Bugün kahvenin tadına oldukça fazla etkisi bulunan, fakat beraberinde yanlış anlaşılmaları ve yine sevmediğimiz bir durum olan kesin hükümleri getiren, fenolik bileşikler ile ilgili yazacağız.
Kahvenin kimyasal yapısının oldukça kompleks olduğuna artık hepimiz hakimiz ve bu konuyla ilgili bloğumuzda birçok yazı yazdık.Son yazımız ile artık yavaş yavaş kahvenin temel olarak sayılan bileşenleri tek tek ele alacağız.
Konumuz Fenoller.
Keskin ve kesin yargıları içinde barındıran fenollere kimyasal açıdan bir bakış atalım ve biraz da adını temize çıkaralım isteriz.
Fenoller, genellikle aromatik bir halkaya bağlı olan bir veya daha fazla hidroksil grubuyla tanımlanan antioksidan yapılardır. Evet doğru duydunuz, fenolik bileşikler kahveye önemli ölçüde antioksidan etki sağlar. Aslında bundan daha önce kahvenin antioksidan etkileri ile ilgili yazdığımız birçok yazıda bahsetmiştik. Yazdığımız üzere bu antioksidan yapıya flavonoidler, alkaloidler, melanoidinler ve çeşitli vitamin-mineraller katkı sağlamaktadır. Tabi bu bilgi şu an için bu kadarla kısıtlı, hızla laboratuvarlara konu olan kahve çalışmalarının sonucunda yeni bileşiklerle karşılaşmak ve bunların antioksidan etkisiyle karşılaşmak an meselesi.
Bileşiklerin kendi başlarına ve kompleks halde iken davranışları oldukça büyük farklar yaratmaktadır. Değil ki halkalı büyük yapılar, iyonların dahi karşılaştıkları yapıdaki farklılıklar sonucu yapısı, etkinliği ve etkisi değişmektedir. O nedenle bakarken ayrı ayrı değerlendirmek kahve gibi yoğun kimyasal içerikli maddeler için yanıltıcı olabilir. Bu hikâyenin mikro bakış açısından baktığımız halidir.
Bununla birlikte, makro bakış açısından baktığımızda da benzer hatta çok daha kuvvetli şekilde sinerjik ve antagonistik etkileşimler önemli farklar yaratmaktadır. Mesela saflaştırılmış standart fenolik bileşiklerin kullanıldığı laboratuvar ölçeğindeki hesaplamalar ile gerçek gıda sistemlerinin içinde gerçekleşen etkileşimlerden önemli ölçüde farklılık göstermektedir. Örneğin, laboratuvar ortamında yapılan örneklerde (kahve–tarçın fenolik etkileşimi) antioksidan aktivite için sinerjik bir etki olduğunu göstermiştir, ancak gerçek fenolik ekstraktlar, biyolojik aktif özellikler açısından farklı ve hatta zıt sonuçlar ortaya çıkarabilmektedir. Ayrıca, gıda matrisinin sindirime maruz kalması (in vitro) sonucunda kahve ve ona eşlik eden gıdalardaki fenolik bileşiklerin biyolojik aktiviteleri değişecektir.
Sinerjik etkileşimler, kahvedeki fenolik bileşiklerin diğer gıdalardaki fenollerle bir araya gelerek daha güçlü bir antioksidan etki veya sağlık yararı sağlaması durumunda ortaya çıkar. Kahvenin ve çikolata birlikte tüketildiğinde, her iki gıdanın da yüksek fenolik içerikleri nedeniyle antioksidan etkilerinin artırdığını gösteren çalışmalar vardır. Bunun zıttı olarak ise Antagonistik etkileşimler, kahve fenollerinin diğer gıdalardaki fenolleri inhibe etmesi veya etkilerini zayıflatması durumunda ortaya çıkar. Elbette bu iki güçlü etkinin varlığı tada olumlu ya da olumsuz birçok katkı sağlar ve de değişimler yaratır.
