گردآوری، ترجمه و ویرایش: رسول ظریفی
ویرایش و بازبینی نهایی: رضا کوثر
چکیده
اسیدینگی (Acidity)، واژه‌ای است که در اصطلاحات تخصصی قهوه برای توصیف نحوه‌ی بیان مزه‌ی ترش در قهوه از نظر شدت و ویژگی آن استفاده می‌شود. اسیدینگی همواره به‌عنوان یکی از ویژگی‌های مهم قهوه در نظر گرفته شده است، به‌ویژه در بازارهایی که به‌طور مرسوم، قهوه‌های روشن‌برشت و متوسط‌برشت مصرف می‌کنند. این مقاله، به بررسی نقش اسیدهای آلی (OAs) و کلروژنیک (CGAs) می‌پردازد. اسیدهای اصلی مانند سیتریک، مالیک، استیک، فرمیک، لاکتیک و کوئینیک در قهوهی سبز و برشته‌شده شناسایی شده‌اند. برشته‌کاری باعث کاهش اسیدهای سیتریک و مالیک و افزایش استیک و فرمیک می‌شود، در حالی که روش‌های دم‌آوری متنوع بر عصاره‌گیری اسیدها و اسیدینگیِ قابل تیتراسیون (TA) تأثیر می‌گذارد. TA همبستگی قوی‌تری با ترشی درک‌شده نسبت به pH دارد و می‌تواند شاخص مناسبی برای کنترل کیفیت باشد. درک مزه‌ی ترش تحت تأثیر نقش بزاق، تعاملات مزه-مزه و مزه-بو و مقبولیت فردی قرار دارد. اثرات سلامتی شامل فعالیت آنتی‌اکسیدانی CGAs، کاهش خطر دیابت نوع ۲ و تأثیر بر دستگاه گوارش (مانند کاهش خطر سنگ کیسه‌ی صفرا) بررسی شده است. این مقاله ابزارهای علمی برای بهینه‌سازی نمایه‌ی اسیدینگی را در بخش قهوهی تخصصی ارائه می‌دهد.
مقدمه
قهوه به عنوان یکی از محبوب‌ترین نوشیدنی‌های جهان، ماهیتی پیچیده از ترکیبات شیمیایی است که اسیدها نقش محوری را در تعیین کیفیت حسی آن ایفا می‌کنند. اسیدینگی در قهوه اغلب به عنوان «درخشندگی: Brightness» در سطوح مطلوب و «ترشی: Sourness» در سطوح نامطلوب توصیف می‌شود. این ویژگی با عوامل مختلفی از جمله گونه‌ی قهوه، نمایه‌ی برشته‌کاری، پردازش پسابرداشت، روش دم‌آوری و حتی عوامل انسانی مانند جریان بزاق در کام مرتبط است.
بر اساس فراتحلیل بیش از ۱۲۹ مقاله تا سال ۲۰۲۱، قهوه حاوی بیش از ۳۸ اسید آلی و بیش از ۱۰۰ ترکیب کلروژنیک است. تحقیقات جدیدتر، مانند بررسی جامع اسیدینگی در ۸ روش دم‌آوری مختلف (۲۰۲۴)، نشان می‌دهد که اسیدهای آلی مانند سیتریک و مالیک از پیش‌سازهای طبیعی میوه‌ی قهوه هستند، در حالی که اسیدهای استیک و فرمیک عمدتاً در طول برشته‌کاری تشکیل می‌شوند.
برای اینکه انسان بتواند یک ترکیب را به‌عنوان مزه‌ی ترش تشخیص دهد، آن ترکیب باید به‌عنوان یک اسید عمل کند و هنگام حل‌شدن در آب، تا حدی به یک یا چند کاتیون +H و یک آنیون تفکیک شود. گیرنده‌های مزه‌ی ترش می‌توانند به عنوان هشداری برای مواد غذایی فاسد عمل کنند. در غلظت‌های پایین، ترشی جذاب است (مانند ترشی مرکبات)، اما در غلظت‌های بالا، منزجرکننده می‌شود و سیستم عصب سه‌قلوی زبانی را فعال می‌کند که منجر به احساس سوزش می‌شود. ترکیبات اصلی موجود در قهوه که این رفتار را نشان می‌دهند به سه گروه تقسیم می‌شوند: خانواده‌ی اسیدهای کلروژنیک، اسیدهای کربوکسیلیک عمومی و اسید فسفریک. دو گروه اول اسیدهای آلی هستند چون ساختار کربنی دارند؛ اما گروه سوم یک اسید معدنی است که بر پایه‌ی فسفر ساخته شده است.
این مقاله با ادغام داده‌های حسی، شیمیایی و سلامتی از منابع مختلف و تحقیقات جدید تا ۲۰۲۵، به متخصصین قهوه کمک می‌کند تا اسیدینگی را به‌طور علمی کنترل کنند. تمرکز، بر جنبه‌های فیزیکوشیمیایی، تعاملات مزه-مزه و مزه-بو، نقش بزاق، مقبولیت ترشی و اثرات سلامتی است. همچنین، بررسی می‌شود که چگونه روش‌های دم‌آوری مدرن و نمایه‌ی برشته‌کاری بر رفتار TA تأثیر می‌گذارند.
بخش ۱: ماهیت شیمیایی اسیدینگی در قهوه
برای درک اسیدینگی در قهوه، ابتدا باید زبان شیمی را بیاموزیم.
۱.۱. تعاریف کلیدی: pH، pKa و اسیدینگیِ قابل تیتراسیون (TA)
درک تفاوت میان این سه مؤلفه برای فهم اینکه چرا یک قهوه «حس» اسیدی‌تری نسبت به دیگری دارد، حیاتی است.
