Kahvin koostumus

Kahvijuoman kemiallinen koostumus laskettuna prosentteina kuiva-aineesta (kahvijuomassa on 1,5 % kuiva-ainetta) on keskimäärin seuraava:

Aine

Osuus (%)

polysakkaridit 24,1
klorogeniset hapot 15
kivennäisaineet 14,1
proteiinit 6
kofeiini 4,8
karboksyylihapot 3
monosakkaridit 1-2
trigonelliini (n-metyylinikotiini-
happo)
1,6
muut yhdisteet 29,9

 

Lähde: Kahvi, oppimateriaali kouluille, 1997

Kahvin hiilihydraatit – poly- ja monosakkaridit

Paahdon aikana kahvin hiilihydraatit pilkkoutuvat. Myös pilkkoutumisessa muodostuva sakkaroosi hajoaa edelleen. Pelkistävien sokereiden ja aminohappojen reagoidessa keskenään (Maillardin reaktio) muodostuu ruskeita polymeereja ja aromiyhdisteitä, jotka antavat paahdetulle kahville värin ja aromin. Osa kahvin pitkäketjuisista hiilihydraateista säilyy paahdossa muuttumattomina. Ne myös kulkeutuvat ruoansulatuskanavan läpi imeytymättä elimistöön.

Kahvijuomassa on imeytymättömien pitkäketjuisten hiilihydraattien lisäksi pieniä määriä lyhytketjuisia, imeytyviä hiilihydraatteja mm. sakkaroosia, glukoosia, fruktoosia, galaktoosia, maltoosia ja mannaania.

Proteiinit

Suurin osa raakakahvin proteiineista hajoaa paahdon aikana. Muodostuneet vapaat aminohapot reagoivat Maillardin reaktiossa, Streckerin reaktiossa ja pyrrolyysissä muodostaen paahdettuun kahviin aromiaineita. Kahvijuomaan jäljelle jääneissä proteiineissa on eniten glutamiinihappoa, leusiinia, aspartaamihappoa ja glysiiniä.

Lipidit

Paahdetussa kahvissa on noin 11–16 % lipidejä eli rasvayhdisteitä. Ne jäävät kuitenkin suurimmaksi osaksi kahvijauheeseen tai suodatinpaperiin kahvijuomaa valmistettaessa. Kahvin tärkeimmät lipidit ovat kahveoli ja kafestoli. Pannukahvissa nämä yhdisteet uuttuvat myös jonkin verran kahvijuomaan ja vaikuttavat tutkimusten mukaan veren kolesterolitasoa nostavasti.

Suodattamalla valmistetussa kahvijuomassa ei lipidejä juurikaan ole. Vähäisiä määriä diterpenejä (kahveoli ja kafestoli), steroleja ja tokoferoleja on kuitenkin analysoitu.

Klorogeenihapot

Kahvijuoma sisältää myös antioksidantteja. Niitä ovat klorogeenihapot (15 % juoman kuiva-aineesta), jotka ovat kemiallisesti polyfenolihappoja. Klorogeenihappoja on enemmän robusta-kahvissa kuin arabica-kahvissa, ja ne hajoavat osittain paahdossa. Vaaleapaahtoisessa eli kevyemmin paahdetussa kahvissa on siten enemmän klorogeenihappoja kuin tummapaahtoisessa kahvissa. Klorogeenihapot hajoavat elimistössä kahvihapoksi, ferulihapoksi ja isoferulihapoksi.

Kahvin klorogeenihapot ovat monelle kahvinjuojalle ravinnon tärkein fenolien lähde. Moni kahvinjuoja saakin kahvista enemmän klorogeenihappoja kuin muusta ravinnosta flavonoideja. Kahvi on siis merkittävä antioksidanttien lähde ravinnossa.

Klorogeenihapon on todettu vaikuttavan myös muun muassa mahalaukun hormonieritykseen, ja sillä saattaa olla myönteinen vaikutus sokeriaineenvaihduntaan.