Kahvede öne çıkan fenollere baktığımızda daha önce üzerinde çokça durduğumuz klorojenik asitler başı çekerken, tanninler, kafeik asitler, ferulik asitler, trigonellinler takip eder. Klorojenik asitleri yeniden hatırlayacak olursak, kahvede bolca bulunan fenolik bileşiklerdir ve yapılarında fenol özelliklerini taşıyan aromatik halkalar ve hidroksil grupları içerirler. Klorojenik asit, kafeik asit ve kinik asit arasında bir esterleşme sonucu oluşur. Bu yapı hem fenolik hem de ester özellikler taşıyan karmaşık bir fenol bileşiği olarak klorojenik asidin tanımlanmasını sağlar. Klorojenik asitler kahvenin ana fenolik bileşikleridir ve güçlü antioksidan özelliklere sahiptir ve aynı zamanda serbest radikalleri nötralize edebilir ve oksidatif stresi azalttığı görülmüştür. Tada etkisi olarak baktığımızda ise daha çok acı tada katkısı bulunmaktadır. Bununla birlikte kafeik asit ve ferulik asitler ise tıpkı melanoidinler, kafein, niacin ve flavonoidler gibi kahvenin antioksidan kapasitesini artırmakta büyük rol oynarlar. Kafeik asit ve ferulik asitlerin tada etkisi incelendiğinde, kafeik asidin genellikle ağız büzücü tatlara sebep olduğu fakat ferulik asidin kavurma sürecine bağlı olarak aromatik bileşiklere dönüşebildiği, özellikle vanilin gibi tatlımtırak ve vanilya benzeri aromatik bileşiklerin öncüsü olabildiği görülmüştür.
Kahvede düşük miktarlarda bulunabilen tanenler, bitkisel fenolik bileşiklerdir ve adstrigent etkisiyle bilinir. Tannik asitler, özellikle ağızda belirgin bir kuruluk ve büzülme hissi yaratır. Kendilerine daha çok çayda rastlarız ve çay içtiğiniz zaman kuruluk ve büzülme hissini çok daha fazla hissedersiniz. Fakat ağza gelen kuruluk hissini hemen bir moleküle bağlamamak gerekir. Bu kuruluk hissinden kahvede oldukça fazla bulunan melanoidinler de sorumlu olabilir asitler de. Ya da hiçbir molekül sebep olmaz da bu bileşiklerin insan tükürüğü proteinleri ile etkileşime girmesiyle ve proteinlerin çökmesiyle kuruluk-büzülme hissini yaşarız. Bu süreç, fenolik bileşiklerle sınırlı kalmaz ve kahvede bulunan diğer bileşiklerle de ilişkili olabilir. Şu anın gelişen teknolojisi ile dahi etiketlenemeyen bu bileşikleri ezberden etiketlemeye çalışmak oldukça amatör ve bilimden uzak bir yaklaşımdır.
Fenollere yöresel etkiyi incelendiğinde karşımıza ne gibi sonuçlar çıktığına bakalım. Arabica kahvesi genellikle daha yüksek fenolik bileşikler ve antioksidan içeriğine sahip olduğu gözlemlenmişken, Robusta kahvesinin daha düşük fenolik profillere sahip olduğu görülmüştür. Bölge olarak ise, Etiyopya gibi yüksek rakımlı tropikal bölgelerde yetişen kahveler, genellikle yüksek fenolik içerik ve antioksidan kapasiteye sahiptirler. Daha düşük rakımlarda yetişen kahveler veya daha kuru iklimlerde yetişen kahveler ise, fenolik bileşiklerin daha düşük seviyelere sahiptir. Bu da kahvenin antioksidan seviyesindeki düşüş ile doğru orantılıdır.
Kavrulma süreçlerinin fenolik bileşikleri nasıl etkilediğine bakacak olursak, yüksek sıcaklıklarda koyu kavrulmuş çekirdeklerin fenolik bileşen konsantrasyonu büyük ölçüde azalmaktayken buna bağlı olarak kahvenin antioksidan kapasitesi neredeyse tamamen düşmektedir. Tersi olarak da kahvenin açık kavurulduğu durumlarda ise fenoller neredeyse hiçbiri bozulmadan kahvenin içerisinde kalmaktadır. Yapılan çalışmalara göstermektedir ki kavurma sırasında fenollerin parçalanması veya dönüşümü, kahvenin tadını geliştirmektedir. Özellikle açık kavrumda, fenolik bileşiklerin yüksek seviyeleri, kahvenin meyvemsi ve çiçeksi tat profillerine katkıda bulunmaktadır. Bulgular orta derecede kavurmanın, fenollerin olumlu etkilerini koruyarak, kahvenin zengin ve kompleks bir lezzet profiline sahip olmasını sağladığını göstermiştir.