- pH (پتانسیل هیدروژن): این معیار، غلظت یون‌های هیدروژن آزاد (+H) در یک محلول را اندازه‌گیری می‌کند و مقیاسی برای «اسیدی‌بودن» آن است. (از ۰: بسیار اسیدی تا ۱۴: بسیار بازی). pH قهوهی دم‌شده معمولاً بین ۴.۵ تا ۵.۵ است. این عدد آن‌را در کنار آب‌پرتقال (pH حدود ۳.۵) یا گوجه‌فرنگی (pH حدود ۴.۵) قرار می‌دهد. pH به تنهایی شاخص ضعیفی برای پیش‌بینی درک حسی اسیدینگی در قهوه است. چرا؟ زیرا قهوه یک محلول بافر است؛ یعنی ترکیبات دیگری مانند پروتئین‌ها و بازهای آلی در آن وجود دارند که می‌توانند یون‌های هیدروژن را جذب کرده و از تغییر شدید pH جلوگیری کنند. pH فقط یون‌های «آزاد» را می‌سنجد، نه کل پتانسیل اسیدی محلول را.
شکل ۱. مقایسه‌ی میزان pH در مواد مختلف
- pKa (ثابت تفکیک اسید): این عدد قدرت ذاتی و درونی یک اسید خاص را نشان می‌دهد. هرچه pKa یک اسید کمتر باشد، آن اسید قوی‌تر است و راحت‌تر یون هیدروژن خود را در محلول آزاد می‌کند. مثلاً اسید فسفریک (pKa ≈ ۲.۱۵) یک اسید بسیار قوی‌تر از اسید استیک (pKa ≈ ۴.۵۶) است و تأثیر بیشتری بر pH می‌گذارد.
- اسیدینگیِ قابل تیتراسیون (Titratable Acidity - TA): این معیار، کل مقدار اسیدهای موجود در یک محلول (تفکیک‌شده و تفکیک‌نشده) را اندازه‌گیری می‌کند. این کار از طریق تیتراسیون با یک باز استاندارد (مانند سود سوزآور - NaOH) تا رسیدن به یک pH مشخص (معمولاً ۸.۲) انجام می‌شود. مطالعات متعدد نشان داده‌اند که TA بهترین شاخص شیمیایی برای پیش‌بینی درک حسی ترشی است. برخلاف pH، این معیار تمام اسیدهای آلی ضعیف را که به‌طور کامل تفکیک نمی‌شوند اما همچنان بر گیرنده‌های چشایی ما تأثیر می‌گذارند، در نظر می‌گیرد. یک یافته‌ی کلیدی این است که ارتباط خطی و مستقیمی بین TA و میزان کل مواد جامد محلول (TDS) وجود دارد. به عبارت ساده‌تر، هرچه قهوه، مواد جامد محلول بیشتری داشته باشد (Strength بالاتر)، اسیدینگیِ قابل تیتراسیون (TA) آن نیز بالاتر خواهد بود و پتانسیل بیشتری برای حس ترشی دارد.
pH به ما می‌گوید یک نوشیدنی در حال حاضر چقدر اسیدی است، اما TA به ما می‌گوید چقدر پتانسیل اسیدی در آن نهفته است. برای قهوه، دومی اهمیت بیشتری دارد.
۱.۲. اسیدهای موجود در قهوه
مانند هر ماده‌ی بیولوژیکی دیگر، دانه‌های قهوه ترکیب شیمیایی پیچیده‌ای از کربوهیدرات‌های مختلف، چربی‌ها، اسیدها، مواد معدنی و پروتئین‌ها، به علاوه سایر ترکیبات حاوی نیتروژن مانند کافئین و تری‌گونلین است. مقادیر دقیق هر یک به گونه‌ی قهوه، روش برداشت و پردازش پسابرداشت، وجود دانه‌های معیوب و همچنین نحوه‌ی برشته‌کاری بستگی دارد.
به‌طور کلی، قهوهی سبز عربیکا بر اساس وزن خشک، تقریباً ۶۰-۵۰٪ کربوهیدرات (که ۹-۵٪ آن ساکارز است)، ۲۰-۱۵٪ چربی، ۱۵-۱۰٪ پروتئین، ۵-۳٪ مواد معدنی و ۱٪ کافئین دارد. قهوهی ربوستا (کافئا کانفورا) ترکیب مشابهی دارد، البته با کافئین بیشتر اما کربوهیدرات و چربی کمتر.
شکل ۲. ترکیب شیمیایی قهوهی عربیکا و ربوستا (تصویر از baristahustle)
از دیدگاه حسی، اسیدها مسلماً یکی از مهمترین اجزای قهوه هستند. آن‌ها بخش بزرگی از جرم کل را تشکیل می‌دهند، تا ۱۱٪ از دانه‌های سبز و ۶٪ از دانه‌های برشته‌شده. مقادیر مطلق و نسبی اسیدهای خاص موجود در دانه‌های برشته‌شده به شدت بر کیفیت نهایی فنجان تأثیر می‌گذارد؛ به‌طوری که می‌توان گفت: اسیدینگی و کیفیت ترشی حاصل از آن، نقش مؤثری در کیفیت قهوه دارد. علاوه بر اینکه اسیدها خودشان مزه و طعم‌یاد ایجاد می‌کنند، به‌طور کلی به‌عنوان پیش‌سازهای طعم برای توصیف‌گرهای کیفی قهوه شناخته می‌شوند. اسیدینگیِ درک‌شده یکی از دسته‌های اصلی است که قهوه‌آزمایان برای امتیازدهی به کیفیت قهوه از آن استفاده می‌کنند و آزمون‌های مرتبط با لذت (Hedonic Testing) نشان داده‌اند که ترشی یکی از عوامل اصلی علاقه‌ی مصرف‌کنندگان است؛ به نحوی که تغییراتِ به ظاهر کوچک در pH و اسیدینگیِ قابل تیتراسیون قهوهی دم‌شده، بر پروفایل طعمی تأثیرگذار بوده و علاقه‌ی مصرف‌کننده را تحت تأثیر قرار می‌دهد.
