ค้นหาจุดลงตัวที่สุดระหว่างกลิ่นรสและคุณประโยชน์ต่อสุขภาพของกาแฟSpecialty (ตอนที่1)

มันมีอยู่จริงใช่ไหม? ค้นหาจุดลงตัวที่สุดระหว่างกลิ่นรสและคุณประโยชน์ต่อสุขภาพของกาแฟ Specialty (ตอนที่1)

Balance between aroma, flavour and biologically compound composition


เคยมีคำถามมาว่าทุกวันนี้เราดื่มกาแฟแบบเน้นเอาความอร่อยหรือประโยชน์ทางสุขภาพมากกว่ากัน? เชื่อว่าหลายคนคงสนใจเรื่องความอร่อยเป็นหลัก

มุมมองเกี่ยวกับสุขภาพนี้ที่จริงแล้วสำคัญไม่ใช่น้อยเลยนะครับ ภาพลักษณ์ของกาแฟในด้านนี้ก็ดูไม่ค่อยดีสักเท่าไหร่ เพราะเรายังมักจะจำกันว่าคาเฟอีนมันกระตุ้นหัวใจบ้างเอย หรือกาแฟคั่วเข้มก็อาจให้สารก่อมะเร็งบ้างเอย จนไปๆมาๆ ก็เลิกคิดถึงมันไปแล้วว่าดีหรือไม่ดีต่อสุขภาพกันแน่ เอาแค่ว่าได้อร่อยและแก้ง่วงก็พอ

ในช่วงเวลาที่กาแฟพิเศษกำลังเป็นที่นิยมกันไปทั่วโลก การศึกษาวิจัยที่เกี่ยวข้องก็เลยเกิดมากขึ้นตามไปด้วย มีนักวิจัยที่ประเทศลัตเวีย เขาสนใจประเด็นว่า คุณภาพทางกลิ่นรสกับต่อผลดีสุขภาพนั้นสามารถไปด้วยกันได้ไหม? แล้วจุดสมดุลของมันน่าจะอยู่ที่จุดใด? ก็เลยมีการทำ review หรือเรียบเรียงข้อมูลและทำออกมาเป็นข้อสรุปโดยใช้เอกสาร paper งานวิจัยจำนวนมากมาใช้อ้างอิง

ช่วงที่ต้องเขียนหนังสือตำราคั่ว Simplicity in Coffee Roasting : #ซับซ้อนที่เรียบง่าย ผมต้องหาเอกสารมาอ่านเพิ่มเติมค่อนข้างมาก เลยบังเอิญไปเจอบทความนี้เข้า พออ่านแล้วก็ชอบมากเพราะเขาเขียนเข้าใจง่ายได้ประเด็นครบถ้วน พอจบงานเขียนหนังสือผมก็เลยคิดอยากเอาเนื้อหาส่วนนี้มาเล่าสู่กันฟัง


ต่อจากนี้เป็นเนื้อหาที่เรียบเรียงโดยอ้างอิงบทความชื่อ Quality of Specialty Coffee : Balance between Aroma, Flavour and Biologically Active Compound Composition : Review (2018) เขียนโดย Ilze Laukalēja และ Zanda Krūma แห่ง Latvia University of Life Sciences and Technologies, Latvia

เพื่อนๆ สามารถ search หาอ่านต้นฉบับจริงได้ตามลิงค์ที่ให้ไว้นี้เลยนะครับ http://bitly.ws/D2Ib

ผมจะเล่าโดยแบ่งเป็น 4 ประเด็นได้แก่
1. สารประกอบที่ให้กลิ่นและรสชาติตัวหลักๆ ในกาแฟมีอะไรบ้าง? และมันให้ผลทางรสชาติเมื่อผ่านการคั่วแล้วอย่างไร?

2. สารประกอบที่ให้ผลดีต่อสุขภาพคือสารตัวใดบ้าง? ให้ผลอย่างไร?

3. เทคนิคการโปรเสสที่มีอิทธิพลต่อองค์ประกอบทางเคมีในสารกาแฟ (green bean)

4. ระดับคั่วที่ถือว่าน่าจะดีที่สุดเพื่อให้ได้ทั้งรสชาติที่ดีและผลดีต่อสุขภาพ
เชื่อว่าพออ่านจบแล้ว...คุณจะรักกาแฟดีๆ ขึ้นอีกมากเลย

----
ประเด็นที่ 1 : สารประกอบที่ให้กลิ่นและรสชาติตัวหลักๆ ในกาแฟมีอะไรบ้าง? และมันให้ผลทางรสชาติเมื่อผ่านการคั่วแล้วอย่างไร?
เราแบ่งง่ายๆ ออกเป็นเรื่องของรส (flavour) ซึ่งที่จริงก็มีกลิ่นรวมอยู่ด้วยประมาณนึงเพราะกลิ่นกับรสบางทีก็ไม่สามารถแยกออกจากกันได้อย่างเช่นน้ำตาลคาราเมล ยังไงก็ให้ทั้งรสและกลิ่นพร้อมๆกัน และกลิ่น (aroma) นะครับ
---
สารประกอบให้รสชาติ Flavour (Non volatile compound composition)
องค์ประกอบเคมีหลักในไขมัน (lipid), โปรตีน (protein), และคาร์โบไฮเดรต (carbohydrates) ที่อยู่ในกาแฟเป็นสารตั้งต้นของกลิ่นและรสชาติที่จะถูกพัฒนาขึ้นเมื่อผ่านการคั่ว กาแฟพิเศษหรือกาแฟคุณภาพสูงมักจะมีปริมาณของสารประกอบเหล่านี้มากกว่ากาแฟทั่วไป โดยปัจจัยสำคัญที่เป็นตัวกำหนดคุณภาพของสารกาแฟพิเศษก็ได้แก่ สภาพแวดล้อม (environment factor) และกระบวนการหลังการเก็บเกี่ยว (post-harvest)

เรามาปูพื้น ทำความรู้จักกันทีละตัวนะครับ
---
Lipid
ลิพิด (Lipid) เป็นชื่อเรียกที่ประกอบไปด้วยสองส่วน ได้แก่
1. ไขมัน (fat) ซึ่งมีสถานะของแข็งที่อุณหภูมิห้อง

2. น้ำมัน (oil) ซึ่งมีสถานะของเหลวที่อุณหภูมิห้อง
กาแฟมีลิพิดอยู่ประมาณ 15% ในอราบิก้า และ 10% ในโรบัสต้า โดยส่วนใหญ่แล้วจะประกอบไปด้วย triglycerides, diterpene alcohols และ esterified sterols

Coffee oil เป็น diterpene จะมีอยู่สองตัวหลักๆ ได้แก่ kahweol และ cafestol ทั้งสองตัวนี้จะไม่ค่อยพบอยู่แบบอิสระ แต่จะอยู่ในรูปของการ esterified อยู่ด้วยกันกับกรดไขมัน (fatty acid) เช่น linoeic acid ซึ่งให้รสขม

กรดไขมัน (fatty acid) เป็นตัวสร้าง mouthfeel ในกาแฟ (bodyและ texture), essential aroma และ flavor โดยเราแบ่งกรดไขมันได้เป็นสองแบบได้แก่ กรดไขมันอิ่มตัว (saturated fatty acid) และกรดไขมันไม่อิ่มตัว (unsaturated fatty acid)

#กรดไขมันอิ่มตัว จะส่งผลทางบวกต่อรสสัมผัส (sensory qualities) กาแฟที่มีกรดไขมันอิ่มตัวที่มีสายโซ่โมเลกุลยาว (long chain fatty acid) เช่น stearic fatty acid (คาร์บอน 18 อะตอม) และ arachidic fatty acid (คาร์บอน 20 อะตอม) ในปริมาณมาก จะให้ body และ texture ที่ดี ส่วนกาแฟที่มีกรดไขมันอิ่มตัวแบบ myristic acid (คาร์บอน 14 อะตอม) ก็มักจะให้ผลเชิงบวกแก่ acidity ของกาแฟ

ไขมันมีทั้งแบบที่ละลายน้ำได้บางส่วนกับแบบไม่ละลายน้ำ (เราอาจจะสังเกตเห็นส่วนที่ไม่ละลายน้ำเป็นคราบไขมันบาง ๆ ลอยอยู่บนน้ำกาแฟครับ) ซึ่งความรู้สึกถึงบอดี้ที่มีน้ำหนักและความนุ่มของกาแฟเป็นผลเนื่องมาจากไขมันเหล่านี้ค่อนข้างมากเลยทีเดียว

#กรดไขมันไม่อิ่มตัว ซึ่งมีพันธะคู่อยู่ในโครงสร้างโมเลกุล จะส่งผลทางลบต่อรสสัมผัสของกาแฟ เพราะสามารถทำให้เกิด oxidation ในระหว่างการเก็บรักษา (storage process) ให้กลิ่นรสทางลบเช่น กลิ่นรสกาแฟเก่า (rested coffee flavour) และส่งผลให้เกิดกรดไขมันอิสระ (free fatty acid) จำนวนมาก โดยกรดไขมันอิสระเหล่านี้อาจมีความเกี่ยวข้องกับกรดไขมัน elaidic ในกาแฟ (elaidic acid เป็นกรดไขมันทรานส์ที่พบเป็นหลักในมาการีน)
กล่าวโดยสรุปก็คือ #ถ้ากาแฟมีกรดไขมันอิ่มตัวมากก็จะช่วยให้คุณภาพกาแฟเป็นไปในทางที่ดี แต่ถ้ามีกรดไขมันไม่อิ่มตัวจำนวนมาก ก็จะให้กลิ่นรสที่ไม่ดี เช่นกลิ่นกาแฟเก่า หรือกลิ่นทึบแบบน้ำมันหืน
---
Carbohydrates
คาร์โบไฮเดรตเป็นองค์ประกอบหลักของเมล็ดกาฟ (ประมาณ 60%) ซึ่งมีบทบาทในการสร้างกลิ่น รส และสี ในกระบวนการคั่ว สารประกอบที่สำคัญที่สุด ได้แก่ sucrose และ polysaccharides

Polysaccharides นั้นมีหลายชนิด ถ้าหากเป็นตัวที่มีโครงสร้างซับซ้อน เช่น arabinogalactans และ galactomannans ก็จะเป็นสารประกอบที่เป็นโครงสร้างหลักของเซลล์ที่เรียกว่า cell wall ซึ่งเป็นส่วนที่ไม่ละลายน้ำ พอชงกาแฟเสร็จเราจะได้กากกาแฟเป็นของเหลือหลังการชง ส่วนอื่นๆนอกจากนั้นเป็นส่วนที่จะสลายตัวด้วยความร้อนระหว่างการคั่ว กลายเป็นน้ำตาลโมเลกุลเล็กที่พร้อมทำปฏิกิริยาเรียกว่าน้ำตาลรีดิวซ์ (reducing sugar) เช่น mannose, arabinose, glucose เป็นต้น

การเกิด reduction ของน้ำตาลสร้างสารประกอบให้กลิ่นมากมายหลายชนิด กาแฟอราบิก้าซึ่งมีทั้ง sucrose และ polysaccharides มากกว่าโรบัสต้าจึงให้ทั้งความหวาน ความเปรี้ยว และกลิ่นที่ดีได้มากกว่า
เมื่อกาแฟมีอุณหภูมิสูงขึ้น sucrose สลายตัว (degradation) ให้น้ำตาลโมเลกุลเดี่ยวซึ่งเป็นน้ำตาลรีดิวซ์ อันเป็นสารตั้งต้นสำคัญในการเกิดปฏิกิริยาเมลลาร์ด โดย sucrose ในเมล็ดกาแฟจะเพิ่มขึ้นตามช่วงระยะการสุกของผลเชอรี่ กาแฟที่มีช่วงสุกช้ากว่าจะมีน้ำตาลที่ซับซ้อนกว่า เพราะฉะนั้นคุณภาพของ specialty coffee จึงขึ้นกับช่วงเวลาของการเก็บเกี่ยวและกระบวนการหลังการเก็บเกี่ยวเป็นอย่างมาก
---
Protein
โปรตีน (protein) ในอราบิก้ามีน้อยกว่าโรบัสต้าไม่มากนัก (10-13%) อาจจะพูดได้ว่าพอ ๆ กัน โปรตีนในกาแฟประกอบด้วยกรดอะมิโน (amino) และเปปไทด์ (peptides) กรดอะมิโนหลักมี 3 ชนิดได้แก่ glutamic acid, aspartic acid และ gamma-aminobutyric acid (GABA) กรดอะมิโนทั้งหมดจะลดลงไปตามกระบวนการคั่วซึ่งการลดลงนี้จะดำเนินไปอย่างรวดเร็วเมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 180°C

กรดอะมิโนส่วนใหญ่จะทำปฏิกิริยากับน้ำตาลรีดิวซ์ในปฏิกิริยาเมลลาร์ด เกิดเป็นสารประกอบหลายตัวเช่น pyrroles, pyridines, pyrazines ซึ่งให้กลิ่นโทนหลักของกาแฟ แต่ในเวลาเดียวกัน น้ำตาลรีดิวซ์ยังสามารถทำปฏิกิริยากับ free amino acid ใน Strecker degradation ให้สารประกอบ aldehydes ซึ่งให้โทนกลิ่นที่น่าพึงพอใจ (plesant odours)

เราอาจกล่าวได้ว่าโปรตีนเป็นสารประกอบที่มีบทบาทสำคัญการสร้างกลิ่นรสในกาแฟ โดยยังมีส่วนร่วมด้วยช่วยสร้างสารประกอบฟีนอล (phenolic compound) และ melanoidins
---
Melanoidins
ผลลัพธ์ปลายทางของปฏิกิริยาการคั่วคือสารประกอบที่มี Nitrogen เป็นองค์ประกอบ ให้สีน้ำตาล และมีน้ำหนักโมเลกุลมาก สารประกอบ polysaccharides, chlorogenic acid และ protein เป็นสารตั้งต้นหลักที่ร่วมกันทำปฏิกิริยาการคั่ว (Maillard reaction, Caramelization) แล้วเกิดเป็น melanoidin ขึ้นมา

Melanoidin สามารถให้กลิ่นรสเชิงบวกแบบ bitter-sweet และมีบทบาทสำคัญในเครมาของกาแฟเอสเปรสโซ (espresso crema) แต่ใน melanoidin ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงมาก ๆ ซึ่งเกิดในการคั่วเข้มหรือคั่วด้วยความร้อนที่รุนแรง จะให้ผลลัพธ์ทางกลิ่นรสที่ไม่น่าพึงพอใจ เพราะกลิ่นจะเป็นไปในทาง sulfurus/roasty flavour ซึ่งอธิบายได้ว่าเกิดจากการเชื่อมพันธะโควาเลนต์ระหว่าง melanoidin กับ thiol (สารประกอบที่ให้กลิ่นฉุนชนิดหนึ่ง)
---
Trigonelline
ให้ผลทางบวกต่อคุณภาพของกลิ่นรส ทั้ง acidity, sweetness และ flavour ในกระบวนการคั่ว สารประกอบ trigonelline จะสลายตัวให้เป็น pyrroles, pyrazines ซึ่งให้กลิ่นด้านดี
----
ชื่อสารประกอบอาจจะมากสักหน่อยนะครับ เราอาจต้องอดทนอ่านไปก่อนประมาณนึง แล้วเดี๋ยวพอไปจนถึงบทสรุป ผมเชื่อว่าเพื่อนๆจะเข้าใจแบบเห็นภาพชัดเจนอีกครั้งอย่างแน่นอน


เอาเป็นว่า มาจนถึงจุดนี้เราสรุปเบื้องต้นกันว่าสารประกอบที่ให้ flavour นั้นมีหลายตัวและเห็นว่าอะไรเป็นปัจจัยกำหนดคุณภาพของรสชาติ สารชนิดเดียวกันอาจให้ผลลัพธ์ทั้งรสชาติด้านดี (คนทั่วไปชอบ) หรือรสชาติด้านไม่ดี (คนทั่วไปไม่ชอบ) ทั้งนี้ก็ขึ้นอยู่กับระดับการคั่วประกอบกับการบริหารจัดการในระหว่างโปรเสสและเก็บรักษาว่าทำได้เหมาะสมหรือเปล่า


เขียนมาค่อนข้างยาวแล้ว พักกันก่อน ไว้ค่อยมาต่อตอน 2 กันนะครับ
---
ผมกลับมาเขียนบทความอีกครั้งหลังจากพักไประยะหนึ่งครับ ขอบคุณทุกกำลังใจที่ทำให้รู้สึกอยากเขียนต่อ ผมเชื่อว่า ความรู้เป็นเสมือนคบไฟส่องสว่างไล่ความมืดให้หายไป ที่สำคัญหากเราเขียนด้วยจิตใจที่ปราศจากอคติใดๆ งานเขียนของเราจะเป็นงานบริสุทธิ์ที่ผู้อ่านสามารถรับรู้ได้ และงานชิ้นนั้นจะอยู่คงดำรงไปยาวนาน ผมไม่เคยคิดจะใช้งานเขียนของผมเพื่อทำร้ายหรือโจมตีใคร

ส่วนตัวผมเองเป็นคนชอบอ่านหนังสือก็เลยชอบเขียนหนังสือไปโดยธรรมชาติ วิธีศึกษาของผมอาจจะไม่ได้เหมือนคนรุ่นใหม่ที่ได้ลงคอร์สหรือเรียนผ่านยูทูป แต่ถึงแม้กระบวนการเรียนรู้จะไม่เหมือนกันเราก็อาจจะเข้าถึงความรู้ได้เหมือนกัน และเมื่อเราเข้าถึงแล้วก็ถือว่าเครื่องมือที่ใช้ในการศึกษาได้ทำหน้าที่จนเกิดผลสำเร็จแล้ว
คำถามต่อมาที่เราต้องตอบตัวเองก็คือ...เราจะใช้มันสร้างประโยชน์อันใดต่อไปได้หรือไม่? ทุกอย่างขึ้นอยู่กับใจเราเอง


อ่านต่อตอน 2

ขอบคุณที่ติดตามนะครับ
กี้ อาคม สุวัณณกีฏะ โรงคั่วกาแฟปรีดา
16 เม.ย. 66
---
ขอบพระคุณเอกสารประกอบ
1. Laukalēja, I., Krūma, Z. (2018), Quality of Specialty Coffee : Balance between Aroma, Flavour and Biologically Active Compound Composition : Review, Reseach for Rural Development 2018, Vol1 DOI : 10.22616/rrd.24.2018.038