کیمیاگری در برشته‌کاری آزمایشگاهی

استفاده از واژه‌ی کیمیاگری به طور ناخودآگاه تصویر مردانی قرون وسطایی با ریش بلند را در ذهن ایجاد می‌کند که در حال ترکیب معجون‌هایی جادویی در تلاشی بی‌پایان برای تبدیل سرب به طلا هستند. گرچه ثمره‌ی آنچه کیمیاگران اولیه انجام دادند هرگز واقعا درک نشد، تلاش برای فهمیدن ارزش‌های خوب چیزی معمولی مانند سرب برای متحیر کردن ما ادامه داشته است.

برشته‌کاران قهوه نیز تفاوتی ندارند. چه کسی جز آن‌ها طی یک فرآیند روزانه، دانه سبز قهوه را به چیزی شامل بیش از ۱۰۰۰ ترکیب پیچیده و با عطری شیرین مانند عسل تبدیل می‌کند؟

به هر حال ایده‌ی تبدیل سرب به طلا دیگر مثل سابق جالب توجه نیست چون بر اساس اولین قانون ترمودینامیک ماده به وجود نمی‌آید و از بین نیز نمی‌رود، بلکه تنها شکل آن تغییر می‌کند. در این مقاله اساس شیمی قهوه را بررسی خواهیم کرد و بعضی از جادوهای فوق العاده‌ای که درون این دانه‌های کوچک روزانه در هزاران آزمایشگاه برشته‌کاری اتفاق می‌افتند را کشف خواهیم کرد.

مواد خام

گیاهان قهوه بسیار شبیه به انسان‌ها، در طول زندگی متابولیک خود صدها محصول جانبی تولید کرده که هر کدام منجر به شکل‌گیری اسیدهای آلی و ترکیبات میانی می‌شوند. (به زبان یک شخص عامی، اسید آلی هر اسیدی است که در ساختار مولکولی خود یک کربن داشته باشد).

گیاهان قهوه به واسطه‌ی چرخه‌ کالوین بیش از دو جین اسید متفاوت تولید می‌کنند که در برداشت تمام آن‌ها به صورت محبوس در دانه باقی می‌مانند. متغیرهایی مانند ژنتیک، جوره و گونه نهایتا قند محصول را که درون دانه محبوس است، مشخص می‌کنند. به طور مثال مقدار ساکاروز در گونه‌ی عربیکا تقریبا دو برابر گونه‌ی ربوستا می‌باشد. همانطور که جلوتر خواهیم گفت، این قندها در گسترش اسیدها در نوشیدنی داخل فنجان، نقشی حیاتی ایفا می‌کنند. ناپایداری قندها در برابر گرما موجب تجزیه‌ی ‌آن‌ها حین فرآیند برشته‌کاری و ایجاد بیش از ۳۰ اسید آلی و صدها ترکیب فرار می‌شود.

با این وجود، ژنتیک نقشی کلیدی در آنچه که قندها در نهایت تولید می‌کنند، بازی می‌کند. برای اینکه بخواهیم نتیجه‌گیری کنیم که این تنها متغیری است که بر کیفیت تاثیر می‌گذارد، زود است. به منظور کشف کامل جادویی که در دانه اتفاق می‌افتد باید به ارتفاع و آب و هوای خرد اقلیم‌ها نگاه کرد که البته باز دچار نمونه‌ی دیگری از تناقض طبیعت کلاسیک در برابر پرورش دادن می‌شویم.

در سطح فیزیکی، ارتفاع در افزایش اندازه دانه و چگالی آن تاثیر دارد. با کمک صفحات الک سریعا می‌توان این موضوع را تایید کرد، به طوری که نرخ سنجش کیفیت قهوه در بسیاری از کشورها بر اساس اندازه سطح رویی دانه است. و از آنجایی که در دمای پایین‌تر نرخ واکنش‌ها کاهش یافته و گیاه به طور موثری زمان بیشتری برای تغذیه دانه‌ها از مواد مغذی و قندها دارد، چنین اثری منطقی به نظر می‌رسد.