اسیدها در قهوه به‌طور کلی به ۳ دسته تقسیم می‌شوند:
- اسیدهای کربوکسیلیک عمومی (OAs)
- آلیفاتیک
- آلیسیکلیک
- اسیدهای کلروژنیک (CGAs)
- اسیدهای معدنی
اسیدهای آلیفاتیک در قهوه به گروهی از اسیدهای آلی اشاره دارد که ساختار زنجیره‌ای مستقیم یا شاخه‌دار (غیرحلقوی) دارند و بخشی از ترکیبات شیمیایی طبیعی قهوه هستند. این اسیدها عمدتاً طی فرایند برشته‌کاری از تجزیه‌ی کربوهیدرات‌ها و سایر ترکیبات به‌دست می‌آیند و نقش مهمی در ایجاد اسیدینگی و طعم کلی قهوه ایفا می‌کنند (تعداد شناسایی‌شده: ۳۸ عدد). برخلاف اسیدهای کلروژنیک (که از خانواده‌ی فنولیک هستند)، اسیدهای آلیفاتیک ساده‌تر بوده و شامل ترکیباتی مانند اسید فرمیک (formic acid)، اسید استیک (acetic acid)، اسید گلیکولیک (glycolic acid)، اسید لاکتیک (lactic acid)، اسید سیتریک (citric acid)، اسید مالیک (malic acid) و اسید پیروویک (pyruvic acid) می‌شوند. این اسیدها حدود ۱.۵٪ از شیمی کلی قهوهی روشن‌برشت را تشکیل می‌دهند و در قهوه‌های تیره‌تر، مقدار آن‌ها به دلیل تجزیه در حرارت بالا، کاهش می‌یابد.
اسیدهای آلیسیکلیک زیرمجموعه‌ای از اسیدهای آلی هستند که ساختار حلقوی دارند اما فاقد ویژگی‌های معطر می‌باشند؛ مانند اسید کوئینیک. این طبقه‌بندی بر اساس ساختار شیمیایی است و اسیدهای آلیسیکلیک مانند سایر اسیدهای آلی، حاوی کربن، هیدروژن و اکسیژن هستند و در فرایندهای طبیعی مانند برشته‌کاری قهوه نقش دارند.
اسیدهای کلروژنیک (CGAs) ترکیبات زیست‌فعال طبیعی هستند و با بلوغ میوه‌ی قهوه در دانه جمع می‌شوند. اسیدهای کلروژنیک از انواع مختلف استرهای اسید کوئینیک یا سری‌هایی از استرها تشکیل شده‌اند؛ نمونه‌های نماینده از ساختارهای اسید کلروژنیک در شکل ۳ نشان داده شده است. اسید کلروژنیک را می‌توان به زیرگروه‌هایی شامل اسیدهای کافئویل‌کوئینیک (CQA)، اسیدهای دی‌کافئویل‌کوئینیک (diCQA) و اسیدهای فرولوئیل‌کوئینیک (FQA) تقسیم کرد. از آنجا که اسیدهای کلروژنیک ترکیبات فنولی محسوب می‌شوند، به‌طور گسترده در قهوهی سبز، برشته‌شده و فوری مورد مطالعه قرار گرفته‌اند.
شکل ۳. ساختارهای شیمیایی کافئویل‌کوئینیک اسید، فرولوئیل‌کوئینیک اسید، دی‌کافئویل‌کوئینیک اسید
اسیدهای معدنی (غیرآلی) در قهوه، به‌طور طبیعی کمتر از اسیدهای آلی حضور دارند و عمدتاً به اسید فسفریک محدود می‌شوند. این اسید معدنی اغلب از طریق ترکیب خاک و کودهای فسفردار به گیاه قهوه منتقل می‌شود؛ در فرایند رشد گیاه، به‌ویژه در خاک‌های غنی از فسفر، جذب می‌شود و در دانه‌های قهوه باقی می‌ماند. اسید فسفریک طعم خاصی ندارد، اما باعث ایجاد حس «درخشندگی» در کام می‌شود و در ترکیب با دیگر اسیدها، می‌تواند به ویژگی‌های میوه‌ای کمک کند. اعتقاد بر این است که اسید فسفریک، که کمترین غلظت را در قهوهی دم‌شده دارد، به دلیل «ثابت تفکیک (pKa)» بالای خود، بیشترین تأثیر را بر «اسیدینگیِ درک‌شده» در نوشیدنی دارد. قهوه‌های کنیا، از جمله قهوه‌هایی هستند که میزان کافی را از این اسید در خود دارند و اسیدینگیِ سبک و درخشان را تداعی می‌کنند.
جدول ۱: مهمترین اسیدهای شناسایی‌شده در قهوه
اسیدهای موجود در قهوه منشأهای مختلفی دارند:
برخی از خاک توسط ریشه‌های درخت قهوه جذب می‌شوند (مانند فسفات برای اسید فسفریک)؛ برخی از طریق فتوسنتز توسط درخت قهوه تولید می‌شوند (مانند اسیدهای کلروژنیک، اسید مالیک، اسید سیتریک و اسید کوئینیک)؛ برخی در طی تخمیر در پردازش پسابرداشت تولید می‌شوند (مانند اسید لاکتیک و اسید استیک)؛ برخی در طول برشته‌کاری تولید می‌شوند (مانند اسید لاکتیک، اسید استیک و اسید فرمیک) و برخی حتی هنگامی که نوشیدنی در دمای بالا نگه داشته شود تولید می‌شوند (مانند اسیدهای کوئینیک و کافئیک که از اسیدهای کلروژنیک حاصل می‌شوند).
به‌دلیل این عوامل متنوع و پیچیدگی اسیدها در قهوه، اسیدینگیِ قهوه در فنجان بازتابی از تأثیر عوامل ژنتیکی، عوامل محیطی، خاک، کشت، پردازش، برشته‌کاری و شیوه‌ی دم‌آوری است.
به‌طور کلی، گونه‌ی کافئا عربیکا نسبت به کافئا کانفورا تمایل بیشتری به داشتن اسیدینگی دارد. قهوه‌ای که در دماهای خنک‌تر رشد کرده، معمولاً اسیدی‌تر از قهوهی رشد‌کرده در دماهای گرم است. قهوه‌های پردازش شسته‌شده معمولاً اسیدی‌تر از قهوه‌های طبیعی هستند. قهوه‌های روشن‌برشت و متوسط‌برشت اسیدی‌تر از قهوه‌های تیره‌برشت هستند (در واقع، اسیدها در برشته‌کاری‌های تیره تا حد زیادی تخریب می‌شوند). همچنین نوشیدنی‌های غلیظ‌تر، مانند اسپرسو، معمولاً اسیدی‌تر از نوشیدنی‌های رقیق‌تر هستند.
