รสชาติของกาแฟ มาจากไหน

มีปัจจัยมากมายที่ส่งผลต่อ รสชาติของกาแฟ 1 แก้ว ปัจจัยมากมายนั้นไม่ว่าจะเป็น ความหลากหลายทางสายพันธุ์ของตัวเมล็ดกาแฟเอง ระดับของการคั่วเมล็ดกาแฟที่ใช้ วิธีการชงที่แตกต่างกันมากมายกว่าหลายสิบแบบ กรรมวิธีในการโพรเซสกาแฟนั้น ๆ และปัจจัยต่าง ๆ อีกมากมายเลย แต่ในวันนี้ เราจะไม่ได้มาว่ากันในเรื่องของปัจจัยเหล่านี้ แต่จะว่ากันด้วยเรื่องสิ่งที่ลึก และละเอียดอ่อนลงไปอีก นั่นคือเรื่องของ สารประกอบทางเคมีนับร้อยนับพันที่อยู่ในกาแฟของเรา

อย่างที่กล่าวมาว่า ในเรื่องของการคั่วกาแฟที่แตกต่างกัน เมล็ดกาแฟที่เราเลือกมาใช้ แหล่งปลูกกาแฟ ดับความสูงที่ใช้ปลูก และอื่น ๆ ทั้งหมดนี้ล้วนมีผลกระทบต่อสานประกอบต่าง ๆ ที่อยู่ในเมล็ดกาแฟทั้งนั้น และแน่นอนว่า หากเราอยากที่จะปรับโปรไฟล์รสชาติของกาแฟให้เหมาะสมได้ดั่งใจของเรา เราก็ควรที่จะต้องเข้าใจองค์ประกอบของสิ่งเหล่านี้เบื้อต้น โดยเฉพาะกับ roaster ผู้คั่วกาแฟ ที่จำเป็นต้องควบคุมความร้อน เพื่อจัดการกับปฏิกิริยาเคมีต่าง ๆ ที่เกิดขึ้น เนื่องจาก รสชาติและกลิ่นที่เด่นชัดที่สุดที่เราจะสามารถสัมผัสได้นั้น อยู่ที่ในกระบวนการคั่ว

การรู้เรื่องของสารประกอบทางเคมีในกาแฟนั้นเป็นสิ่งที่ดีและสำคัญ เพราะอาจจะเป็นไปได้ ที่เราสามารถที่จะทำนายและทายรสชาติในกาแฟของเราได้ ผ่านการวิเคราะห์สารประกอบทางเคมีเหล่านั้น ซึ่งถือเป็นความสามารถหนึ่งที่ดี ไม่ว่าจะในฐานะของผู้ที่อยู่ในอุตสาหกรรมกาแฟ หรือผู้ที่สนใจในการดื่มกาแฟเพียงแค่นั้น

เรื่องของเคมี ในกาแฟ

รสชาติของกาแฟ, aftertaste, acidity และบอดี้ของกาแฟ เหล่านี้เป็นองค์ประกอบของรสแห่งกาแฟ อันเกิดขึ้นจากผลของปฏิกิริยาเคมีในกาแฟด้วยกันทั้งสิ้น ในการ cupping กาแฟนั้น เราวิเคราะห์กาแฟโดยใช้เซนส์ (ประสาทสัมผัส) ในระหว่างนั้น ปฏิกิริยาเคมีก็ได้เกิดขึ้นมากมายในแก้วกาแฟของเรา ไม่ว่าจะในช่วงแรกที่เราเริ่มดมกลิ่นกาแฟ ต่อจากนั้นเรานำกากกาแฟออก ซึ่งกลิ่นที่ได้ก็จะแตกต่างออกไป หรือแม้กระทั่งในตอนที่เราเริ่มชิมกาแฟนั้น ในระยะเวลา หรือในกระบวนการที่แตกต่างกันเหล่านี้ ปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นก็จะต่างกันไปด้วย