ارتفاع نیز نه تنها بر تغییر پارامترهای فیزیکی بلکه بر تغییر ترکیبات شیمیایی نیز موثر دارد. در ارتفاعات بالاتر، گرایش بیشتری برای تولید قهوه با اسیدیته قابل درک بیشتر وجود دارد، به طوری که به ازای هر ۱۰۰ متر افزایش ارتفاع، ۰.۶ درجه افت دما و برای هر ۳۰۰ متر، ۱۰ درصد افزایش قند محصول یا همان ساکاروز انتظار می‌رود. تمام این‌ها به چه معنی است؟ اسیدیته بیشتر.

با این حال این پازل اینجا تمام نمی‌شود زیرا اگر ارتفاع میزان اسیدیته ایجاد شده را مشخص کند، رطوبت منطقه نوع اسید ایجاد شده را مشخص می‌کند. موضوع تنها این نیست که چه میزان اسیدیته ایجاد شده، بلکه اینکه چه نوع اسیدی ایجاد شده به طور موثری مشخصه اسیدیته قهوه را تعیین می‌کند. درک این مسئله وقتی هفت قهوه از مناطق مختلف گواتمالا قهوه‌آزمایی شوند، آسان است. هرکه قهوه‌های Antigua یا Huheuetenango را در کنار Coban قهوه‌آزمایی کرده باشد، می‌تواند تفاوت چشمگیر آن‌ها را تصدیق کند. برای کسانی که با Coban آشنا نیستند، این یکی از مناطق بسیار مرطوب در گواتمالا است که گاه به گاه شبیه به جنگل‌های بارانی است. در فنجان، اکثرا خواهند گفت که فنجان حاوی قهوه Coban در مقایسه با قهوه مناطق دیگر لطافت میوه‌ای یا نوشابه دارد. همانطور که مشخص شد، رطوبت منطقه موجب افزایش اسیدهای میوه‌ای در دانه شده، بسیار شبیه به نوشابه شاردونه (chadonnay) که از انگور شاردونه تهیه می‌شود. این موضوع حاکی از آن است که افزایش رطوبت سطح اسید مالیک را افزایش می‌دهد، گرچه به شخصه مطالعه و پژوهش منتشر شده‌ای در این مورد ندیده‌ام. کشورهایی که ارتفاع جغرافیایی لازم جهت افزایش پتانسیل دانه را ندارند، “سایه” نقشی بسیار مهم را ایفا می‌کند، زیرا آنچه که از طریق ارتفاع به دست نیاید می‌تواند با محدودیت‌هایی منطقی به وسیله سایه‌گذاری مناسب جبران شود. هدف کاهش نرخ سوخت و ساز گیاه، افزایش تولید قند و نهایتا بهبود کیفیت نوشیدنی در فنجان است.

اگرچه بیش از ۱۰۰۰ ترکیب در حین برشته‌کاری ایجاد می‌شوند، در نهایت مهم‌ترین آن‌ها زمانی که با مشخصه‌های نوشیدنی درون فنجان سر و کار داریم، اسیدهای آلی است. همانطور که ما این سفر مختصر را برای کاوش دانش نهفته در پس در پرده را آغاز کردیم. پس بیایید تا با هم این گشت و گذار را شروع کنیم …

شکل دو: غلظت اسیدهای آلی در قهوه‌ی دم شده

اسیدهای کلروژنیک (CGA)

هر توضیحی درباره اسیدهای آلی بدون صحبت از اسید کلروژنیک کامل نخواهد بود. همانطور که در شکل ۱ دیده می‌شود، CGA دلیل غلظت بالای اسید آلی در قهوه به شمار می‌آید، چیزی حدود ۶ تا ۷ درصد برای عربیکا و بیش از ۱۰ درصد برای ربوستا از وزن خشک. گرچه این میزان زیاد به نظر نمی‌آید، مقدار نسبی CGA در مقایسه با کافئین، هفت تا هشت برابر بیشتر است و در یک فنجان معمولی ۸ اونسی، CGA به سختی دو اونس یا با تخمین، ۳۰ درصد حجم را می‌گیرد.

در حین برشته کاری، CGA نقشی مهم در گسترش عطر و طعم قهوه بازی می‌کند. تقریبا نیمی از مقدار آن در برشتگی میان برشت تجزیه می‌شود. در حالی که درجه برشتگی فرانسه (French Roast) تا بیش از ۸۰ درصد افت را نشان می‌دهد. بخشی که تجزیه می‌شود، برای تولید اسید کوئینیک و طعم‌یادهای جدید استفاده می‌شود.