علاوه بر شدت اسیدینگی، ویژگی خاصی که توسط اسیدهای مختلف به قهوه منتقل می‌شود نیز می‌تواند توضیح دهد که چرا اسیدینگی در قهوه می‌تواند کیفیت‌های بسیار متنوعی داشته باشد؛ از خشک و علفی گرفته تا تند، ترش یا درخشان؛ و از اسیدینگیِ شیرین یا آب‌دار تا اسیدینگیِ شرابی یا سرکه‌ای (Acetic). دلایل متعددی وجود دارند که چرا اسیدها می‌توانند شخصیتی فراتر از مزه‌ی صرفاً ترش ارائه دهند: برخی اسیدها فرّار هستند (مانند اسید فرمیک و اسید استیک)، به این معنا که علاوه بر مزه‌ی ترش، یک بُعد بویایی نیز دارند. این ویژگی اسیدهای فرّار معمولاً با اسیدینگیِ «شرابی» مرتبط است. اسیدهای دیگر، مانند اسید کوئینیک، به‌دلیل ساختار مولکولی خود، علاوه بر مزه‌ی ترش، نوعی گسی یا تلخی نیز دارند. قدرت یک اسید نیز می‌تواند دلیلی باشد که چرا اسیدهای مختلف دارای شخصیت حسی متفاوتی هستند، زیرا احتمالاً اسیدهای ضعیف و قوی از طریق مسیرهای گیرنده‌ایِ متفاوت در جوانه‌های چشایی درک می‌شوند. به‌همین ترتیب، غلظت نوشیدنی قهوه (که به‌صورت درصد مواد جامد محلول کل یا TDS اندازه‌گیری می‌شود) به‌طور مستقیم با ادراک اسیدینگی ارتباط دارد؛ به این صورت که نوشیدنی با TDS بالا از همان قهوه، مزه‌ی ترش‌تری نسبت به نوشیدنی با غلظت کمتر خواهد داشت.
بخش ۲: تأثیر ترکیب ماتریکس غذایی بر مزه‌ی ترش
ترکیب و ساختار ماتریکس غذایی بر آزادسازی اسیدها و درک ترشی تأثیر می‌گذارد. برای مثال، در شبهِ پنیرها (یا پنیرهای گیاهی)، افزایش نمک و اسید، سفتی را افزایش می‌دهد؛ در حالی که چربی بالا، پنیر را نرم‌تر اما ترش‌تر می‌کند (استامپانونی و نوبل، ۱۹۹۱). میزان و سرعت آزادسازی ترکیبات غیرفرّار مانند اسید سیتریک و لاکتیک در پنیر با پارامترهای دهانی (بزاق و جویدن) مرتبط است (پیونیه و همکاران، ۲۰۰۴). زمان رسیدن به حداکثر شدت ترشی با زمان رسیدن به حداکثر غلظت اسید سیتریک همبستگی مثبت دارد.
در پنیر کامامبر، کاهش ترشی در طول رسیدن به دلیل مصرف اسید لاکتیک توسط ریزاندامگان است، اما pH و ترشی همیشه همبستگی ندارند و گونه‌های دیگر مانند کلرید سدیم بر آن تأثیر می‌گذارند (انگل و همکاران، ۲۰۰۱). پدیده‌های مهاجرت ترکیبات مانند اسیدها و فسفات‌ها می‌تواند ترشی را توضیح دهد. چربیِ باقی‌مانده‌ی اسیدهای چرب در روغن، بر درک ترشی تأثیر می‌گذارد و آن‌را سرکوب می‌کند (کورییاما و همکاران، ۲۰۰۲). گران‌روی نیز شدت ترشی را کاهش می‌دهد (سدیوا و همکاران، ۲۰۰۴). در قهوه، ماتریکس شامل کربوهیدرات‌ها، چربی‌ها و پروتئین‌ها است که آزادسازی اسیدها را تحت تأثیر قرار می‌دهد، به‌ویژه در روش‌های دم‌آوری که چربی را عصاره‌گیری می‌کنند.
۲.۱. نقش بزاق در درک مزه‌ی ترش
ترشی به غلظت پروتون و pH مربوط است، اما pH به‌طور کامل شدت را توضیح نمی‌دهد. طبق یافته‌های بالا، درک ترشی به اسیدینگیِ قابل تیتراسیون بستگی دارد (نوریس و همکاران، ۱۹۸۴). تفاوت‌های قابل توجه در شدت ترشی و جریان بزاق بین افراد با جریان بالا و پایین وجود دارد. افراد با جریان بالا تغییر بیشتری در جریان بزاق نشان می‌دهند اما درک ترشی کمتری دارند (کریستنسن و همکاران، ۱۹۸۷).
نرخ جریان بزاق بر پاسخ‌های زمانی ترشی تأثیر نمی‌گذارد، اما با رتبه‌بندی ترشی همبستگی دارد (بونانز و نوبل، ۱۹۹۵). بزاق به عنوان سیستم بافری عمل می‌کند و درک ترشی را تعدیل می‌کند (لوگاز و همکاران، ۲۰۰۵). افراد با جریان بالا، اسیدینگی را کارآمدتر کاهش می‌دهند، اما شدت درک‌شده‌ی بالاتری دارند. محرک‌های اسیدی بر ترکیب بزاق تأثیر می‌گذارند و پروتئین‌های ضدالتهابی مانند آنکسین A1 را افزایش می‌دهند (نیرو و همکاران، ۲۰۰۶). در قهوه، جریان بزاق می‌تواند درک ترشی را به‌ویژه در نوشیدنی‌هایِ با TA بالا، تعدیل کند.
