Bilgiustam
Türkiye'nin Bilgi Sitesi

Kahvenin Detaylı Kimyası ve Analizi

0 131

Kahve, Rubiaceae familyasına ait Coffea arabica Linn .’nin olgun tohumlarından oluşur. Kahve çekirdeğinden ekstrakte edilen kahve, koyu kırmızı meyvelerde de bulunur ve ara sıra spermoderm çıkarılır. Botanik cins Coffea’nın tohumları çiğ, kavrulmuş, bütün veya öğütülmüş olabilir. 70 kahve türü arasında sadece üç tür yetiştirilmektedir ve Dünya kahve üretiminin % 75’i Coffea arabica tarafından, yaklaşık % 25’i Coffea canephora tarafından ve % 1’den azı Coffea liberica ve diğerleri tarafından sağlanmaktadır. Genellikle, kahve 1000-2000 rakımlarda yetiştirilmektedir. Etiyopya, Brezilya, Hindistan, Vietnam, Meksika, Nepal Guatemala, Endonezya ve Sri Lanka’ya özgüdür.
Kahve de birçok bileşen vardır ve bunlardan bazıları, karbonhidrat, protein, lipit ve kafein gibi kimyasal bileşenlerdir. Ayrıca aromatik ilkeler, yağ, mum ve mineral ve asit içerir. Kahve bitkilerinde yüksek oranda kafein bulunabilir ve bu nedenle çalışmanın ikinci bölümünde kahve, çay ve pazarlanan kahvede bulunan kafeinin uygun şekilde tanımlanması, ayrılması, optimizasyonu, saflaştırılması ve belirlenmesi için çeşitli analitik yöntemler vardır. Bu analitik yöntemler, kafeinin ayrıştırılması ve miktarının belirlenmesi için uygundur. Çeşitli analitik yöntemler arasında UV, IR ve NMR spektroskopisi gibi spektroskopi yöntemleridir. Ayrıca kâğıt, TLC, kolon, HPLC ve gaz kromatografisi gibi kromatografik yöntemler ve LC – MS, GC – MS ve GC – MS gibi tireli teknikler bulunur.

Kimyasal BileşenlerKahvenin Detaylı Kimyası ve Analizi

Kahvenin ana bileşenleri kafein, tanen, sabit yağ, karbonhidratlar ve proteinlerdir. % 2-3 kafein, % 3-5 tanen, % 13 protein ve % 10-15 sabit yağ içerir. Tohumlarda kafein, klorojenik asit (CGA) tuzu olarak bulunur, ayrıca yağ ve mum içerir. Bu yazıda, karbonhidrat, protein, lipit türleri ve diğer kimyasal bileşenleri hakkında bilgiler yer almaktadır. Ayrıca kahvede bulunan bileşenlerin tahmini için gözden geçirilmiş çeşitli analitik yöntemler ele alınmıştır. Kahve genellikle antioksidan olarak kullanılır, ancak daha da önemlisi kahve, insülinin doğru şekilde kullanılmasını sağlayarak kan şekerini kontrol etmeye yardımcı olan iyi bir krom ve magnezyum kaynağıdır. Kahve çekirdeklerindeki temel kimyasal maddeler vardır ve bunlar aşağıdaki gibidir:
• Kafein
• Tanen
• Tiamin
• Ksantin
• Spermidin
• Guaiakol
• Sitrik asit
• Klorojenik asit
• Asetaldehit
• Spermin
• Putrescine
• Skopoletin
Yeşil ve kavrulmuş kahvenin (Santos) karbonhidrat içeriği belirlenerek ölçülmüştür. Yeşil kahve, çözünür şekerler olarak yaklaşık % 6-7 sükroz ve düşük miktarda glikoz içerir. Kavrulmuş kahvenin çözünür şekerleri sükroz, fruktoz ve glikozdur. Yapılan deneyde ayrıca yeşil ve kavrulmuş kahvenin holoselüloz fraksiyonlarının izolasyonu için gerçekleştirilmiştir. Yeşil kahvenin holoselülozu, susuz sülfürik asit ve % 10 potasyumda çözünmez hidroksitten oluşan yeni bir yöntemle hidrolize edilmiştir. Bu, kavurma sırasında kısmen çözünürlüğü ve belirli şeker oranıyla sonuçlanmıştır; 1 L-arabinoz / 2D-galaktoz / 2D-glikoz / 6D-mannoz. Bu şekerlerden arabinoz kolayca asitle hidrolize edilmiştir. Ayrıca analiz edilen ve belirlenen başka kahve bileşenleri de gözlemlenmiştir ve bu kahve bileşenleri aşağıdaki gibidir:
• Kafein,
• Trigonellin,
• Kafeik asit,
• Klorojenik asit,
• İzoklorojenik asit
• 10 amino asittir,
Kahvenin Detaylı Kimyası ve AnaliziSerbest amino asitler kahve kavurma sırasında kaybolmuşlar ve kafeini kromatogramlarda değerlendirmek için analitik bir yöntem geliştirilmiştir.
Kahve hamurunda, yoğunlaştırılmış tanenler başlıca fenolik bileşiklerdir. Tohumlarda ise fenolik bileşikler, öncelikle topluca klorojenik asitler (CGA) olarak tanınan hidroksisinnamik asitler ve kinik asit arasında oluşan bir ester ailesi olarak bulunur. Yeşil kahve tohumları, yüksek konsantrasyonlarda bulunan ve kahvenin kalitesini belirlemede daha büyük bir etkiye sahip olan ve kahve aromasının oluşumunda hayati bir rol oynayan % 14’e kadar CGA içerir.