لازم به ذکر است که اسید کلروژنیک تنها به یک ماده اشاره نمی‌کند بلکه به گروهی شامل بیش از ۶ ایزومتر متفاوت از اسیدها که هر کدام ویژگی‌های عطر و طعمی خود را دارند. بدون اینکه زیادی تخصصی شویم، اساسا دو گروه از این اسیدها وجود دارند: مونو کافئول (Mono Caffeoyl) و دی کافئول (Di Caffeoyl). در حالی که مونو کافئول به سهولت در حین برشته‌کاری تجزیه می‌شود، گروه دی کافئول‌ها تقریبا بدون تغییر باقی مانده و در مزه‌ای تلخ و فلزی مانند مشارکت دارند. در نتیجه‌ی بروز مشابه این مزه فلزی مانند در ربوستا که غلظت بالایی از این اسیدها را در مقایسه با عربیکا دارد، غافلگیر‌کننده نیست. به دلیل مزه‌ی نامطلوب‌شان، به نظر می‌رسد که اسیدهای کلروژنیک به طور موثری توسط گیاه برای محافظت در برابر حیوانات و هجوم حشرات مورد استفاده قرار گرفته است. شاید حشرات مزاحم درباره قهوه تخصصی چیزهایی می‌دانند!

این اسیدهای دی کافئول درست بعد از ترق دوم تجزیه شده و از مزه‌ی تلخ و فلزی مانند به آرامی کاسته می‌شود، گرچه تعدادی از شیمی‌دانان باهوش در کارخانه‌جات محلول‌ها (برخی کارخانه‌جات مواد شیمیایی) به طور موثری موفق به تغییر اندک سطح این اسیدها از طریق تصفیه بخار دانه‌های سبز کم کیفیت‌تر شده‌اند. چنین چیزی به ذهن چه کسی می‌توانست خطور کند؟ گمان می‌کنم که واقعا ضرورت منشا ابداع باشد. تجزیه اسیدهای کلروژنیک منجر به تولید دو ترکیب مهم می‌شود. همانطور که در شکل ۲ می‌بینید، تجزیه اسیدهای کلروژنیک منجر به افزایش یکنواخت اسیدهای کافئیک و کوئینیک شده که هر دو به عنوان ترکیبات فنولیک دسته‌بندی شده‌اند. چنین ترکیباتی غالبا در طبیعت گس هستند بنابراین درجه برشتگی تیره به تولید قهوه‌ای با گسی و تن‌واری بالاتری گرایش دارد. همین قاعده وقتی گسی و تن‌واری نوشابه‌ایِ قرمز مانند caberet (نوعی انگور) را با نوشابه شاردونه مقایسه می‌کنیم، دیده شده است. به عنوان یک قاعده کلی، هر ماده طبیعی که رنگ دارد همیشه شامل مقدار بالایی از رنگ‌بر (کروموفور) که یک نوع از ترکیبات فنولیک رنگ‌دار هستند، می‌باشد. اخیرا اسیدهای کلروژنیک به عنوان علت اصلی برای کسانی که از رفلاکس اسید رنج می‌برند، معرفی شده است. تخمین زده شده که مقداری کم به اندازه ۲۰۰ میلی گرم از اسیدهای کلروژنیک می‌تواند سطح اسید هیدروکلریک در شکم را افزایش دهد. یک لیوان قهوه بازه‌ای بین ۱۵ تا ۳۲۵ میلی گرم اسیدهای کلروژنیک دارد. کسانی که قهوه بدون کافئین می‌نوشند منفعت می‌برند چرا که فرآیند کافئین‌زدایی موجب کاهش اندکی در میزان اسیدهای کلروژنیک می‌شود. اما اولین افزایش اسیدیته در شکم تنها ناشی از اسیدهای کلروژنیک و نه بر خلاف باور بسیاری کافئین، بوده است.

chart1شکل ۲: تجزیه‌ی اسیدهای کلروژنیک به دو اسید کوئینیک و کافئیک

اسیدهای کلروژنیک: کوئینیک و کافئیک

پیش از ترق اول، اسیدهای کلروژنیک به تجزیه شدن ادامه می دهند در عین حال غلظت اسید کوئینیک به طور تصاعدی افزایش می‌یابد. با وجود فنولیک بودن ماده، اسید کوئینیک به نسبت بر گسی و تن‌واری افزوده و تشکیل ترکیبات رنگ‌دار به نام ملانوئید را می‌دهد.