۲.۲. مقبولیت مزه‌ی ترش
مزه‌ی ترش به وجود اسیدهای آلی مربوط است، اما ارتباط با مواد مغذی متفاوت است (لیم و راسل، ۲۰۱۹). نوزادان می‌توانند تفاوت بین مزه‌های شیرین، ترش و تلخ را بفهمند، اما واکنش آن‌ها به مزه‌ی ترش، همیشه یک واکنش کاملاً منفی و قاطع نیست. (کاوارت و همکاران، ۱۹۹۰). کودکان تمایل به ترشی بالا دارند و میوه‌ی بیشتری مصرف می‌کنند (بالسفلد و همکاران، ۲۰۰۷).
تجربه‌ی غذایی برای پذیرش ترشی مهم است (لیم و منال، ۲۰۰۲). کودکانِ تغذیه‌شده با فرمول ترش (مثل شیرخشک‌های کمی ترش)، میوه‌های ترش را بیشتر می‌پذیرند. در بزرگسالان، ترشی با مصرف غذا و سیری مرتبط است، اما غذاهای ترش، چگالی انرژی پایین دارند (فورد، ۲۰۱۶). اضافه‌کردن مزه‌ی شیرین به غذاهای ترش، پذیرش آن‌ها را بسیار ساده‌تر می‌کند. به همین دلیل ماست‌های ترشی که کمی شیرین شده‌اند، محبوبیت بیشتری دارند (بارنز و همکاران، ۱۹۹۱). در قهوه، مقبولیت اسیدینگی بسته به فرهنگ متفاوت است؛ در قهوه‌های تخصصی، اسیدینگیِ بالا مطلوب است، اما در قهوه‌های تجاری ممکن است رد شود.
بخش ۳: تأثیر برشته‌کاری بر اسیدها
طی تحقیقاتی که با عنوان «اسیدها در قهوه: مروری بر اندازه‌گیری‌های حسی و فراتحلیل ترکیبات شیمیایی» در دانشگاه کالیفرنیا /دیویس در سال ۲۰۲۳ انجام شد، مشخص شد که با تمرکز بر اسیدهای آلی، اسید سیتریک و مالیک با برشته‌کاری در عربیکا کاهش می‌یابد، به‌ویژه هنگام مقایسه‌ی قهوه سبز با قهوهی متوسط-برشت (شکل ۴). اسید استیک به نسبت سطح برشته‌کاری افزایش می‌یابد؛ برشته‌کاری‌های تیره بیشترین مقدار اسید استیک را دارند (شکل ۴C).
شکل ۴. غلظت اسیدهای آلی (گرم بر کیلوگرم) در قهوهی عربیکا بر اساس سطح برشته‌کاری کیفی. توجه داشته باشید که هر نمودار مقیاس عمودی متفاوتی دارد.
در ربوستای برشته‌شده، مقدار اسید سیتریک، استیک، مالیک، فرمیک و کوئینیک افزایش و مقدار اسید تارتاریک کاهش یافته است (شکل ۵). به‌ویژه، برشته‌کاری به شدت مقدار اسید استیک را افزایش می‌دهد و برشته‌کاری تدریجی سطوح اسید استیک را بیشتر افزایش می‌دهد، به‌طوری که برشته‌کاری‌های تیره بالاترین غلظت را دارند.
شکل ۵. غلظت اسیدهای آلی (گرم بر کیلوگرم) بر اساس سطح برشته‌کاری در قهوهی ربوستا بر اساس سطح برشته‌کاری کیفی. توجه داشته باشید که هر نمودار دارای مقیاس عمودی متفاوتی است..
با مقایسه‌ی مستقیم قهوهی سبز در مقابل برشته‌شده (شکل ۶)، برشته‌کاری، مقدار اسید سیتریک را در قهوهی عربیکا کاهش می‌دهد اما مقدار اسید سیتریک را در قهوهی ربوستا افزایش می‌دهد. رفتار بسیار متفاوتی نیز با اسید استیک مشاهده شده است. اگرچه قهوه‌های سبز عربیکا و ربوستا، مقادیر قابل مقایسه‌ای از اسید استیک دارند، اما برشته‌کاری قهوهی ربوستا منجر به افزایش ده‌برابری می‌شود.
شکل ۶. مقایسه غلظت اسیدهای آلی (گرم بر کیلوگرم) برای قهوهی عربیکا و ربوستا، چه به صورت سبز (برشته‌کاری نشده) و چه برشته‌کاری شده. توجه داشته باشید که هر نمودار مقیاس عمودی متفاوتی دارد. حروف کوچک (a-d) نشان‌دهنده‌ی تفاوت‌های آماری معنادار بین گروه‌ها بر اساس آزمون LSD فیشر است. لوزی – قهوه سبز؛ مربع – برشته‌کاری روشن؛ مثلث – برشته‌کاری متوسط؛ دایره – برشته‌کاری تیره.
روند کلی مشاهده‌شده برای اسیدهای کلروژنیک نیز جالب توجه است. با مشاهده‌ی CQA، 5-CQA، کل diCQA و کل FQA می‌توان فهمید که غلظت اسید کلروژنیک در قهوهی سبز بالاترین حد خود را دارد و با برشته‌کاری به تدریج، هم برای عربیکا و هم برای ربوستا کاهش می‌یابد. (شکل‌های ۷ و ۸).
شکل ۷. غلظت اسیدهای کلروژنیک (گرم بر کیلوگرم) در قهوهی عربیکا بر اساس سطح برشته‌کاری کیفی. توجه داشته باشید که هر نمودار مقیاس عمودی متفاوتی دارد.
شکل ۸. غلظت اسیدهای کلروژنیک (گرم بر کیلوگرم) در قهوهی ربوستا بر اساس سطح برشته‌کاری کیفی. توجه داشته باشید که هر نمودار مقیاس عمودی متفاوتی دارد.