Kahvin hapot ja maun happamuus

Kahvijuoman kuiva-aineesta on noin 25 % happoja. Happoja on erityisen paljon korkealaatuisissa arabica-kahveissa. Kahvin happoisuuteen vaikuttavat mm. kasvupaikka, maaperä, laji, raakakahvin käsittelytapa ja varastointi.

Hapot hajoavat paahdon myötä, ja siksi tummapaahtoiset kahvit maistuvat vähemmän happokkailta kuin vaaleapaahtoiset kahvit. Kahvijuoman pH-arvo on 4,8–5,2. Arvo kuitenkin kuvaa melko huonosti maun happamuutta, eikä pH-arvosta voikaan suoraan päätellä, kuinka hapokkaalta kahvi maistuu.

Kahvin hapot ovat pääosin alifaattisia karboksyylihappoja, jotka muodostuvat paahdon aikana hiilihydraatien hajotessa. Klorogeenihapon lisäksi kahvissa on jonkin verran mm. sitruunahappoa ja etikkahappoa.

Kofeiini

Kofeiini on 1,3,7-trimetyyliksantiini. Se on karvas makuaine, ja sitä on robusta-kahvissa kaksi kertaa enemmän kuin arabica-kahvissa ja vaaleapaahtoisessa kahvissa hiukan enemmän kuin tummapaahtoisessa kahvissa. Yhdestä suodatinmenetelmällä valmistetusta kahvikupillisesta saa kofeiinia noin 100 mg.

Annos Kofeiinia (mg)
Kupillinen suodatinkahvia (1,25 dl) 90 - 110
Kupillinen pannukahvia (1,25 dl) 70 - 90
Kupillinen espressoa (0,3 dl) 80 - 90
Kupillinen cappucinoa (0,3 dl espressoa) 80 - 90
Lasillinen lattea (0,3 dl espressoa) 80 - 90
Kupillinen pikakahvia (1,25 dl) 30 - 90

 

Kofeiini on maailman eniten nautittu farmakologisesti vaikuttava aine. Sitä on yli 60 kasvin lehdissä, siemenissä tai hedelmissä. Näistä tunnetuimpia ovat kahvi, tee, kaakaopavut ja guarana.

Kofeiini piristää. Se johtuu kofeiinin keskushermostoa aktivoivasta vaikutuksesta. Piristävä vaikutus kestää noin neljä tuntia määrästä ja henkilön aineenvaihdunnasta riippuen. Tiedetään, että esimerkiksi tupakoijilla kofeiini poistuu elimistöstä nopeammin kuin ei-tupakoivilla. Raskaana olevilla naisilla puolestaan kofeiinin aineenvaihdunta hidastuu.

Kofeiiniherkillä ihmisillä sekä suurina määrinä kofeiini saattaa aiheuttaa sydämentykytystä ja vapinaa.

Trigonelliini

Trigonelliini on myös karvas makuaine, mutta sen karvaus on vain noin neljännes kofeiinin karvauden voimakkuudesta. Kemiallisesti se on n-metyylinikotiinihappo. Trigonelliini hajoaa osittain paahdossa muodostaen mm. niasiinia (B3-vitamiini) ja aromiaineita (mm. pyridiineja ja pyrroleita).

Kahvin aromiaineet

Paahdetusta kahvista on tunnistettu noin noin tuhat haihtuvaa aromiainetta kuten furaaneja, pyrroleja, pyridiinejä, tiofeenejä, tiatsoleja, oksatsoleja ym. heterosyklisiä happi-, typpi- ja rikkiyhdisteitä. Lisäksi kahville antavat aromia lukuisat alifaattiset aldehydit, ketonit, alkoholit, esterit, hapot ja fenolit. Aromiaineiden muodostumiseen vaikuttavat mm. kahvipapujen laji ja alkuperä, niiden sokeri- ja aminohappokoostumus, peptidi- ja trigonelliinikoostumus, paahtoaika ja -lämpötila sekä paahdon aste ja paahtotekniikka.

Lähteet:
Clarke R. J. ja Vitzhum O. G. 2001. Coffee Recent Developments. Blackwell Science Ltd
Derby G. 1994. Coffee and Health. John Libbey Eurotext
Flament I. 2001. Coffee Flavor Chemistry. John Wiley & Sons Ltd