به طرز جالبی افزایش در میزان اسید کوئینیک در مواردی که دانه قهوه سبز برای مدتی طولانی (بیش از ۱.۵ درصد از وزن خشک) در انبار نگه داشته شده، ثبت شده است.

خوشبختانه از آنجایی که می‌توان در هر آزمایشگاه ارزیابی قهوه ثابت کرد، نیازی به صبر کردن برای مدتی طولانی نیست تا اثر فوری بر اسیدیته را دید. همانطور که خیلی از ما حین قهوه‌آزمایی تجربه کرده‌ایم، هرچه بیشتر بگذاریم تا مایع قهوه بماند در عین حال که خنک می‌شود، اسیدیته قابل درک بیشتری خواهد داشت. دلیل این اتفاق تنها بخشی از شیمی جادویی است که در فنجان قهوه روزانه ما اتفاق می‌افتد. در درجه برشتگی‌هایی که از ۶.۵ درصد وزن خشک فراتر رود (تقریبا درجه برشتگی دارچینی) شاهد شکل‌گیری کوئینید خواهیم بود، همان ترکیبی که معمولا در آب تونیک یافت می‌شود. از آنجایی که این ترکیب در محصول دم کرده‌ی داغ باقی می‌ماند، به آرامی دچار آبکافت معکوس شده و به اسید کوئینیک برگشته و برای افزایش سطح ترشی قابل درک به کار می‌رود. بنابراین ده‌ها واکنش غیر قابل مشاهده در نوشیدنی داخل فنجان اتفاق می‌افتند. چنین پدیده‌ای ارزیابی قهوه را تمرینی بسیار سخت و وابسته به زمان می‌کند. خارج از آزمایشگاه ارزیابی این اثر وقتی قهوه را برای مدتی طولانی روی یک عنصر حرارتی قرار می‌دهیم نیز قابل مشاهده است. همچنین تمام این‌ها در حین یک سفر جاده‌ای نیز رایج است، زمانی که در نزدیک‌ترین کافی‌شاپ در طول مسیر با قهوه‌ای ترش از ما استقبال می‌کنند و از داستان‌هایی از اینکه چطور مدیر کافه قهوه را برای بیش از ۸ ساعت روی سطوح حرارتی قرار داده تا برای ما تازه بماند. متاسفانه هیچ معجون جادویی برای جلوگیری از این واکنش وجود ندارد و برای یک بار دیگر اهمیت تازگی قهوه بر ما روشن می‌شود.

 

محصول جانبی دیگر اسیدهای کلروژنیک، اسید کافئیک است که آن هم ترکیبی فنولیک بوده و در گسی نوشیدنی درون فنجان مشارکت می‌کند. اخیرا به اثبات رسیده است که اسید کافئیک آنتی اکسیدانی قوی بوده و باور بر این است که از ابتلای انسان‌ها به چندین نوع سرطان جلوگیری می‌کند.

اسید سیتریک

دومین اسید در لیست ما اسید سیتریک است که به طور طبیعی به عنوان سوخت و ساز گیاه به وجود می‌آید و به لحاظ غلظت بعد از اسید کلروژنیک قرار می‌گیرد. برخلاف بسیاری از اسیدهای دیگر، اسید سیتریک در طول فرآیند برشته‌کاری ایجاد نشده اما به آهستگی تجزیه می‌شود. در لحظه‌ای که ۹ درصد کاهش وزن داشته باشیم، شاهد کاهش غلظت آن به آهستگی هستیم. یک قهوه میان‌برشت در مقایسه با همان قهوه در حالتی که دانه سبز است، شامل ۵۰ درصد اسید سیتریک کمتر می‌باشد. تاثیر اسید سیتریک در اسیدیته قابل درک به عنوان اسیدی که مشارکت زیادی در مشخصه‌های نوشیدنی درون فنجان داشته، چشمگیر است. با این حال اسید سیتریک اسیدی نیست که تمایلی به مقدار زیاد آن را داشته باشید زیرا بسیاری از مردم مزه آن را گس و به شدت ترش توصیف کرده‌اند. ویژگی‌های ترش آن به حدی شدید است که بسیاری از کارخانه‌های تولید آب نبات از آن برای تولید تنقلات بر پایه ژلاتین استفاده می‌کنند.