برای مقایسه‌ی مستقیم متوسط غلظت‌ها، یک نمودار ستونی پشته‌ای از غلظت‌های میانه برای هر سطح برشته‌کاری در عربیکا و ربوستا در شکل ۹ قابل مشاهده است. در تمام سطوح برشته‌کاری، قهوهی ربوستا مقدار کل بیشتری از اسیدهای آلی دارد. به‌طور شگفت‌انگیزی، پروفایل‌های اسیدهای کلروژنیک بین قهوهی عربیکا و روبوستا بسیار مشابه است (شکل‌های ۹C-D). سطح برشته‌کاری بر مقدار اسیدهای کلروژنیک، بیشتر از نوع قهوه تأثیر می‌گذارد.
شکل ۹. غلظت متوسط (گرم بر کیلوگرم) اسیدهای آلی (A، B) و اسیدهای کلروژنیک (C، D) به ترتیب در قهوهی عربیکا و ربوستا. توجه داشته باشید که مقیاس‌های عمودی در (A) و (B) متفاوت هستند، در حالی که مقیاس‌های عمودی در (C) و (D) یکسان هستند.
بخش ۴: تأثیر دم‌آوری بر اسیدینگی
طی پژوهشی که در سال ۲۰۲۳ توسط گروهی از محققان دانشگاه دانمارک جنوبی صورت گرفت، ۵ نمونه قهوهی تخصصی با سطوح مختلف برشته‌کاری (روشن، متوسط، تیره) و دم‌آوری‌شده با فرنچ‌پرس، تحت جداسازی کروماتوگرافی اسیدهایشان قرار گرفتند. میانگین غلظت کل اسیدها (مجموع تمام اسیدهای شناسایی‌شده) و میانگین غلظت تمام اسیدهای آلی (OAs) (تمام اسیدها به جز اسید کلروژنیک و فسفریک) برای درجات مختلف برشته‌کاری در شکل ۱۰ نشان داده شده است. همانطور که مشاهده می‌شود، با افزایش سطح برشته‌کاری، کاهش در میانگین غلظت کل اسید وجود دارد، در حالی که هیچ تغییر قابل توجهی در میانگین غلظت فقط با در نظر گرفتن OAs مشاهده نمی‌شود.
شکل ۱۰. غلظت کل اسید. A) میانگین غلظت اسید برای کل اسیدها (همهی اسیدها، قرمز) و برای کل اسیدهای آلی (همهی اسیدها به جز اسید کلروژنیک و اسید فسفریک، زرد) برای سطوح مختلف برشته‌کاری. حروف نشان‌دهنده‌ی تفاوت‌های معنی‌دار (p < 0.05) بین سطوح برشته‌کاری در هر سری (کل اسیدها و کل اسیدهای آلی) هستند. B) کل اسیدها و C) کل اسیدهای آلی برای هر نمونه (برزیل 1: سبز روشن، برزیل 2: سبز تیره، بولیوی: زرد، کنیا 1: نارنجی، کنیا 2: صورتی و میانگین برای همهی قهوه‌ها: سیاه) برای سطوح مختلف برشته‌کاری.
تفاوت مشاهده‌شده در کل اسیدها عمدتاً به کاهش مورد انتظار در غلظت اسید کلروژنیک به دلیل تجزیه‌ی حرارتی در طول برشته‌کاری نسبت داده می‌شود. این کاهش نیز تأیید می‌شود زیرا غلظت اسید کلروژنیک برای همهی قهوه‌ها هنگام تغییر سطح برشته‌کاری از روشن‌تر به متوسط تقریباً ۰.۴ میلی‌گرم در میلی‌لیتر کاهش می‌یابد و کاهش ۰.۴ میلی‌گرم در میلی‌لیتر دیگری از متوسط به تیره‌تر مشاهده می‌شود (شکل ۱۱A).
شکل ۱۱. غلظت اسید برای A) اسید کلروژنیک، B) اسید سیتریک، C) اسید مالیک، D اسید کوینیک، E) اسید استیک، F) اسید فسفریک، G) اسید گلیکولیک، H) اسید لاکتیک، و I) اسید فرمیک برای نمونه‌های قهوه اندازه‌گیری شده (برزیل ۱: سبز روشن، برزیل ۲: سبز تیره، بولیوی: زرد، کنیا ۱: نارنجی، کنیا ۲: صورتی و میانگین برای همهی قهوه‌ها: سیاه) برای سطوح مختلف برشته‌کاری. حروف، نشان‌دهنده‌ی تفاوت‌های معنی‌دار (p < 0.05) بین سطوح برشته‌کاری هستند. لطفاً توجه داشته باشید که مقیاس‌ها متفاوت هستند (خطوط افقی برای همهی اسیدها با ۰.۱ میلی‌گرم در میلی‌لیتر از هم جدا شده‌اند). در نمودارها برای کلروژنیک و اسید سیتریک، p < 0.001 برای تفاوت نمونه نشان داده شده است.
شکل ۹ نشان می‌دهد که CGA و اسید کوئینیک مشتق از CGA دو اسید فراوان در قهوهی دم‌شده با غلظت متوسط بین ۰.۶ و ۰.۸ میلی‌گرم در میلی‌لیتر هستند؛ اسیدهای سیتریک، استیک و فسفریک غلظت متوسطی بین ۰.۲ و ۰.۴ میلی‌گرم در میلی‌لیتر دارند؛ در حالی که اسیدهای باقی‌مانده، کمتر از ۰.۲ میلی‌گرم در میلی‌لیتر هستند (شکل ۹، جدول ۲).
جدول ۲: غلظت اسید و مقادیر p. میانگین غلظت اسید برای هر سطح برشته‌کاری و مقادیر p مرتبط با مقایسه‌ی سطح برشته‌کاری (فاکتور ثابت: روشن‌تر، متوسط، تیره‌تر). حروف، نشان‌دهنده‌ی تفاوت‌های معنی‌دار (p < 0.05) بین سطوح برشته‌کاری هستند.
