Waarom koffie bitter smaakt, en waarom cafeïne amper telt

Haal de cafeïne uit koffie en het kopje smaakt nog altijd bitter. Wie decafé drinkt leeft met dat gegeven en vraagt er zelden naar, want de gangbare verklaring klinkt sluitend: cafeïne is bitter, koffie bevat cafeïne, klaar. Een groep levensmiddelenchemici aan de Technische Universiteit München trok jarenlang gebrande koffie molecuul voor molecuul uit elkaar en legde de brokstukken voor aan een getraind panel. Hun antwoord op waarom koffie bitter smaakt is hard. Het molecuul dat iedereen aanwijst speelt een bijrol, en de stoffen die het echte werk doen zitten helemaal niet in een groene boon.

Cafeïne verklaart ongeveer 15% van de bitterheid van koffie

Thomas Hofmann, hoogleraar levensmiddelenchemie en moleculaire sensoriek aan de Technische Universiteit München, zette er een getal op toen het werk in augustus 2007 werd gepresenteerd op de 234e nationale bijeenkomst van de American Chemical Society. Slechts 15% van de bitterheid die een drinker waarneemt komt door cafeïne. De rest komt van twee klassen verbindingen die een groene boon niet bevat.

Daarmee schuift de vraag van de boon naar de brander. De bitterheid van koffie is geen eigenschap waarmee het zaad aankomt. Ze wordt gemaakt, bewust of per ongeluk, ergens tussen de val in de trommel en het water dat op de maling terechtkomt.

De brander bouwt de bittere smaak in koffie op

Als eerste ontstaan de chlorogeenzuurlactonen, bij chemici bekend als quiniden. Groene koffie zit vol chlorogeenzuren, en hitte herschikt die tot lactonen waarvan de bitterheid de meeste drinkers eerder koffieachtig dan hard voorkomt. Eén ervan, een weesverbinding die het lab in München isoleerde en 3-O-caffeoyl-epi-gamma-quinide doopte, heeft een bittere herkenningsdrempel van 58 micromol per liter.

Hoe lang de hitte doorloopt bepaalt hoeveel er overblijven. Een studie uit 2010 van hetzelfde lab brandde bonen op 260 graden Celsius gedurende 60 tot 600 seconden, hield de tijd daarna vast op 240 seconden en liet de temperatuur lopen van 190 tot 280 graden. Die quiniden vormden zich het best bij lichte tot middelmatige brandgraden en braken weer af zodra de branding harder werd doorgezet, waardoor het venster voor aangename bitterheid smaller is dan een brandniveau op een zak doet vermoeden.

Wat de hitte maakt zodra de quiniden verdwijnen

Als die lactonen afbreken laten ze iets ruwers achter. De chemici in München verhitten cafeïnezuur apart, zagen dat het een bitterheid opleverde die het panel omschreef als een sterk gebrande espresso, screenden daarna de reactieproducten en isoleerden 10 bittere verbindingen. Acht daarvan waren meervoudig gehydroxyleerde fenylindanen, vijf ervan nooit eerder beschreven. De herkenningsdrempels liepen van 23 tot 178 micromol per liter.

Donkergebrande koffie draagt die in hoeveelheid, wat het karakter van de bittere smaak in koffie verandert en niet enkel de omvang ervan. Een kop die te ver is doorgebrand blijft hangen na het doorslikken in plaats van weg te trekken. De American Chemical Society maakte de bevinding destijds bekend met de branding, niet de boon, als doorslaggevende factor.

Een tong met 25 bittersmaakreceptoren

Geen enkele drinker onderscheidt een quinide van een fenylindaan op smaak, en de reden is anatomisch. De mens draagt ruwweg 25 bittersmaakreceptoren, de TAS2R-familie, tegenover duizenden bittere moleculen in het dieet. Een artikel uit 2010 in Chemical Senses legde alle 25 receptoren 104 natuurlijke en synthetische bittere stoffen voor en vond de afstemming wild ongelijk. Drie receptoren pikten samen ongeveer 50% op van alles wat werd getest, terwijl 19 van de verbindingen tot wel 15 receptoren tegelijk in werking zetten.

Vijfentwintig sensoren die over duizenden moleculen rapporteren melden een categorie, nooit een identiteit. Bitterheid komt binnen als één vlak signaal, net zoals een scherpe kop onder zuurgraad wordt weggeschreven, wat de oorzaak ook was.

Waarom koffie bitter smaakt in de ene kop en niet in de volgende

Datzelfde artikel uit 2010 volgde ook wat wanneer uit de maling loskomt, en daar heeft een thuiszetter grip. De cafeoylchinazuren en de milde monocaffeoyl-quiniden spoelen snel weg. De dicaffeoyl-quiniden komen traag los. De 4-vinylcatechol-oligomeren, het harde uiteinde van het spectrum, bleven sterk aan de gemalen koffie kleven en gaven zich als laatste gewonnen.

Dat is overextractie beschreven in moleculen in plaats van in smaaknotities. Geef het water meer tijd, meer hitte of meer oppervlak om op te werken, en het laatste wat het meeneemt is het ruwste dat in het bed ligt.

Er is een goedkope test die de volgende zak waard is. Zet hem op de gebruikelijke manier, en zet hem daarna nog eens met de molen één stap grover en al het andere onaangeroerd. Valt de hardheid weg, dan kwam die uit het water en zit de oplossing op het aanrecht. Overleeft ze beide koppen ongeschonden, dan is ze in de brander gebouwd en haalt geen enkele aanpassing op een keukenblad haar er nog uit.