Sự Phân Hủy Strecker

Nội Dung Chính

Là một phần của mạng lưới phản ứng Maillard, sự phân hủy Strecker có tầm quan trọng nổi bật đối với sự hình thành hương vị góp phần tạo nên các nốt hương thơm đặc trưng của cà phê. Phản ứng này được xác định lần đầu tiên bởi nhà hóa học người Đức – Adolph Strecker vào năm 1862. Trong phản ứng phân hủy Strecker, các axit amin sẽ phản ứng với một hợp chất dicarbonyl – một phân tử có hai nguyên tử oxy tham gia bằng liên kết đôi với các nguyên tử carbon lân cận. Các phản ứng Maillard là một nguồn cung cấp các loại phân tử này, đó là lý do tại sao sự phân hủy Strecker có liên quan chặt chẽ với các phản ứng Maillard.

Phản ứng Strecker sẽ chuyển đổi các axit amin thành các hợp chất có mùi thơm dễ bay hơi được gọi là aldehyde. Trong cà phê rang, aldehyde đại diện cho một hệ thống nhiều loại hương liệu khác nhau, từ hoa, cỏ trái cây đến hạt dẻ, mạch nha, mùi rang – nướng và đất, v.v… nhiều loại trong số chúng có thể được nhận biết ngay cả ở nồng độ rất thấp, làm cho chúng trở thành một phần quan trọng trong hương thơm phức hợp của cà phê.

Mặc dù chúng ta không biết chính xác hợp chất, hay tiền chất nào khiến cà phê phát triển các hương vị khác nhau, nhưng hỗn hợp các axit amin có trong cà phê chắc chắn đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định các hương thơm khác nhau trong cà phê. Các axit amin riêng lẻ, khác nhau tạo ra mùi thơm rất khác nhau khi chúng tham gia vào các phản ứng Maillard và Strecker. Ví dụ: proline, phenylalanin và tyrosine tạo ra các hợp chất có hương thơm của hoa; glycine, lysine và valine làm phát sinh mùi Caramen; các axit amin chứa lưu huỳnh như cysteine và methionine phản ứng để tạo thành mùi thơm của thịt.

Một ví dụ đặc biệt nổi bật về cách thành phần axit amin ảnh hưởng đến hương vị là tryptophan. Cà phê robusta có một lượng lớn axit amin này, tạo ra 3-methylindol (còn được gọi là skatole), có mùi hăng, hôi khó chịu. Ngược lại, hợp chất này hầu như không có trong cà phê arabica. Mỗi axit amin bị phá vỡ bởi sự phân hủy Strecker cũng giải phóng một phân tử carbon dioxide. Đáng ngạc nhiên, là phản ứng này đủ để giải phóng 80% (hoặc hơn) khí CO2 hình thành bên trong hạt cà phê trong quá trình rang. Như vậy, sự phân hủy Strecker tạo ra gần như tất cả lượng khí CO2 bị mắc kẹt trong hạt cà phê của bạn. Điều đó có nghĩa là phản ứng phân huỷ Strecker là nguyên nhân chính của vết nứt thứ hai mà chúng ta đã đề cập ở phần các biến đổi vật lý của hạt.

Vì sự phân hủy Strecker phụ thuộc vào các hợp chất Maillard đóng vai trò là chất oxy hóa, nên nó chủ yếu diễn ra sau khi nhiệt độ hạt đạt khoảng 160°C. Tuy nhiên, các sản phẩm aldehyde của phản ứng Strecker cũng có xu hướng bị phân hủy hoặc bay hơi ở nhiệt độ cao – vì vậy trong khi chúng có thể được hình thành với tốc độ khá nhanh ở nhiệt độ cao, thì chúng cũng bị mất khỏi hạt một cách nhanh chóng.

Minh họa phản ứng Strecker

Sự phân hủy Strecker đóng một vai trò quan trọng trong hệ thống các phản ứng Maillard, tạo ra tiền chất cho tất cả các loại mùi thơm chính của cà phê, bao gồm cả pyrazine mang lại cho cà phê mới rang mùi thơm ngọt đặc trưng của hạt dẻ, bỏng ngô (hoặc hạt rang nói chung). Vì nó tham gia vào quá trình hình thành rất nhiều hợp chất thơm quan trọng, sự phân hủy Strecker giúp “điều khiển” các phản ứng Maillard theo hướng tạo ra các hợp chất góp phần tạo mùi thơm chứ không chỉ màu sắc cho cà phê. Đó là lý do tại sao nó rất quan trọng đối với hương vị của cà phê rang.

Trong phản ứng phân huỷ Strecker (minh họa bên trên) một axit amin sẽ được chuyển đổi thành một aldehyde với sự trợ giúp của một phân tử oxy hóa. Như trong phản ứng Maillard, nhóm “R” trong minh họa là một chuỗi bất kỳ (miễn là nó có một nguyên tử hydro ở đầu cuối của một chuỗi nguyên tử carbon). Các aldehyde thường có mùi đặc trưng, ví dụ: mùi hạnh nhân, hạt rang (3/2-metylbutanal), khoai tây (methional), mật ong (phenylacetaldehyde), và vị mạch nha hoặc sô-cô-la (methylbutanal), v.v…

Nguyên lý hóa học của toàn bộ chuỗi phản ứng phân huỷ Strecker trong quá trình rang cà phê rất phức tạp và cộng đồng khoa học vẫn chưa nắm vững cách kiểm soát các phản ứng này trong quá trình rang. Cũng như quá trình rang, việc lựa chọn hạt cà phê xanh và thậm chí cả phương pháp chế biến cũng ảnh hưởng đến lượng hợp sản phẩm Strecker có trong cà phê pha cuối cùng. Hai nhóm sản phẩm của phản ứng Strecker là các aldehyde và pyrazine được tìm thấy ở nồng độ cao hơn trong cà phê robusta, và tỷ lệ tương đối của các hợp chất này trong cà phê Espresso cao hơn so với cà phê lọc.

Trong khi phản ứng Maillard và sự phân hủy Strecker được cho là xảy ra ở nhiệt độ cao thì trên thực tế cả hai phản ứng này cũng diễn ra ở nhiệt độ phòng, chỉ là rất chậm. Sự xuống cấp của Strecker diễn ra trong suốt quá trình bảo quản và cũng góp phần làm mất hương vị theo thời gian của cà phê sau khi rang.

Hãy là người đầu tiên chia sẻ bài đăng này!

Bài đăng mới

Máy Pha Cà Phê Espresso

Theo từ điển Merriam-Webster, Espresso được định nghĩa là “cà phê được pha bằng cách ép hơi nước hoặc nước nóng qua các hạt cà

Hạt Mịn (Fine)

Hạt cà phê là một ma trận ba chiều phức tạp của các sợi cellulose được phủ bằng dầu và các chất rắn khác. Những