اندازه‌گیری‌های pH نمونه‌های قهوه، اسیدینگی بالاتری را برای برشته‌کاری‌های روشن‌تر نشان داد (L: pH 3.97 ± 0.1، M: pH 4.10 ± 0.2 و D: pH 4.25 ± 0.1). نمونه‌های قهوهی برزیل در این آزمون، به‌طور متوسط کمترین pH را دارند، که این روند برخلاف باور رایج در صنعت است که قهوهی برزیل به‌طور کلی غلظت اسید کمتری نسبت به قهوه‌های کنیا دارد.
بخش ۵: تأثیر خاستگاه
همانطور که در شکل ۹ دیده می‌شود، تفاوت در غلظت اسید بین پنج نمونه‌ی قهوه به‌طور کلی به شدت به خاستگاه جغرافیایی وابسته نبود، به جز برای اسید سیتریک و کلروژنیک. اسید سیتریک تغییرات بزرگ‌تر و معنی‌داری بین خاستگاه‌های نمونه داشت. دو قهوهی کنیا که از مناطق مختلف کنیا هستند، در غلظت اسید کلروژنیک کمی تفاوت داشتند، اما هیچ تفاوت معنی‌داری بین هیچ اسید دیگری نشان ندادند. در مقابل، دو قهوه برزیل که از یک منطقه هستند، در غلظت اسیدهای کلروژنیک، سیتریک، مالیک، فسفریک و استیک به‌طور قابل توجهی متفاوت بودند. این یافته‌ها با رودریگز و همکاران (۲۰۰۷) هم‌خوانی دارد که آن‌ها نیز دریافتند غلظت اسید در بین نمونه‌های یک خاستگاه به دلیل تفاوت‌های دیگر مانند ارتفاع رشد، محتوای خاک و شرایط پسابرداشت متفاوت است.
بخش ۶: آستانه‌ی تشخیص حسی و شناسایی اسیدها
جدول ۳، نتایج آزمون 2-AFC را از نظر شناسایی صحیح نمونه‌های اسپایک‌شده برای هر غلظت از پنج اسید نشان می‌دهد. هیچ یک از نمونه‌های حاوی اسید استیک از کنترل قابل تشخیص نبودند، در حالی که برای اسید سیتریک، همهی غلظت‌ها به‌طور قابل‌توجهی از کنترل متفاوت بودند، که نشان می‌دهد آستانه‌ی تشخیص برای این اسیدها در قهوه باید به ترتیب بالاتر از ۰.۳۱ میلی‌گرم در میلی‌لیتر و پایین‌تر از ۰.۱۶ میلی‌گرم در میلی‌لیتر برای اسید استیک و سیتریک باشد. برای سه اسید دیگر (لاکتیک، مالیک و فسفریک) تفاوت‌های معنی‌دار از کنترل به غلظت بستگی داشت.
جدول ۳: غلظت قند و مقادیر p. میانگین غلظت قند برای هر سطح برشته‌کاری و مقادیر p مرتبط با مقایسه‌ی سطوح برشته‌کاری (فاکتور ثابت: روشن‌تر، متوسط، تیره‌تر). حروف، نشان‌دهنده‌ی تفاوت‌های معنی‌دار (p < 0.05) بین سطوح برشته‌کاری هستند.
نتایج کلیدی:
اسید استیک: در هیچ غلظتی قابل تشخیص نیست.
اسید سیتریک: در تمام غلظت‌ها قابل تشخیص است (آستانه < 0.16 g/l).
اسید لاکتیک: در غلظت‌های 0.20 g/l و بالاتر قابل تشخیص است.
اسید مالیک: در غلظت‌های 0.20 g/l و بالاتر قابل تشخیص است.
اسید فسفریک: در غلظت‌های 0.25 g/l و بالاتر قابل تشخیص است.
مهمترین یافته از داده‌های حسی این است که بیشتر مقادیر آستانه‌ی شناسایی‌شده بالاتر از غلظت واقعی این ترکیبات در قهوه بود که بر اساس داده‌های کروماتوگرافی شناسایی شد. شکل ۶ این موضوع را به‌صورت بصری با مقایسه‌ی میانگین غلظت‌ها و مقادیر آستانه برای هر اسید نشان می‌دهد که در آن فقط اسید سیتریک در غلظتی به وضوح بالاتر از قابلیت تشخیص وجود دارد. برای اسیدهای دیگر، داده‌ها نشان می‌دهد که در حالی که ممکن است به اسیدینگیِ کلی کمک کنند، بعید به نظر می‌رسد که به‌صورت جداگانه قابل درک باشند.
یافته‌ی کلیدی: فقط برای اسید سیتریک، میانگین غلظت در قهوه (0.40 g/L) به وضوح بالاتر از آستانه تشخیص (<0.16 g/L) است. برای سایر اسیدها، آستانه‌ی تشخیص، نزدیک یا بالاتر از میانگین غلظت آن‌ها در قهوه است.
بخش ۷: نتیجه‌گیری
- اسیدینگی معمولاً یکی از مهمترین ویژگی‌های حسی قهوه به شمار می‌رود. با این حال، هرچند درک شدت ترشی آسان است، بیان ویژگی یا کیفیت اسیدینگی با استفاده از محلول‌های اسید آلی با شدت‌های مختلف، کار ساده‌ای نیست. متأسفانه، ما هیچ مرجع حسی برای اصطلاحاتی مانند «اسیدینگیِ آب‌دار» (juicy acidity) یا «اسیدینگیِ درخشان» (bright acidity) نداریم و استفاده از اسیدهای آلی به عنوان مرجع نیز معمولاً گمراه‌کننده است، زیرا قهوه‌ها اغلب ترکیبی از اسیدهای آلی بسیار متفاوتی دارند.
- بر اساس یافته‌های این مطالعه، اسیدینگی در قهوه باید به عنوان یک مفهوم کل‌نگر در نظر گرفته شود تا اینکه پاسخ خطی ساده‌ای به غلظت اسید کل یا اسیدهای منفرد خاص داشته باشد. از مقادیر آستانه‌ی تشخیص حسی یافت‌شده، فقط اسید سیتریک را می‌توان در آستانه‌ی حسی، تشخیص داد و دیگر اسیدهای آلی رایج، به درستی توسط انسان قابل شناسایی نیستند.
