• kahvi
• uuttaminen

Kun seuraavan kerran nautit kahvikupillisen, pysähdy hetki tarkastelemaan sen makuja. Löytyykö sieltä suklaisia tai marjaisia vivahteita? Miten se oikeastaan on päätynyt kahvikuppiisi? Kahvi ei ole vain kahvia, se on monista muuttujista muodostunut moniulotteinen kokonaisuus. Sinulle päätynyt kahvipaketti pitää sisällään tuhansien tuntien työt monien eri toimijoiden kautta sekä satoja kemiallisia reaktioita. Tieteellinen uteliaisuus ja halu ymmärtää asioita herättää kysymyksen: ’’Miksi?’’. Jotta laatua voidaan hallita, tulee ymmärtää miksi asiat tapahtuvat.

Miten kahvin maut muodostuvat?

40 % kahvin fysikaalisista, kemiallisista ja aistinvaraisista ominaisuuksista muodostuu ennen sadonkorjuuta. Näihin luokitellaan kasvatusympäristö, viljelykäytännöt ja lajikkeen genotyyppi. Loput 60 % kahvin ominaisuuksista muodostuvat sadonkorjuun jälkeisistä vaiheista.

Kasvatusympäristö muodostuu alkuperämaasta ja ilmastotekijöistä, joihin luokitellaan maaperä, kasvatuskorkeus sekä tuulen ja sateen määrä. Korkeammalla kasvanut kahvi kypsyy hitaammin antaen kahville makeamman, kompleksisemman ja hapokkaamman makuprofiilin. Miksi? Lämpötilojen laaja vaihtelu yön- ja päivän välillä muodostaa kahvimarjaan paksumman limakerroksen ja näin korkeamman sokeripitoisuuden. Lisäksi tämä lisää veteen liukenevien aromaattisten komponenttien määrää.

Viljelykäytännöt pitävät lyhyesti sisällään maaperän laadun: mitä ravintoaineita sieltä löytyy ja missä suhteessa. Eri alkuaineet vaikuttavat eri komponenttien tuotantoon.

Genotyypistä puhuttaessa viitataan lajiin tai lajikkeisiin. Tässä yhteydessä kahvin eli Genus Coffea -sukuun, jonka yleisin lajike on Arabica. Arabicalla on kymmeniä alalajeja ja niistä tulee ensisijaisesti vain ymmärtää, että ne vaikuttavat makuun, muttei suoranaisesti määrää tiettyä makuominaisuutta. Esimerkiksi Arabican alalajike, Typica, voi kasvaa Brasialiassa ja Kolumbiassa muodostaen täysin erilaiset makuprofiilit.

Kahvin prosessointi ja paahtaminen

Sadonkorjuun jälkeisiin tekijöihin luokitellaan prosessointitapa, paahtaminen ja uuttaminen. Kahvi kasvaa pensaassa marjoina, jonka sisällä on tavallisesti kaksi siementä eli kahvipapua. Marjat tulee lajitella, prosessoida ja kuivata, jonka jälkeen niitä kutsutaan raakakahviksi.

Kahvin vanhin ja yleisin prosessointitapa on natural-prosessointi, joka tunnetaan myös nimellä aurinkokuivaus. Kahvimarjat asetetaan patiolle, jossa niitä käännellään säännöllisesti. Kun marjat ovat täysin kuivuneet, niistä poistetaan mekaanisesti uloimmat kerrokset ja hedelmäliha kokonaisuudessaan.

Toiseksi yleisin tapa on pesuprosessointi, jonka ensimmäisessä vaiheessa erotellaan kahvimarjan uloimmat kerrokset mekaanisesti. Tämän jälkeen marjat laitetaan puhtaaseen vesitankkiin fermentoitumaan, jolloin mikrobit kasvavat hajottaen pektiinit ja sokerit orgaanisiksi hapoiksi, alkoholeiksi ja muiksi aineenvaihduntatuotteiksi. Kun fermentointi on suoritettu, marjat pestään ja kuivataan. Kuivaus tapahtuu joko patiolla tai mekaanisesti.

Kahvin paahtamisen seurauksena raakakahvin kemialliset ja fysikaaliset ominaisuudet muuttuvat satojen kemiallisten reaktioiden myötä. Paahdon merkityksellisimmät muuttujat ovat aika ja lämpötila, joita hallitsemalla voidaan vaikuttaa suoraan paahdon lopputulokseen kuten karamellisoitumiseen, maillard-reaktioon, hapettumiseen sekä värin ja aromien muodostumiseen.

Uuttamisen kemiaa

Uutto on välttämätön vaihe kahvin valmistamisessa, sillä se mahdollistaa liukoisten ja haihtuvien yhdisteiden päätymisen valmiiseen kahvijuomaan. Vesi imeytyy kahvijauheeseen liuottaen molekyylejä veteen, minkä jälkeen vesi ja kahvijauhe erotetaan toisistaan, useimmiten suodattamalla. Kahvisolut sisältävät sadoittain erilaisia kemiallisia yhdisteitä, joita uuttamalla muodostuu kahvijuoman lopullinen maku. Valmis kahvijuoma muodostuu 98 % vedestä, joten käyttämälläsi vedellä on vaikutusta lopputulokseen. Kahvipavun makumolekyylit esiintyvät varaukseltaan usein neutraaleina ja hydrofobisina.