Karbonhidratlar

Mannoz, galaktoz ve arabinozdan oluşan selüloz ve polisakkaritler gibi mevcut karbonhidratların çoğu çözünmezdir.

Lipitler

Lipid fraksiyonu çok kararlı görünmektedir, bazı bileşimlerden oluşur ve bunlar aşağıdaki gibidir:
• Linoleik asit, baskın yağ asididir, ardından palmitik asit gelir.
• Lipid bileşimi.
• Triaçilgliseroller.
• Diterpen esterleri.
• Diterpenler.
• Triterpen esterleri.
• Triterpenler (steroller).
• Tanımlanamayan bileşikler.

Asitler

Uçucu asitler arasında formik asitler ve asetik asitler bulunurken uçucu olmayan asitler arasında laktik, tartarik, pirüvik ve sitrik asit yer alır. Küçük bileşenler, yüksek yağ asitlerini ve malonik, süksinik, glutarik ve malik asitleri içerir. Sitrik asidin bozunma ürünleri vardır ve bunlar aşağıdaki gibidir:
• İtakonik,
• Sitrakonik
• Mesakonik asitlerdir,
Ayrıca fumarik ve maleik asitler ise malik asidin bozulmuş ürünleridir ve klorojenik asitler kahvenin başlıca zengin asitleridir.

Trigonelline ve Nikotinik Asit

Yeşil kahve % 0,6’ya kadar trigonellin (N-metilnikotinik asit) içerir ve kavurma sırasında % 50 oranında ayrışır. Parçalayıcılar arasında nikotinik asit, piridin, 3-metil piridin, nikotinik asit, metil ester ve diğer bileşikler bulunur.

Aromatik Prensip

Kahvenin aroma profili tatlı, karamel benzeri, topraksı, kükürtlü , kavrulmuş ve dumanlı fenolik olarak oluşur.

Mineraller

Potasyum, kahve külü (% 1,1), kalsiyum (% 0,2) ve magnezyumda (% 0,2) büyüktür. Ana anyonlar fosfat (% 0,2) ve sülfat (% 0,1) ile diğer elementlerin eser miktarlarını içerir.

Kafein

Kahvenin Detaylı Kimyası ve AnaliziEn iyi bilinen N bileşiği, fizyolojik etkileri (merkezi sinir sisteminin uyarılması, artan kan dolaşımı ve solunum) nedeniyle kafeindir (1,3,7-trimetilksantin). Tadı hafif acıdır ve kafeinin % 10’u ve klorojenik asidin yaklaşık % 6’sı bir kahve içeceğinde bulunur. Ayrıca kavurma sırasında çekirdekteki kafein seviyesi azalır. Kafeinsizleştirme işlemi ile elde edilen sentetik kafein, ilaç ve meşrubat endüstrileri tarafından kullanılmaktadır. Ksantinin metilasyonu ile ürik asit ve formamidden elde edilen sentetik kafein elde edilir. Tıbbi olarak kafein, genellikle başka bir terapötik ajan ile birlikte ve analjezik preparatlarda bir CNS uyarıcısı olarak kullanılır.
Teobromin, idrar söktürücü ve kas gevşetici görevi görür, ancak rutin olarak kullanılmaz. Teofilin, kas gevşetici olarak kullanılır ve sıklıkla yan etkileri azaltmak için sürdürülebilir formülasyonlarda dağıtılır. Aynı zamanda aminofilin (etilendiamin ile teofilin içeren daha çözünür bir preparat) ve kolin teofilinat (teofilin ve kolin) olarak da mevcuttur. Alkaloidler doğal kaynaklardan izole edilebilir, ayrıca tam veya kısmi sentezle elde de edilebilir.
Pürin alkaloidleri, kafein, teobromin ve teofilini içerir . Alkaloidler olarak sınırlı bir dağılıma sahiptirler, ancak kökenleri, adenin ve guanin gibi pürin bazları, nükleositlerin, nükleotidlerin ve nükleik asitlerin temel bileşenlerine çok yakındır. Kafein esas olarak çay, kahve ve kola gibi içecekler şeklinde tüketilir, en çok tüketilen ve sosyal olarak kabul gören doğal uyarıcılardır. Teofilin, tıbbi olarak kafeine kıyasla bronşiyal astımı rahatlatmak için kullanılan kas gevşetici özellikleri nedeniyle bir ilaç bileşiği olarak çok daha önemlidir. Kakao ve ilgili çikolata ürünlerinin ana bileşeni teobromindir.
Dört nitrojen atomundan ikisi glutamin ve üçüncüsü aspartik asit tarafından sağlanır. AMP ve GMP nükleotitlerinin sentezi, IMP ve XMP yoluyladır ve purin alkaloidleri daha sonra XMP yoluyla ayrılır. Metilasyon yoluyla fosfat kaybı, daha sonra şeker kısmından salınan nükleosit 7-metilksantozini oluşturur. Ayrıca, nitrojen üzerindeki ardışık metilasyon teobromin yoluyla kafein verirken, farklı bir metilasyon dizisi teofilin oluşumuna neden olabilir.

Kaynakça:
https://www.intechopen.com/books/coffee-production-and-research
https://www.researchgate.net/publication/340370274_A_Detail_Chemistry_of_Coffee_and_Its_Analysis

Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu

Cevap bırakın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.

Bu web sitesi deneyiminizi geliştirmek için çerezleri kullanır. Bununla iyi olduğunuzu varsayacağız, ancak isterseniz vazgeçebilirsiniz. Kabul etmek Mesajları Oku