- به طور گمراه‌کننده‌ای، یک قهوه با پروفایل به اصطلاح «اسید فسفریک» ممکن است در مقایسه با قهوه‌هایی با پروفایل متفاوت، مقدار بسیار کمی اسید فسفریک داشته باشد. به عبارت دیگر، اگر فکر می‌کنید در حال چشیدن اسید مالیک هستید چون اسیدینگیِ آن شما را به یاد سیب سبز می‌اندازد، احتمال زیادی وجود دارد که آن اسید مالیک نباشد.
- مشکل دیگر در مورد توصیف‌گرهای اسیدینگی این است که اغلب از تشبیه‌های میوه‌ای استفاده می‌شود. برخی افراد وقتی می‌گویند «این قهوه، طعم‌یادِ سیب سبز دارد»، منظورشان این است که اسیدینگیِ آن شبیه به سیب سبز است، نه اینکه نت‌های سیب سبز در طعم‌یادِ آن وجود دارد. به همین دلیل، استفاده از میوه‌ها برای بیان اسیدینگیِ قهوه، رویه‌ی چندان مناسبی نیست، مگر اینکه مشخص کنید دقیقاً منظورتان اسیدینگی است و نه طعم‌یاد.
- اسیدینگی در قهوه یک بُعد حسی منفرد نیست، بلکه یک چارچوب ساختاری است که عطر، طعم‌یاد و تن‌واری را به یکدیگر پیوند می‌دهد. این ویژگی با ایجاد بستر شیمیایی برای عطرهای پیچیده، تفکیک و تعریف طعم‌یادهای میوه‌ای و گلی و شکل‌دهی به یک احساس دهانی زنده و شفاف، به کل تجربه‌ی نوشیدن قهوه عمق، پویایی و کمال می‌بخشد.
- در مقایسه‌ی TA و pH به‌عنوان نقطه‌ی اتکا برای پیش‌بینی میزان ترشی، TA نتایج مستندتر و قابل‌پذیرشی را در مقایسه با pH (طبق باور قدیمی) در پژوهش‌های متعدد از خود به‌جای گذاشته است.
منابع:
Batali, M. E., Cotter, A. R., Frost, S. C., Ristenpart, W. D., & Guinard, J.-X. (2021). Titratable acidity, perceived sourness, and liking of acidity in drip brewed coffee. ACS Food Science & Technology, 1, 559–569. https://doi.org/10.1021/acsfoodscitech.0c00078
Burke, R. M., Kelly, A. L., Lavelle, C., & This, H. (Eds.). (2021). Handbook of molecular gastronomy: Scientific foundations and culinary applications. CRC Press.
Farah, A., & Galvan de Lima, A. (2019). Organic acids. In A. Farah (Ed.), Coffee: Production, quality and chemistry (pp. 517–535). The Royal Society of Chemistry. https://doi.org/10.1039/9781782622437-00517
Fernández-Alduenda, M. R., & Giuliano, P. (2021). Coffee sensory and cupping handbook (1st ed.). Specialty Coffee Association.
Lingle, T. R. (2011). The coffee cupper's handbook: A systematic guide to the sensory evaluation of coffee's flavor (4th ed.). Specialty Coffee Association of America.
Rune, C. J. B., Giacalone, D., Steen, I., Duelund, L., Münchow, M., & Clausen, M. P. (2023). Acids in brewed coffees: Chemical composition and sensory threshold. Current Research in Food Science, 6, 100485. https://doi.org/10.1016/j.crfs.2023.100485
Yeager, S. E., Batali, M. E., Guinard, J.-X., & Ristenpart, W. D. (2023). Acids in coffee: A review of sensory measurements and meta-analysis of chemical composition. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 63(8), 1010–1036. https://doi.org/10.1080/10408398.2021.1957767
رضا کوثر، اولین Q Grader ایرانی و مدرس رسمی CQI است. او به‌عنوان مدیر-مالک شرکت Slick Coffee اکنون در عمان مشغول فعالیت است. تجربیات او با بیش از یک‌‌دهه حضور در صنعت قهوه تخصصی در طیف وسیعی از فعالیت‌ها مثل هدایت نفرات برتر مسابقات قهوه، مدیریت کافه، برشته‌کاری قهوه و داوری در مسابقات معتبری مانند Cup of Excellence خلاصه می‌شود. او هم‌اکنون داور رسمی رویدادهای جهانی قهوه WCC است و هرساله، قهوه‌آموزان بسیاری در دوره‌های او، دانش خود را در زمینه‌‌های تخصصی به‌روز می‌کنند. او می‌گوید: در‌حالی‌که من از تمام جنبه‌های قهوه لذت برده‌ام، اما علاقه‌ی شخصی من در آنالیز حسی و هنر برشته‌کاری قهوه نهفته است. این اشتیاق با پیشینه‌ی منحصر‌به‌فرد من به‌عنوان دانش‌آموخته‌ی کارشناسی ارشد زبان‌شناسی با تمرکز بر عصب‌روان‌شناسی زبان تقویت می‌شود که به من اجازه می‌دهد رویکردی علمی به قهوه بیاورم؛ چیزی که از طریق کارگاه‌ها، ارائه‌ها و انتشارات به اشتراک می‌گذارم و سعی در توانمندسازی جامعه‌ی قهوه از این طریق دارم.
رسول ظریفی، مدیر آموزش و مدرس کیا آکادمی است. او فعالیت حرفه‌ای خود را در زمینه‌ی قهوه از سال ۱۳۹۴ به‌صورت آکادمیک و با گذراندن دوره‌های انجمن قهوه تخصصی اروپا SCAE شروع کرد. مدیریت آموزش، کمک‌مدرس، مدرس دوره‌های تخصصی قهوه در تمام شاخه‌ها و داوری بخش حسی و فنی مسابقات قهوه از جمله سوابق کاری او به‌حساب می‌آید. علاقه‌مندی او طبق گفته‌ی خودش، علم آنالیز حسی است و هم‌اکنون نیز شاخه‌ی مهارت‌های حسی را در کیا آکادمی تدریس می‌کند.