Kahvin uuttuvuutta voidaan säätää lisäämällä veteen anioneja ja kationeja, jolloin kahvin maun potentiaali maksimoidaan. Lisäämällä uuttoveteen positiivisia ioneja, kationeja, kuten Mg²⁺, hydrofobisten makukomponenttien ja ionien välille muodostuu komplekseja ja niistä tulee liukoisempia. Anionit taas ovat varaukseltaan negatiivisia ja kahvin uuttamisen kannalta ainoa merkittävä anioni on bikarbonaatti, joka muodostaa kahvin happojen kanssa konjugoituneen parin ottamalla protonin (H⁺) ja muodostaen haposta emäksisen version. Vaikka happo on olemassa kahvijuomassa, se on järjestäytynyt niin, ettei se maistu.

Suomessa hanavesi on kuitenkin melko tasalaatuista ja sitä ei kotioloissa tarvitse säätää. Suomessa kahvialan ammattilaiset pääsääntöisesti hienosäätävät uuttoveden mineraalipitoisuuksia kahvikilpailuja tai kahvikoneita varten. Muualla maailmassa veden laatu voi pilata kalliitkin laitteet parin vuoden käytöllä kalkin kertyessä koneistoon, jolloin veden säätäminen on välttämätöntä.

Parempaa kahvia kotona

• KAHVIMYLLY: kahvipavuilla on vähemmän pinta-alaa kuin jauhetulla kahvilla, jolloin se myös reagoi vähemmän ilman kanssa ja maut pysyvät kauemmin kahvissa. Kahvipavun öljyt ovat pinnalla suojelemassa makuyhdisteitä hapettumiselta.
• VESI: ota kylmää vettä hanasta käyttäen erillistä puhdasta astiaa vedelle, ettei kahvipannun rasvat kulkeudu keittimen sisälle tehden kahvista kitkerää.
• KEITIN: muista pitää keitin puhtaana ja pese se säännöllisesti.
• KAHVI/VESI: kahvin ja veden suhde. Mitallinen (6-7 g) kahvia yhtä desiä vettä kohden.
• LAATU: testaa rohkeasti pienpaahtimoiden kestävästi tuotettuja korkealaatuisia kahveja, esimerkiksi Turusta löytyy aivan upeat Frukt Coffee Roasters ja Turun Kahvipaahtimo.

Lisää vinkkejä ja faktoja kahvista tiktokista: tiamakinen

Mäkinen, Tia 2022: Uuttoveden kationien vaikutus pesu- ja natural-prosessoituun kahviin. Opinnäytetyö (AMK), Kemiantekniikka, Turun ammattikorkeakoulu

Lähteet

Ascrizzi, R. & Flamini, G. 2020. Wild Harenna coffee: flavour profiling from bean to the cup. European Food Research and Technology, 246:643–660 https://doi.org/10.1007/s00217-020-03429-8

Colonna-Daswood, Maxwell. Water chemistry and its impact on coffee flavor. Barista Guild julkaisema video puheesta 5.1.2016 Haettu osoitteesta: https://www.youtube.com/watch?v=VAwxrxPFEMg (Viitattu: 08.10.2021)

Cordoba, N., Fernandez-Alduenda, M., Moreno, F. & Ruiz, Y. 2020 Coffee extraction: A review of parameters and their influence on the physicochemical characteristics and flavour of coffee brews. Trends in Food Science & Technology, 96, 45-60 doi.org/10.1016/j.tifs.2019.12.004

Dias, E., Pereira, R., Borém, F., Mendes, E., Lima, R., Fernandes, J., & Casal, S. 2012. Biogenic Amine Profile in Unripe Arabica Coffee Beans Processed According to Dry and Wet Methods. Journal of Agricultural and Food Chemistry 60, 16, 4120-4125. doi.org/10.1021/jf2046703

Farah, A. & Donangelo, C. M. 2006. Phenolic compounds in coffee. Brazilian Journal of Plant Physiology, 18. doi.org/10.1590/S1677- 04202006000100003

Gagnè, Jonathan 2020. The Physics of Filter coffee. Kiina: Scott Rao

Hameed, A., Hussain, S. A., Ijaz, M. U., Ullah, S., Pasha, I. & Suleria, H. A. R. 2018. Farm to Consumer: Factors Affecring the Organoleptic Characteristics of Coffee. II: Postharvest Processing Factors. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. doi.org/10.1111/1541-4337.12365

Hendon, C., Colonna-Dashwood, L. & Colonna-Dashwood, M. 2014. The Role of dissolved cations in coffee. Food Chemistry, 62, 4947-4950 doi.org/10.1021/jf501687c

Hoffmann, James 2018. The World Atlas of Coffee. 2., uudistettu painos. Englanti: Mitchell Beazley

Illy, A. & Viani, R.. 2005. Espresso Coffee the Science of quality, 2., uudistettu painos. Englanti: Academic Press

Klingel, T., Kremer, J., Gottstein, V., Rajcic de Rezende, T., Schwarz, S. & Lachenmeier, D. 2020. A Review of Coffee By-Profucts Including Leaf, Flower, Cherry, Husk, Silver Skin and Spent Grounds as Novel Foods within the European Union. Novel Foods and Nutrion Function. Viitattu 20.12.2021 doi.org/10.3390/foods9050665

Mohammad, A. & Mehaya, F. 2020. Thermostability of Bioactive Compunds During Roasting Process of Coffee Bean. Heliyon. Viitattu 3.12.2021 doi.org/10.1016/j.hyliyon.2020.e05508

Montavon, P., Mauron, A-F. & Duruz, E. 2003. Changes in Green Coffee Protein Profiles during Roasting. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 51, 2335-2343 doi.org/10.1021/jf020832b

Zhu, Y., Tang, M., Zhang, H., Rahman, F-U., Rebek, J., Hunter, C. A. & Yo, Y. 2021 Water and the Cation−π Interaction. Journal of American Chemical Society 143, 12397−12403 doi.org/10.1021/jacs.1c0651