مغز عمل می کند. با این حال، زمانی که قهوه می نوشید، کافئین نیز می تواند به این گیرنده ها متصل شود. برای یک سلول عصبی، کافئین بسیار شبیه آدنوزین به نظر می رسد، به همین دلیل است که می تواند به راحتی به آن متصل شود.

کافئین در لباس مبدل

هنگامی که کافئین به گیرنده های آدنوزین متصل می شود، تمام اتاق را اشغال می کند به طوری که آدنوزین دیگر توسط گیرنده ها قابل شناسایی نیست. بنابراین، به جای اینکه مانند آدنوزین فعالیت سلول های عصبی را کند کند، کافئین همه چیز را سرعت می بخشد.

این همچنین باعث افزایش شلیک نورون در مغز شما می شود. هیپوفیز این فعالیت را به عنوان یک وضعیت اضطراری تشخیص می دهد و هورمون هایی را ترشح می کند تا به غده فوق کلیوی بگوید آدرنالین تولید کند. همه به این دلیل است که وقتی مقدار زیادی قهوه می نوشید، عموماً احساس بیداری و گاهی لرزش بیشتری می کنید: وجود کافئین اساساً با سرکوب آدنوزین عملکرد مغز شما را دوباره سیم کشی می کند.

فرآیند مشابهی هنگام خوردن شکلات که حاوی تئوبرومین است اتفاق می افتد. این ترکیب همچنین قادر است گیرنده های آدنوزین را مسدود کند و این یکی از دلایل اعتیادآور بودن شکلات است.

کافئین با فریب گیرنده های آدنوزین در مغز عمل می کند. وقتی این کار را انجام می دهد، فعالیت سلولی را سرعت می بخشد و باعث ترشح هورمون ها در آدرنالین می شود. به همین دلیل است که قهوه و حتی شکلات می توانند بسیار اعتیاد آور باشند.

دم کامل

چندین متغیر وجود دارد که می توان آنها را کنترل کرد تا دم نوش عالی ایجاد شود. البته نوع دستگاه دم کردن بر استاندارد قهوه تاثیر می گذارد. تأثیری که آب بر دم نوش نهایی می گذارد کمتر آشکار است.

شیمی آب

وجود ترکیباتی مانند اسید کوئینیک و اسیدهای کلروژنیک قهوه را به نوشیدنی نسبتاً اسیدی تبدیل می کند. بنابراین، هنگام تهیه دم نوش عالی، مهم است که اسیدیته آب مصرفی را در نظر بگیرید.

باید تعادل اسیدی کاملی داشته باشد تا دم نوشی ایجاد شود که طعمی شبیه به بیرون آمدن از استارباکس داشته باشد. شیمی آب نیز دلیلی بر این است که، مهم نیست که چقدر تلاش می کنید، درست کردن یک دم نوش در خانه هرگز به خوبی طعمی که توسط باریستای محلی شما درست می شود، نمی شود. دو نوع آب از شیر آب موجود است:

آب نرم حاوی سطوح کمی یون کلسیم و مهمتر از همه بی کربنات است. این باعث ایجاد یک فنجان قهوه بسیار اسیدی می شود.
آب سخت حاوی سطوح بالایی از بی کربنات است که اسیدهای خوش طعم موجود در قهوه را خنثی می کند و باعث ایجاد طعم گچی می شود.
یافتن ترکیب شیمیایی مناسب آب که جایی در میانه این دو افراط باشد، کلید ساخت دم نوش عالی است.

ایجاد یک دم‌آوری عالی قهوه به عوامل مختلفی مانند توزیع اندازه ذرات و نوع دستگاه دم‌آوری بستگی دارد. اما شیمی آب نیز نقش بزرگی دارد.

شیر و قهوه

یکی از رضایت‌بخش‌ترین بخش‌های تهیه یک فنجان قهوه، ریختن شیر و تماشای چرخش آن در شکل‌های ابرمانند سریع در سراسر قهوه است.

اثر شکوفایی که هنگام ورود شیر برای اولین بار به قهوه رخ می دهد، ابتدا توسط نیروی گرانش ایجاد می شود که شیر را به ته لیوان می کشد. سپس این حرکت به دلیل چسبندگی مولکول های قهوه و شیر که با یکدیگر در تعامل هستند، مختل می شود. دیواره های لیوان به عنوان سطحی برای جهش این حرکت چرخشی عمل می کند و آن مارپیچ های زیبا را به سمت بالا ایجاد می کند.

شیر در نهایت به دلیل انتشار با قهوه مخلوط می شود. انتشار زمانی است که ذرات از ناحیه ای با غلظت بالا به ناحیه ای با غلظت کم حرکت می کنند تا در نهایت به طور یکنواخت پخش شوند. این همان فرآیندی است که به تنفس اجازه می دهد تا ما را زنده نگه دارد، و نحوه پخش شدن شیر در قهوه و مخلوط شدن با آن است.

اثر چرخشی شکوفه ای که هنگام ریختن شیر در قهوه اتفاق می افتد ناشی از نیروی گرانش و همچنین چسبندگی مولکول های شیر و قهوه است.