اما برای اینکه بفهمیم چرا اینطور است، باید کمی فراتر را ببینیم. تا به حال یک پرتقال نرسیده را گاز زده‌اید؟ مزه آن را توصیف کرده‌اید؟ میوه‌ها در مراحل اولیه رسیدن گرایش به تولید مقدار زیادی از اسیدهای آلی دارند اما با ادامه‌ی فرآیند رسیده شدن همین اسیدها به قند تبدیل می‌شوند. اگر چند روز منتظر بمانید همان پرتقال نرسیده به طرز چشمگیری شیرین‌تر شده است. هر برشته‌کاری که باری از دانه سبز قهوه دریافت کرده است در صورتی که ترشی درون فنجان قهوه را تجربه کرده باشد با چنین پدیده‌ای برخورد داشته است. خوشبختانه برشته‌کاران می‌توانند از این خرده اطلاعات استفاده کرده تا کیفیت جداسازی بعد از برداشت در خاستگاه را بهبود دهند. وجود دانه‌ی معیوب در فراوری کنترل شده، جداسازی ضعیف دانه‌های نرسیده همیشه منجر به افزایش سطح اسید سیتریک همراه با یک ترشی مربوط به آن خواهد شد. پس یک برشته‌کار چه باید بکند اگر نمی‌تواند بخش‌های ترش یک بار قهوه را برگرداند؟ خیلی ساده، قهوه‌ها را تیره‌تر برشته کند. این کار تا جای ممکن موجب دفع زیاد اسید سیتریک می‌شود. از آنجایی که این مقاله تنها نگاهی اجمالی به جادویی که در حین برشته‌کاری می‌افتد، دارد با این حال امید دارم که موجب گسترش ذهن شما و آشنایی‌تان با دنیای فوق‌العاده شیمی‌ای که درون آن دانه‌های کوچک اتفاق می‌افتد، شود.

در بخش دو، نگاهی به نقش مابقی اسیدهای آلی مهم از جمله استیک، مالیک و فسفریک خواهیم داشت. چگونکی شکل گرفتن آن‌ها، تاثیر پذیری‌شان از فراوری شسته و نهایتا تغییرات آن‌ها در حین برشته‌کاری را مورد بررسی قرار خواهیم داد.

به ادامه سفر ماجراجویانه به دنیای رازآلود شیمی قهوه خوش آمدید. در بخش اول فرآیند برشته‌کاری، تجزیه حرارتی مواد و شکل‌گیری بیش از ۳۰ اسید آلی را که نیمی از آن‌ها فرار هستند، بررسی کردیم. سه اسید به نام‌های کلروژنیک، کوئینیک و سیتریک را برای مدتی بررسی کردیم.

به منظور مرور؛ مقدار هر دو اسید کلروژنیک و سیتریک بر اثر تجزیه حرارتی کاهش یافته و رابطه‌ای معکوس با درجه‌ی برشتگی دارند. در حالی که مقدار اسیدهای کوئینیک و کافئیک بر اثر شکست اسیدهای کلروژنیک افزایش می‌یابد.

در حین فرآیند برشته‌کاری بیش از ۸۰۰ ترکیب ساخته می‌شود که ۶۰ تای آن‌ها مواد کلیدی در عطر قهوه بوده و بسیاری از آن‌ها توسط دانشمندان شناسایی نشده و موجب تبدیل قهوه به یک نوشیدنی واقعا پیچیده می‌شوند. آنچه که ما می‌دانیم این است که مشارکت اسیدهای آلی در عطر و طعم قهوه از اهمیت بالایی برخوردار است. در کنار اسدیته، اسیدهای آلی در گسترش عطر و طعم‌های جدید و شفافیت رایحه (Aroma) نقشی مهم بازی می‌کنند. جلوتر در این مقاله برخی از اسیدهای کمتر در قهوه و اثر زیادشان در نوشیدنی درون فنجان را بررسی می‌کنیم.