หากใครเคยมีโอกาสได้ cupping กาแฟ หรือดูใครก็ตาม cupping กาแฟ  มันเป็นอะไรที่น่าสนใจมาก แต่ละกระบวนการก็จะให้ผลลัพธ์ที่แตกต่างกัน ในระหว่างกระบวนการนี้ เกิดปฏิกิริยาทางเคมี เนื่องจากน้ำทำปฏิกิริยาโดยตรงกับสารประกอบในกาแฟนั้น มีสารประกอบที่ไม่ระเหยมากมายที่ส่งผลต่อทั้งรสชาติและคุณภาพของกาแฟในขณะนั้น ตั้งแต่คาร์โบไฮเดรตไปจนถึงคาเฟอีน ปริมาณของสารประกอบเหล่านี้ก็จะแตกต่างกันออกไป ตามแต่คุณภาพของกาแฟที่แตกต่างกัน (เมื่อตอนที่เป็น Green Bean) แต่ให้เรารู้ไว้ว่า ถึงแบบนั้น องค์ประกอบทางเคมีก็จะแตกต่างกันออกไปโดยสิ้นเชิง เมื่อตอนยังเป็น Green Bean กับตอนที่เป็นกาแฟคั่วแล้ว

และต่อไป จะนำเราไปสู่สิ่งที่เรียกว่า “สารประกอบระเหยง่าย” ซึ่งสิ่งนี้เองจะเป็นกุญแจสำคัญของรสชาติและกลิ่นของกาแฟของเรา เหล่านี้ส่วนใหญ่แล้วจะเกิดขึ้นจากกระบวนการการแปรรูปทางเคมี ที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการคั่ว ซึ่งจะกำหนดโปรไฟล์รสชาติและกลิ่นของกาแฟ

สารประกอบไม่ระเหยในกาแฟที่สำคัญ

สารประกอบไม่ระเหยต่าง ๆ ในกาแฟที่สำคัญ ๆ ได้แก่ สารอัลคาลอยด์ (caffeine และ trigonelline), กรด chlorogenic, กรด carboxylic, คาร์โบไฮเดรตและ polysaccharide, lipid, โปรตีน, melanoidin, และแร่ธาตุต่าง ๆ ทั้งหมดนี้ส่งผลต่อรสชาติของกาแฟทั้งสิ้น

คาเฟอีนนั้น ส่งผลต่อความเข้มข้น ความขม และบอดี้ของตัวกาแฟ สารถที่จะละลายน้ำได้ สารอัลคาลอยด์ที่สำคัญอีกตัวหนึ่งคือ trigonelline ซึ่งสารตัวนี้เอง ที่ให้กลิ่นหอมของกาแฟในขณะที่เกิดกระบวนการคั่ว หรือในตอนที่เราชงกาแฟ

กรด chlorogenic เกิดขึ้นจากการรวมกันของกรดสองชนิด คือกรด trans-cinnamic (มีกรด caffeic กรด ferulic และกรด p-coumaric) รวมกับกรด quinic ดัวของกรด quinic นั้นจะสร้างรสที่ขมและฝาดในกาแฟ ในระหว่างกระบวนการคั่วกาแฟนั้น กรด chlorogenic จะลดลง ทำให้ 1 ใน 2 กรดอย่างกรด quinic เด่นชัดขึ้น เราสามารถรับรู้ถึงสิ่งนี้ได้มากขึ้น ดังนั้นยิ่งเราคั่วเข้มเท่าไหร่ กาแฟของเราก็จะมีความเข้มและความขมมากขึ้น

กรดอินทรีย์กลายตัวนั้น มีความเกี่ยวพันกับ acidity ที่ดีในกาแฟ ซึ่งสิ่งนี้ก็มีความสัมพันธ์กับรสหวานในกาแฟด้วย โดยธรรมชาติ กาแฟอาราบิก้าจะมี acidity ที่สูงกว่ากาแฟโรบัสต้า และ acidity นี้จะลดลง ยิ่งเราคั่วกาแฟเข้มขึ้น ดังนั้นจึงกล่าวได้ว่า กาแฟคั่วเข้มจะลดปริมาณของ acidity ในกาแฟ ทำให้เรารับรู้ถึง acidity ในกาแฟได้น้อยลง

ที่สำคัญคือ ในระหว่างที่เกิดกระบวนการคั่ว กรดบางชนิดจะลดลง ช้าเร็วก็แตกต่างกันตามแต่ชนิด ในขณะเดียวกัน กรดบางตัวก็จะเพิ่มขึ้นได้ด้วยเหมือนกัน

คาร์โบไฮเดรตและ polysaccharide; สารประกอบ polysaccharide ได้แก่ arabinogalactan, mannan และ cellulose สารประกอบเหล่านี้จะคอยทำหน้าที่ในการรักษาสารประกอบระเหย ที่ทำให้เกิดกลิ่นหอม สารประกอบเหล่านี้ยังทำหน้าที่สร้างความหนืดในเครื่องดื่ม อีกทั้งยังมีสารประกอบอย่าง glucose และ fructose ที่เป็นน้ำตาลตามธรรมชาติ ทำให้กาแฟของเรามีรสหวานด้วย

Lipid มีส่วนในเรื่องของเนื้อสัมผัส (texture) ในตอนที่เป็นกาแฟชงเรียบร้อยแล้ว สิ่งนี้โดยธรรมชาติแล้วจะอยู่ตั้งแต่เมล็ดกาแฟเป็นผลเชอรี่ หากในเอสเพรสโซ สิ่งนี้นี่เองที่ก่อให้เกิดครีม่า ในกระบวนการคั่วนั้นจะไม่ส่งผลอย่างไรกับตัว lipid เพียงแค่ว่าสิ่งนี้เองจะมาเคลือบเมล็ดกาแฟไว้ในขณะที่คั่วนั่นเอง (ซึ่งจะเก็บสารระเหยไว้ได้)

สุดท้าย melanoidin เป็นผลผลิตอันเกิดจากกระบวนการที่เรียกว่า millard (คือ ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นระหว่างกรดอะมิโนและสารกลุ่ม carboxyl ในน้ำตาล ทำให้กาแฟมีความเป็นคาราเมล) เมื่อเกิดโมเลกุลเหล่านี้ขึ้น กาแฟของเราจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาล นอกจากจะให้สีน้ำตาลในกาแฟแล้ว ยังทำหน้าที่ในการเพิ่มเนื้อสัมผัสของกาแฟอีกด้วย ปริมาณของกรดอะมิโนที่เกิดขึ้นนี้เองส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพของกาแฟที่ได้ ยิ่งมีกรดอะมิโนมากเท่าไหร่ ปฏิกิริยา millard ก็จะเกิดขึ้นมาก และ melanoidin ก็จะมากขึ้นตามไปด้วย

สารประกอบระเหย คืออะไร

ต่อไปจะเป็นตระกูลสารประกอบที่จะให้ทั้งรสและกลิ่นที่เราได้ดมและได้สัมผัสกัน  คือประเภทสารประกอบระเหย ในกาแฟนั้นจะมีสารระเหยอยู่มากมายหลากหลายชนิด และอย่างที่บอกไป สารระเหยเหล่านี้จะเป็นตัวกำหนดทั้งรสชาติและกลิ่นที่สำคัญของกาแฟของเรา

สารระเหยส่วนใหญ่นั้นจะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีขึ้นในระหว่างกระบวนการคั่ว แต่นั่นก็ไม่ได้หมายความว่า ตอนเมล็ดกาแฟเป็น green bean จะไม่มีสารประกอบระเหยเหล่านี้ ซึ่งก็ยังคงมีอยู่เหมือนกัน สารประกอบเหล่านี้ที่อยู่ในกาแฟเป็นสารประกอบประเภทไหน ขึ้นอยู่กับสายพันธุ์กาแฟที่ปลูก วิธีการที่ใช้ในการโพรเซสกาแฟ และต้นกำเนิดกาแฟทางภูมิศาสตร์ (พื้นที่ที่ใช้ปลูก) ของกาแฟด้วย