Konulardan bir diğeri ise kahvenin saklama koşulları. Kahvenin saklama koşullarının hem yeşil hem de kavrulmuş halinin nasıl olması gerektiğini daha önceki bloglarda yazmıştık. Ama burada saklama koşullarının toplam fenolik içeriğine olan etkisi. Yapılan bir çalışmada fenolik bileşiklerin diğer grupları, genel olarak zamanla sabit kalırken, tat profiline etkisi olan klorojenik asitlerin (CQAs) farklı nem koşulları altında farklı şekillerde bozunmaya uğradığıdır. Monomerik klorojenik asitlerin, dimerlerden daha fazla bozulma eğiliminde olduğu gözlemlenmiştir. Özellikle, %75 bağıl nemde uzun süre saklanan arabica çekirdeğinde, %65 bağıl neme kıyasla kafein ve kafeik asit miktarında bir azalma gözlemlenmiştir. Fenoller, özellikle oksidasyona uğramış formda ise (ki oksidasyon doğru korunmadığı, kahvenin acılığını artırabilir. Bu acılık, özellikle aşırı miktarda klorojenik asit veya kavrulma sırasında aşırı parçalanmış fenoller olduğunda belirgin hale gelir. Aynı zamanda ağız büzücü etki olarak da karşımıza çıkmaktadır.
Fenollerin tat ve kaliteye etkisi ile ilgili yapılmış önemli bir çalışmada ise sürekli tekrar edilen, doğru bilinenlerin aksine gelen sonuçlar epey dikkat çekicidir.
Makale, fenolik ve uçucu bileşiklerin kahve kalitesindeki etkilerini vurgulamakta ve özel kahvelerin yüksek kalite profillerinin bu bileşenlerin optimal kombinasyonuna bağlı olduğunu göstermektedir. Kahve örneklerinin kalitesi, duyusal analizde puanlanmış ve bu puanlar 83 ile 90,25 arasında değişmiştir. Makalenin sonuçlarına göre fenolik bileşikler kahvenin tat profiline, uçucu bileşikler ise aroma profiline katkıda bulunduğu not edilmiştir. Ve çalışma kahvenin bu ikili etkileşimlerinin, nitelikli kahvelerin diğer kahve türlerinden ayrılmasındaki en belirleyici faktör olduğunu kaydetmiştir. Özetle nitelikli, yüksek puan alan kahvelerin, genellikle yüksek fenolik ve uçucu bileşen konsantrasyonlarına sahip olduğu belirlenmiştir. Fenolik bileşikler bütününün içinde nitelikli kahvelerin daha zengin ve karmaşık tat ve aroma profillerine sahip olmasını sağlamaktadır. Görüldüğü üzere, sanılanın aksine fenolik bileşiklerin kaybı, kahvenin karakteristik tat notalarının zayıflamasına veya değişmesine neden olmaktadır. Kahvedeki belirli fenoller, kahvenin daha parlak, canlı ve kompleks bir asiditeye sahip olmasını sağlar. Ancak, yüksek konsantrasyonlarda olduklarında veya oksidasyona uğradıklarında veya kavrulmaya ve yöreye bağlı olarak bu fenoller acılığı artırmaktadır.
Fenoller yalnızca kendi olduğu formlarla katkı sağlamamakta, kahvenin kavrulması sırasında çeşitli uçucu bileşiklere dönüşerek katkıyı artırmaktadır. Bu uçucular, kahvenin aromatik özelliklerini derinleştirmekte ve ona çiçeksi, meyvemsi veya baharatlı notalar eklemektedir. Kahvede yer alan uçucu fenol bileşiklerine baktığımızda ise karşımıza öncelikle guaiacol çıkar, bu bileşik kavrulmuş kahvede bulunan yaygın bir uçucu fenol bileşiğidir. Kahveye dumanlı, baharatlı ve hafif tatlı aromalar kazandırır. Özellikle daha koyu kavrulmuş kahvelerde belirgin tat sağlar. İkinci yaygın uçucu fenol bileşiği 4-etilguaiacol, kahveye baharatlı ve odunsu aromalar ekler ve özellikle diğer bileşikler ile etkileşime girip kahveye kompleks tatlar verir. Bir diğer yaygın uçucu fenol gruplarında ise para,orto,meta formlarında olan kresoller vardır. Yine kahveye odunsu ve baharatlı tatlar ile ilgili katkı sağlamaktadır.
Oldukça detaylı şekilde ele aldığımız fenollere ezberlenmiş bilgilerin aksine bilimsel bir bakış açısı ile çerçeve çizmeye çalıştık. Burada esas önemli olan ve önemsememiz gereken şey, kahvenin tadını belirleyen bileşenlerin mevcut karışımın kompozisyonuna çok güçlü bir şekilde bağlı olmasıdır.
Duygu Kurtuluş
Co-Founder / Chemist / Nanotechnology Engineer / Hazardous Chemical Consultant / Chemical Evaluation Specialist