اسید مالیک

مقدار زیاد این اسید در سیب یافت می‌شود و از همین رو معمولا به اسید سیب شناخته می‌شود. ترشی درک شده از اسید مالیک بیشتر از اسید سیتریک بوده و معمولا از طریق “پاپیلای برگه ای” در کناره‌ی زبان شناخته می‌شوند. همینطور، مکررا در صنعت غذا به منظور رساندن ویژگی‌های ترشی میوه‌ای رایج در آدامس‌ها، آب سیب و نوشیدنی‌های کم‌کالری، استفاده می‌شود. بعد از اسید فسفریک، اسید مالیک معمول‌ترین اسیدی‌کننده استفاده شده در غذا است.

در یک گیاه قهوه، اسید مالیک به عنوان ماده‌ای کلیدی در چندین فرآیند سوخت و ساز مهم به کار می‌رود. همینطور تولید نهایی آن درون دانه همواره تحت تاثیر شرایط محیطی قرار دارد. همانطور که در بخش یک اشاره کردیم، رطوبت منطقه گرایش به بالا بردن سطح اسیدهای میوه‌ای در قهوه دارد مانند قهوه منطقه بسیار مرطوب coban در گواتمالا. آنچه که دقیقا منجر به افزایش این میوه‌ای شدن می‌شود هنوز نامعلوم باقی مانده است اما حدس من این است که علت آن افزایش سطح اسید مالیک در دانه است. چنین حدسی می‌تواند درست باشد؛ برای مثال در شیمی نوشابه، نوشابه‌هایی که بیشترین ویژگی‌های میوه‌ای را بروز می‌دهند، مانند شاردونه گرایش به داشتن مقدار بیشتری اسید مالیک دارند.

در حین فرآیند برشته‌کاری اسید مالیک سرانجام بسیار شبیه اسید سیتریک می‌شود. با نقطه ذوب ۱۳۰ درجه سانتی‌گراد، کمی پایین‌تر از ساکاروز، مقدار اسید مالیک با افزایش درجه برشتگی، به سرعت کاهش می‌یابد. در حالی که دانه‌های سبز شامل حدودا ۰.۳۰ تا ۰.۷۰ درصد اسید مالیک هستند، یک قهوه میان‌برشت معمولی حدود ۳۰ درصد آن را به خاطر تجزیه گرمایی از دست می‌دهد.

اسید استیک

اسید استیک که معمولا به عنوان ماده‌ای فعال (Active Ingredient) در سرکه شناخته می‌شود بیش‌ترین بخش ایجاد شده در فرآیند برشته‌کاری است. در حین برشته‎کاری، کربوهیدرات‌هایی که در دراز مدت از ۶ تا ۱۰ کربن تشکیل شدند به اجزای کوچک‌تری شکسته می‌شوند. این اجزای کوچک‌تر تعداد پساوردهای مختلفی از جمله اسید استیک را افزایش می‌دهند که به سادگی در دم‌کرده‌ی قهوه برای افزایش سطح جامدات محلول، حل می‌شود.

بسته به شرایط برشته‌کاری، سطح اسید استیک در قهوه‌ی برشته شده می‌تواند تا بیش از ۲۵ بار از مقدار اولیه آن در دانه‌ی سبز افزایش یابد. به دلیل اینکه تولید آن نشات گرفته از شکست کربوهیدرات‌ها بوده، دانه‌های عربیکا با تقریبا دو برابر میزان قند ربوستا همواره اسید استیک بیش‌تری بعد از برشته‌کاری خواهد داشت. اما همانطور که جلوتر بررسی خواهیم کرد، با ادامه برشته کردن قهوه بعد از میان‌برشتگی، اسید استیک به سرعت و تا بیش از ۹۰ درصد از بین خواهد رفت. برخلاف بعضی دیگر از اسیدهایی که بررسی کردیم، اسید استیک اسیدی ضعیف بوده که تنها ۷ درصد در محلول دم‌شده قهوه شکسته می‌شود. اما به اشتباه نباید این اسید را بی‌اهمیت در نظر گرفت. تمام پروتون‌های درون فنجان از این اسید نشات گرفته نشده است. اینکه اسدیته قابل درک تنها کنشی از پروتون‌های آزاد در محلول نبوده بلکه از اسیدیته ذخیره شده ناشی از اسیدهایی که سهمی ندارند، بیش از ۷۵ سال است که شناخته شده است. آن‌ها اسیدهایی هستند که به راحتی شکسته نشده و در هیچ مقدار زیادی از pH مشارکت نمی‌کنند، چنین خصوصیتی در اسیدهای ضعیف مانند اسید استیک رایج است. علاوه بر این تحقیقات تایید کردند که حتی تغییرات کوچکی در pH ناشی از اسیدهای جدانشدنی می‌تواند به طور چشمگیری رایحه، عطر و طعم و شخصیت کلی قهوه را تغییر دهند. ارزیابان حسی آموزش دیده با کام‌های حساس‌شان تغییری به کوچکی ۰.۱۰ (واحد pHی) در pH نوشیدنی را تشخیص دادند.