เราอาจจะเคยได้ยินกันมาบ้าง ซึ่งนั่นไม่ได้ดูเกินจริงไปเลย กับประโยคที่ว่า ในกาแฟนั้นมีสารประกอบระเหยมากกว่า 1,000 ชนิด หลังจากกาแฟผ่านกระบวนการคั่วแล้ว แต่อย่างไรก็ตาม มีเพียงสารประกอบบางตัวเพียงเท่านั้นที่ส่งผลต่อกลิ่นหอมของกาแฟที่เราสามารถรับรู้ได้ นักวิจัยหลายคนบอกว่า กลิ่นที่เรารับรู้ได้จากสารระเหยดังกล่าวนี้ มีเพียงแค่ประมาณ 20-30 ชนิดเพียงแค่นั้นเอง หากเราวิเคราะห์แค่จากการดมกลิ่น นั่นอาจเกิดจากสารประกอบ 1 ชนิด ไปทำปฏิกิริยากับสารประกอบอื่น ๆ ที่มีอยู่ทั้งหมด 1,000 ชนิด และสารประกอบตัวหนึ่งนั้นมีความเข้มข้น หรือมีมากกว่าสารประกอบที่เหลือ แล้วก็ยังเป็นสารประกอบที่อยู่ในเกณฑ์ที่จมูกของมนุษย์จะรับได้ด้วย

ปฏิกิริยาทางเคมีที่ก่อให้เกิดสารระเหย

ต่อไปเราลองมาดูปฏิกิริยาทางเคมีที่นำไปสู่การเกิดสารระเหยในกาแฟของเรากัน ปฏิกิริยาเคมีเบื้องต้นที่จะเกิดขึ้นคือ ปฏิกิริยา maillard (การที่กาแฟเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลโดยไม่ได้ใช้เอนไซม์) อย่างที่เรารู้กันว่า กระบวนการนี้ทำให้เกิดสาร melanoidin แต่ไม่ใช่แค่นั้น กระบวนการที่ว่านี้ ยังก่อให้เกิดสารประกอบ heterocyclic คือไนโตรเจนและกำมะถันด้วย

ปฏิกิริยาทางเคมีที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งที่เราควรจะรู้คือ “ปฏิกิริยาการเสื่อมลงของกรด phenolic” คือ การสลายของกรด chlorogenic (ที่เป็นหนึ่งในสารประกอบไม่ระเหยที่อยู่ในกาแฟ)  ทั้งนี้ก็เพื่อสร้างกรด caffeic (หรือกรด trans-cinnamic), lactone และกรด quinic สารประกอบเหล่านี้มีส่วนทำให้เกิดรสขมและทำให้เกิดความฝาดในกาแฟที่เราชง

อีกอันที่สำคัญคือ “ปฏิกิริยาการเสื่อมของ Strecker ซึ่งส่วนใหญ่จะเกิดขึ้นในขั้นตอนการ develop ในตอนที่คั่วกาแฟ ปฏิกิริยานี้จะทำให้กรดอะมิโนใน  aldehyde และ ketone สลายไป เอาเป็นว่าง่าย ๆ คือ ทำให้กลิ่นกาแฟดีขึ้นนั่นเอง

ในความเป็นจริงแล้ว ยังมีปฏิกิริยาทางเคมีเกิดขึ้นอีกประมาณ 7 ปฏิกิริยาที่น่ารู้ (เฉพาะที่น่ารู้) ซึ่งจะขอกล่าวไว้ในบทความถัด ๆ ไปน่าจะดีกว่า ดังนั้นหากจะกล่าวกันจริง ๆ ในระหว่างที่เราคั่วกาแฟอยู่นั้น ได้เกิดปฏิกิริยามากมายในเมล็ดกาแฟเมล็ดเล็ก ๆ ของเรา ซึ่งเป็นอะไรที่น่าตกใจและมหัศจรรย์เป็นอย่างมาก

แล้วกลิ่นเฉพาะตัวของกาแฟแต่ละแก้วล่ะ

กลิ่นเฉพาะตัวที่เกิดขึ้นในแก่งกาแฟแต่ละแก้วนั้นก็ขึ้นอยู่กับสารประกอบระเหยนั่นแหละ ตัวอย่างของสารประกอบระเหยที่น่าจะคุ้น ๆ กันอยู่บ้างเช่น hydrocarbons, แอลกอฮอล์, aldehyde, ketone, กรด carboxylic, ester, pyrazine, pyrrole, pyridine, furan, furanone, phenol และยังมีอีกกว่า 1,000 ชนิด ชื่อเหล่านี้อาจจะฟังดูงง แต่ต่อไปจะยกตัวอย่างให้ชัดเจนและง่ายมากขึ้นดู

หลายคนอาจจะรู้จัก ชุดทดสอบการดมกลิ่น Le Nez du Café ที่ใช้ในการฝึกฝนการดมกลิ่นในกาแฟ จะประกอบไปด้วยกลิ่นที่แตกต่างกันถึง 36 กลิ่นไว้ฝึกฝนประสาทสัมผัสการดมกาแฟของเรา ยกตัวอย่างที่หมายเลข 16 นั่นคือกลิ่นของแอปริคอท ซึ่งเป็นกลิ่นหอมสดชื่นของผลไม้ โดยปกติแล้วในกาแฟนั้น กลิ่นที่หอมสดชื่น ไม่ว่าจะเป็นกลิ่นที่มีโทน floral หรือ fruity นั้น หากลองดูดี ๆ มักมีความเกี่ยวข้องกับสารประกอบ ketone และ aldehyde และหากลองดูข้อมูลในกล่อง Le Nez du Café จะพบว่า ที่หมายเลข 16 กลิ่นหอมนี้ มีความเกี่ยวข้องกับ benzaldehyde-aldehyde นั่นเอง

ส่วนสารประกอบอย่าง furan และ furanone นั้น เป็นสารที่ทำให้เรารับรู้ได้ถึงกลิ่นของคาราเมลและกาแฟคั่ว สารประกอบอย่าง pyranize ก็มักจะมีความเกี่ยวข้องกับโน้ตที่มีความ nutty หรือมีกลิ่นของกาแฟคั่ว และเมื่อสารประกอบต่าง ๆ ให้กลิ่นที่หอมฟุ้งในกาแฟแล้ว สารประกอบเหล่านี้ก็อาจสร้างกลิ่นที่ไม่พึงประสงค์ในกาแฟของเราได้เช่นกัน ยกตัวอย่างเช่น โมเลกุลของ guauacol (สารประกอบ phenolic) จำทำให้กาแฟของเรามีกลิ่นไหม้ และหากมีในปริมาณที่มาก ก็คงไม่ดีเท่าไหร่กับกาแฟเก้วหนึ่งของเรา

ที่จริงยังมีสารประกอบอีกมากมายในกาแฟเมล็ดเล็ก ๆ ของเรา แต่หากจะให้หยิบยกมาคุยกันหมด ก็คงจะใช้เวลานานมาก ๆ นี่เป็นตัวอย่างเล็ก ๆ ของปฏิกิริยาทางเคมีที่ทำให้กาแฟเหล่านี้เกิดกลิ่นและรสชาติอันเป็นเอกลักษณ์ของตัวเอง และมันสุดยอดมาก ดูเหมือนว่า การพยายามหากลิ่นและรสชาติที่ยอดเยี่ยมของกาแฟยังคงไม่มีที่สิ้นสุด นี่เป็นเพียงความมหัศจรรย์เล็กน้อยเพียงเท่านั้น ถึงแม้ว่าเราจะรู้กันเยอะแยะแล้วเกี่ยวกับกาแฟเมล็ดเล็ก ๆ แต่ก็ยังคงต้องศึกษากันต่อไปอีกยาว ๆ เลย

บทความนี้อาจจะกล่าวถึงเรื่องที่ค่อนข้าง “เนิร์ด” และซับซ้อนสักหน่อย หวังว่าผู้อ่านจะสนุกอยู่บ้างกับเรื่องราวทางวิทยาศาสตร์นี้ และเหนือสิ่งอื่นใด กับการดื่มกาแฟด้วย การหาความรู้เพิ่มเติม เพื่อให้การดื่มกาแฟ 1 แก้วนั้นยอดเยี่ยมขึ้นเป็นเรื่องที่ดีและสนุก หวังว่าคุณจะดื่มกาแฟอย่างสนุก และมีความสุขกันนะครับ