Alkaloids là một nhóm các hợp chất hữu cơ có chứa Nitơ, có tính kiềm nhẹ và thường có vị đắng. Trong hạt cà phê, hai loại Alkaloid quan trọng nhất cần được nhắc đến là Caffeine và Trigonelline. Trong tự nhiên, cây cà phê tổng hợp các hợp chất này như một “vũ khí sinh học” để bảo vệ hạt và lá khỏi sự tấn công của côn trùng và vi khuẩn.
Caffeine và Trigonelline
Caffeine (C8H10N4O2) là alkaloid nổi tiếng nhất, chiếm khoảng 0.9% – 1.2% trọng lượng hạt Arabica và 1.2% – 2.4% ở Robusta.
- Tác động sinh học: Caffeine ức chế các thụ thể adenosine trong não, giúp duy trì sự tỉnh táo.
- Đóng góp cảm quan: Trái với quan niệm phổ biến, Caffeine chỉ đóng góp khoảng 10% – 20% vào tổng vị đắng của tách cà phê. Tuy nhiên, đây là vị đắng “sạch” và bền vững.
- Tính ổn định nhiệt: Caffeine rất bền với nhiệt. Trong quá trình rang, hàm lượng Caffeine gần như không thay đổi (chỉ mất đi một lượng rất nhỏ do hiện tượng thăng hoa), điều này có nghĩa là mức độ rang đậm hay nhạt không làm thay đổi đáng kể lượng caffeine trong hạt.
Dù ít được người dùng phổ thông biết đến, nhưng với các nhà nghiên cứu, Trigonelline quan trọng không kém Caffeine trong việc hình thành cấu trúc hương vị.
- Sự biến đổi khi rang: Khác với Caffeine, Trigonelline bắt đầu phân hủy ở nhiệt độ khoảng 160°C. Khi kết thúc quá trình rang, khoảng 50% – 80% Trigonelline sẽ bị phân rã.
- Sản phẩm phụ quan trọng: Quá trình phân hủy nhiệt của Trigonelline tạo ra hai nhóm hợp chất cực kỳ quan trọng:
- Pyridines: Tạo nên mùi hương rang xay, mùi hạt và mùi bánh mì đặc trưng.
- Nicotinic Acid (Vitamin B3): Cà phê là một trong số ít thức uống chứa lượng Vitamin B3 đáng kể nhờ sự chuyển hóa này.
- Vị đắng: Trigonelline đóng góp một phần vào vị đắng tinh tế và phức hợp hơn so với vị đắng trực diện của Caffeine.