خصوصیت مهم دیگر اسید استیک این است که مولکولی فرار است که سیستم دستگاه بویایی ما به راحتی آن را تشخیص می‌دهد. چطور می‌توان آن را تست کرد؟ به سادگی درب بطری یک سرکه را باز کنید. با جذب حرارت توسط مولکول‌های اسید استیک به خاطر دمای محیط  شروع به ارتعاش می‌کنند. این ارتعاشات با برخوردهای بسیار و همزمان و در نهایت جذب انرژی کافی برای فرار مولکول‌ها از مایع و رسیدن به محیط اطراف اتفاق می‌افتد. به زودی اتاق با هزاران مولکول اسید استیک پر شده و بوی زننده سرکه در هوا پخش می‌شود. از آنجایی که اسید استیک به شدت فرار است، در رایحه‌ی قهوه نقشی مهم را ایفا می‌کند. چون بیشتر ترکیبات معطر شناسایی شده بر پایه روغن هستند، بسیاری از آن‌ها در قطره‌های روغن درون قهوه به صورت حل شده باقی می‌مانند. به طرز جالبی عربیکا به طور تقریبی مقدار۶۰ درصد لیپید بیشتری از ربوستا دارد که احتمالا پیچیدگی رایحه‌ی آن را توضیح می‌دهد.

در حین برشته‌کاری سطح اسید استیک در درجه روشن‌برشت به اوج رسیده و سپس با ادامه فرآیند و توسط تبخیر به سرعت کاهش می‌یابد. برای برشته‌کارانی که مایل به بهره‌گیری از این موضوع هستند، تکنولوژی برشته‌کاری پاسخی دارد، تهیه دستگاه‌های برشته‌کاری بر اساس فشار زیرا این دستگاه‌ها افت اسیدهای فرار را کاهش داده و میزان اسیدیته را بیشتر از برشته‌کاری سنتی با بهره‌گیری از فیزیکی ساده، حفظ می‌کنند. احتمالا یکی از شناخته‌ شده‌ترین‌ها دستگاه برشته‌کاری با بستر سیال Smitherm است که Micheal Sivetz درباره آن تحقیق مفصلی کرده است. برشته‌کاری با این دستگاه‌ها در حال حاضر می‌تواند به اندازه ۰.۲۰ واحد به pH نوشیدنی اضافه کند. به این صورت که pH قهوه را به سادگی با استفاده از برشته‌کاری با فشار به جای روش معمول از ۵.۲۰ به ۵ کاهش می‌دهد. با اینکه ۰.۲۰ واحد ممکن است که به نظر زیاد نیاید، نشان‌دهنده تقریبا دو برابر سطح اسیدیته بر مبنای مقیاس لگاریتمی است. متاسفانه برشته‌کاری بر اساس فشار اساسا برای قهوه ربوستای کم‌کیفیت مناسب بوده زیرا که افزایش در اسیدیته همواره مطلوب است. منشا کوچک دیگری از اسید استیک فراوری‌های بعد از برداشت است. در حین فراوری شسته، اسید استیک به عنوان محصول جانبی در فرآیند تخمیر می‌باشد. بر اساس دمای منطقه، بازه زمان تخمیر می‌تواند بین ۱۲ تا ۳۶ ساعت باشد. زمان تخمیر بیش از ۴۸ ساعت معمولا منجر به شکل‌گیری بوی متعفن به عنوان نتیجه تولید زیاد از اسیدهای فرار نامطلوب از جمله اسیدهای استیک، پروپریونیک و بوتیریک می‌شود. در حین فراوری، زمانی که موسیلاژ چسبنده از دانه جدا شود، تخمیر به پایان می‌رسد و فراوری با شستشوی دانه‌ها با آب تمیز ادامه می‌یابد. اما حتی با شستشوی مناسب، مقدار ناچیزی از اسید استیک در دانه باقی می‌ماند. در این مقادیر ناچیز، اسید به خاطر مشارکت‌اش در تمیزی و شفافیت در مقایسه با قهوه‌هایی با فراوری خشک، ویژگی مطلوبی است.

