Kaffedrickare känner intuitivt igen nöjet av att svälja en slät, rik brygd kontra en vattnig. Bortsett från tillsatt grädde eller socker bidrar kaffet i sig till denna känsla – kallad kropps- eller munkänsla – men de specifika föreningarna är inte väldefinierade. Nu rapporterar forskare om flera kaffeföreningar som bidrar till känslan av att drycken täcker insidan av munnen, såväl som känsla av sammandragning och kritighet. Resultaten kan användas för att justera bearbetnings- och rostningsförhållandena för specialkaffe.
Forskarna kommer att presentera sina resultat i dag på höstmötet i American Chemical Society (ACS). ACS Fall 2021 är ett hybridmöte som hålls virtuellt och personligen 22-26 augusti, och on-demand-innehåll kommer att vara tillgängligt 30 augusti-sept. 30. Mötet innehåller mer än 7 000 presentationer om ett brett spektrum av vetenskapliga ämnen.
"Vi har vetat att kaffe i sig kan påverka texturella sensationer, och det ansågs traditionellt bero på socker och lipider", säger Christopher Simons, Ph.D., en av projektets huvudutredare. "Men vårt team finner att den här känslan faktiskt kan drivas av små molekyler, vilket är lite unikt." Han säger att denna kunskap skulle kunna hjälpa producenter och odlare att göra det bästa kaffet. Det kan också hjälpa aficionados att tillskriva vissa egenskaper hos en kopp java till specifika föreningar, precis som vinentusiaster gör.
Brianne Linne, doktorand som presenterar arbetet på mötet, hade tidigare studerat taktil perception på tungan när möjligheten att studera kaffekropp dök upp. "Från vår bakgrundsläsning fann vi att definitionerna av kaffekropp var väldigt vaga och ibland motsägelsefulla, så vi trodde att detta skulle vara ett spännande ämne för oss att studera", säger hon. Linne arbetar tillsammans med Simons och co-rektorutredaren Devin Peterson, Ph.D., i projektet vid The Ohio State University (OSU).
Teamet bestämde sig för att isolera föreningarna som är ansvariga för kaffets munkänsla genom att först upprätta en beskrivande analyspanel. De började med fyra olika kaffesorter som utvärderare licensierade av Specialty Coffee Association hade gett olika betyg vad gäller kropp. En separat panel med åtta erfarna provare, skickliga i taktila medvetenhet, kom sedan överens om en uppsättning referenser som illustrerade sensationerna som skiljer varje kopp.
"För att bättre definiera termen "kropp", delade vi ner det i komponenter som skulle göra det möjligt för oss att leta efter föreningarna som driver dessa speciella förnimmelser, säger Simons. Fyra taktila underattribut, nämligen kritighet, munbeläggning, sammandragning och tjocklek användes för att särskilja kaffet. De separerade kaffet med full kropp i 12 fraktioner med hjälp av vätskekromatografi och en panel med fem provare screenade varje fraktion. Om en majoritet rankade ett underattribut starkt i en bråkdel, renades det ytterligare för att fastställa den exakta föreningen som var ansvarig.
Forskarna fann att ett kluster av små molekyler bidrar till kaffets munkänsla. Peterson säger att de isolerade melanoidinföreningar, bildade av Maillard-reaktionen under rostning, och för första gången förknippade dem med sammandragning. Två föreningar, 3- och 4-kaffeoylkinsyra, motsvarar munbeläggning. Oväntat avtog känslan med ökade koncentrationer. Peterson säger att även om biologiska svar är mångfacetterade är det ovanligt att ett attribut uppfattas på låga nivåer, men inte på höga nivåer. Slutligen isolerade de en ny förening relaterad till kritighet som innehåller en aminosyra.
Teamet är nu intresserade av om det finns mekanoreceptorer i munnen som upptäcker dessa små molekyler. Enligt Peterson kan sådana receptorer vara ansvariga för den minskade munbeläggningskänslan som uppstår med ökande koffeoylkinsyra. De vill också veta mer om hur kaffebönans odlingsförhållanden och rostningstemperaturer påverkar föreningarna. Med denna kunskap kan odlare och producenter manipulera sina processer för att tona ned eller lyfta fram de små molekylerna i en kopp kaffe enligt konsumenternas preferenser.
En inspelad mediebriefing om detta ämne kommer att publiceras tisdag 24 augusti kl. 09.00 Eastern Time kl. www.acs.org/acsfall2021briefings .
Forskarna erkänner stöd och finansiering från OSU Flavor Research and Education Center.
Titel
Identifiering och karakterisering av kemiska föreningar som bidrar till kaffekroppen
Abstrakt
Kropp är ett av tio attribut som definieras av Specialty Coffee Association (SCA) som bidrar till den övergripande kvalitetsbedömningen av kaffe, och följaktligen till värdet som tillskrivs kaffebönor. SCA beskriver kaffekroppen som den "taktila känslan" av vätskan i munnen. Denna studie undersökte föreningar som påverkar taktila förnimmelser av droppbryggt kaffe. En panel för beskrivande analys (DA) presenterades med en uppsättning kaffe som fick en rad kroppspoäng från certifierade koppar av Q-grad och identifierade genom flera provningar fyra taktila underattribut som möjliggjorde differentiering mellan presenterade kaffer ("kritighet", " munbeläggning, "sammandragning" och "tjocklek"). En sensorisk vägledd fraktioneringsmetodik användes sedan med kaffet med högsta kropp som genomgick multidimensionell separation på ett vätskekromatografisystem i preparativ skala utrustat med trippelkvadrupolmasspektrometri (QqQ MS) detektor. Efter varje dimension av separation utfördes sensorisk analys av den utbildade DA-panelen för att screena för aktivitet med hjälp av ett kombinerat parad-jämförelse och intensitetsvärdering sensoriskt utvärderingsprotokoll. Fenoliska kininsyror och melanoidiner var inblandade i munbeläggning respektive sammandragningsuppfattningar. Föreningar identifierades med användning av autentiska standarder och MS/MS-fragmenteringsanalys. Fourier-transformjon-cyklotronresonans kopplad med MS (FT-ICR MS) användes vidare för att karakterisera melanoidinisolatet. Föreningens koncentrationsintervall kvantifierades i kaffe med användning av standardtillsats och sensorisk rekombinationstestning som ytterligare validerade bidrag till taktila attribut. Psykofysiska tester kommer att följa för att belysa mekanistisk grund. Denna forskning ger en molekylär grund för att förstå hur bearbetnings- och rostningsförhållanden kan påverka kaffets kropp och munkänsla och kommer också att bidra till bristen på kunskap om taktil perception i munhålan och dess relation till maten och smakupplevelsen.
