Hvordan fungerer kaffe?

Hvad er kaffe, kemisk set?

En kaffebønne er botanisk set frøet fra kaffeplantens bær og indeholder en kompleks cocktail af kemiske forbindelser. Råbønnen består af kulhydrater (primært sakkarose og arabinogalactan), lipider, proteiner, organiske syrer og koffein. Det er dog ristningen, der virkelig frigiver og omdanner disse stoffer til de hundredevis af aromastoffer, vi forbinder med frisk kaffe. Mere end 1.000 forskellige flygtige forbindelser er identificeret i ristet kaffe, og disse giver de nuancer af chokolade, blomster, frugt, nødder og jord, som kaffesmagere beskriver.

Koffein udgør typisk 1–2 % af bønnens tørvægt og er et naturligt alkaloid, som kaffeplanten producerer som forsvar mod insekter. Koffein er vandopløseligt og bittert, men udgør kun én del af kaffens samlede smagsbillede. Chlorogensyrer er en stor gruppe antioksidanter i kaffe, der bidrager til syre og bitterhed. Under ristning nedbrydes en stor del af disse syrer og danner nye forbindelser, herunder quinolinsyrer og phenoler, der påvirker smagen yderligere.

Sådan fungerer det

1. Ristningsprocessen: Ved ristning opvarmes bønnerne til 180–230 °C. Maillard-reaktioner mellem aminosyrer og sukkerarter danner brune pigmenter og hundredevis af aromastoffer. Sukker karamelliserer, og bønnens cellestruktur sprænges i det såkaldte første knæk ved ca. 196 °C, hvilket frigiver CO2 og ekspanderer bønnen.
2. Let vs. mørk ristning: Let ristede bønner bevarer mere af de oprindelige frugtsyrer og komplekse aromaer. Mørkt ristede bønner har en mere bitter, røget smag, fordi syrer er nedbrudt og nye bitterhedsstoffer som phenylindaner er dannet.
3. Ekstraktion i varmt vand: Kaffe brygges ved at lade varmt vand (optimalt 90–96 °C) trænge ind i det malede kaffepulver og opløse de smagsbærende forbindelser. Syre og sødme ekstraheres hurtigt, mens bitterhed og tunge stoffer kræver længere tid.
4. Over- og underekstraktion: Underekstraktion (for kort bryggetid, for groft malet, for lav temperatur) giver en sur, tynd kaffe, fordi kun de lette syrer er trukket ud. Overekstraktion (for lang bryggetid, for fint malet) giver en bitter, ru smag, fordi uønskede bitre forbindelser er trukket med ud.
5. Koffein blokerer adenosinreceptorer: Koffein er strukturlign med adenosin – et stof, der ophober sig i hjernen i løbet af dagen og binder sig til adenosinreceptorer, der fremmer søvnighed. Koffein konkurrerer om de samme receptorer uden at aktivere dem, og blokerer derved søvnsignalet.
6. Adrenalinrespons og dopamin: Blokeringen af adenosinreceptorer udløser indirekte frigivelse af adrenalin og øger dopaminaktiviteten, hvilket giver den kendte effekt af øget årvågenhed, koncentration og forbedret humør.
7. Koffeinets halveringstid: Koffein nedbrydes primært af leverenzymet CYP1A2. Halveringstiden er typisk 5–6 timer, hvilket betyder, at halvdelen af koffeinet fra en eftermiddagskaffe stadig er i blodet ved sengetid.

Interessante fakta

• Espresso indeholder faktisk mindre koffein pr. portion end filterkaffe, fordi den brygges med mindre vand – men koncentrationen er langt højere.
• Koffeinfri kaffe fremstilles ved at vaske grønne (uristede) bønner med CO2 under højt tryk, vand eller organiske opløsningsmidler, der selektivt fjerner koffeinet.
• Kaffe er verdens mest handlede landbrugsprodukt efter olie og drikkes af over 2 milliarder mennesker dagligt på verdensplan.
• Den berømte Kopi Luwak-kaffe fremstilles af bønner, der har passeret gennem tarmsystemet på en desmerdyr – enzymer i tarmen ændrer proteinerne i bønnen og påvirker smagen.
• Koldbrygget kaffe (cold brew) er langt mindre syrlig end varm kaffe, fordi de syreproducerende kemiske reaktioner kræver høje temperaturer for at finde sted.

Ofte stillede spørgsmål

Hvorfor bliver man afhængig af kaffe?

Ved regelmæssigt koffeinforbrug øger hjernen antallet af adenosinreceptorer som kompensation for den vedvarende blokering. Det betyder, at der skal mere koffein til at opnå samme effekt, og at man ved pludselig ophør kan opleve for mange frie adenosinreceptorer og en overvægt af søvnsignaler – resulterende i træthed, irritabilitet og hovedpine. Disse abstinenssymptomer er typisk milde og aftager inden for et par dage, efterhånden som receptortætheden normaliseres.

Er kaffe sundt eller usundt?

Forskningen peger i en positiv retning for moderate mængder kaffe – 3–5 kopper om dagen er i adskillige studier forbundet med lavere risiko for type 2-diabetes, Parkinsons sygdom og visse leversygdomme. Kaffens mange antioksidanter bidrager formentlig hertil. Til gengæld kan for stort koffeinforbrug give angst, hjertebanken og søvnforstyrrelser. Gravide anbefales at begrænse kaffe til maksimalt 200 mg koffein om dagen (ca. 2 kopper), da koffein passerer moderkagen og kan påvirke fosterets udvikling.