اسید فسفریک

برخلاف اسیدهای دیگر که تا به الان بررسی شدند اسید فسفریک یک اسید آلی نیست بلکه اسیدی غیر آلی است. چطور ما چنین چیزی را می‌دانیم؟ کمبود کربن قابل استفاده در ساختارش آن را در چنین دسته‌بندی‌ای قرار می‌دهد. گرچه دیدگاه‌های متناقض در مورد منشا و نقش اسید فسفریک در قهوه وجود دارد اما در حال حاضر باور بر این است که اسید فسفریک برگرفته از جذب اینوزیتول هگزا فسفات یا اسید فیتیک (نوعی اسید آلی) توسط گیاه قهوه است.

در حین برشته‌کاری اسید فیتیک برای تشکیل اسید فسفریک، اسیدی که صد برابر قوی‌تر از اسیدهای آلی که تا به حال بررسی کردیم، تجزیه می‌شود. همینطور خیلی از محققان باور دارند که اسید فسفریک در اسیدیته نوشیدنی به خاطر توانایی و قدرت‌اش در به آسانی گسستن‌اش، مشارکت چشمگیری دارد. در تحقیقی که در سال ۱۹۹۹ توسط انجمن کیفیت قهوه یا همان انجمن تخصصی قهوه صورت گرفت، در بخش‌های به خصوصی از کنیای AA و SL28 مقدار قابل توجهی از اسید فسفریک در مقایسه با کلمبیای سوپریمو یافت شد. علاوه بر این در آزمایش‌هایی که این اسید به قهوه‌های دم شده از خاستگاه‌های دیگر اضافه شد، به طور قابل توجهی مشخصه‌های اسید به سطحی تقریبا همسان با قهوه‌های کنیا رساند.

به عنوان اسیدی غیر آلی، بیشتر این اسید در فرآیند برشته‌کاری باقی می‌ماند و این باور وجود دارد که اسید فسفریک از قهوه تیره‌برشت بهتر عصاره‌گیری می‌شود که کاملا خلاف آن چیزی است که انتظار داریم. اما پازل همچنان حل نشده باقی می‌ماند همانطور که بسیاری از محققان از طرفی ادعا می‌کنند که اسید فسفریک به خاطر قدرت‌اش به طور چشمگیری در اسیدیته درک شده مشارکت کرده در حالی دیگران ادعا می‌کنند که این اسید با مقدار برابری از پتاسیم در دم کرده قهوه خنثی می‌شود.

 

خبر خوب این است که با وجود تمام رشته‌های دانش، شیمی قهوه زمینه‌ای مدام در حال تکامل است که هر روز پاسخ‌های جدیدی برای پرسش‌های قدیمی ارائه می‌دهد. اما همچنان در راه درک درست از پیچیدگی قهوه، برای کاوش بسیار مانده است. با ترکیبات شکل گرفته بسیار زیاد آن و تاثیرات فیزیولوژیک و بیولوژیک آن بر مغز، قهوه تا به حال بنیادی‌ترین نوشیدنی شناسانده شده به بشریت است. خوشبختانه به وسیله تکنولوژی جدید و پیشرفت در شیمی، اکنون بیش از گذشته به درک درستی از عبارت “نوشابه خدایان” می‌رسیم.

 

منبع:

کشف اسید­های ارگانیک، بخش ۱ و ۲ مجله برشته‌کاری (مارس، آپریل، می و جون ۲۰۰۵)، کیمیاگری در آزمایشگاه برشته‌­کاری.

2 پاسخ به “کیمیاگری در برشته‌کاری آزمایشگاهی”

  1. manisoft گفت:

    مقاله بسیار مفیدی بود. ممنون بابت اشتراک گذاری

  2. […] . کیمیاگری در برشته‌کاری آزمایشگاهی […]

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *