Biến đổi hóa học trong quá trình rang cà phê

CFRR – Quá trình rang cà phê tạo ra sự biến đổi hóa học của các hợp chất có trong hạt nhân xanh và quyết định phần lớn hương vị của ly cà phê.

Cà phê là một loại hạt của cây cà phê, sau khi thu hoạch trải qua các quá trình để tạo ra được tách cà phê ngon. Trong mỗi giai đoạn từ “seed to cup”, các hợp chất hóa học đều có sự biến đổi, và rõ rệt nhất tới mức có thể nhận biết sự biến đổi đó bằng cảm quan là trong quá trình rang.

Các hợp chất hóa học có trong nhân xanh

Carbohydrate

Là thành phần chính gồm các đường tự do và các polysaccharide chiếm hơn 50-60% trọng lượng của hạt cà phê nhân xanh (Trugo và cộng sự, 1985), tầm quan trọng của carbohydrate do những thay đổi phức tạp trong quá trình rang góp phần tạo ra những hương vị trong đồ uống cà phê. Các carbohydrate phát triển trong suốt quá trình sinh trưởng của quả.

Đường tự do là tiền chất của các mùi thơm và hương vị của hạt cà phê rang, gồm có các đường glucose, fructose và được quan tâm nhiều nhất là sucrose ( chiếm khoảng 6-7%). 

Ở giai đoạn chín của quả, người ta tìm thấy sự dồi dào của đường sucrose (Garrett và cộng sự, 2016), góp phần vào sự hình thành các phân tử tạo hương vị trong cà phê rang. Lượng đường này phụ thuộc vào mức độ chín của quả và giống cây trồng, như ở hạt arabica sẽ có nồng độ cao hơn hạt robusta (Campa và cộng sự, 2004; Clarke và cộng sự 2008), sucrose tập trung ở khu vực nội nhũ và được phân bố đồng đều, trong khi đó glucose và fructose đều nằm chủ yếu ở vỏ bạc (Redgwell và cộng sự, 2006).

Polysaccharide bao gồm: galactomannans, arabinogalactan-protein, và cellulose, một lượng nhỏ polysaccharide pectic và xyloglucan (Redgwell và cộng sự, 2002; Oosterveld và cộng sự, 2003).

Alkaloids

Các alkaloids chính phải kể đến là caffeine và trigonelline.

Caffeine chiếm 1-4% phụ thuộc vào loại hạt, giống cây trồng (Belitz và cộng sự, 2009; Mazzafera và cộng sự, 2010). Trong hạt arabica thì caffeine từ 0.9-1.7%, còn trong hạt robusta hàm lượng caffein gấp đôi chiếm 1.8-4%. Caffeine đóng góp khoảng 10% vị đắng và là đặc tính kích thích hệ thần kinh trung ương, tăng tuần hoàn máu, và nổi tiếng với tác dụng làm tăng sự tỉnh táo (Farah và cộng sự, 2006, Belitz và cộng sự, 2009).

Trigonellin (Acid N-metylnicotinic C7H7NO2) lên đến 0.8% trong hạt cà phê xanh, nhiệt độ nóng chảy là 218 độ C. Dưới tác dụng của nhiệt Trigonellin sẽ bị thủy phân 50% tạo thành acid Nicotinic ( tiền chất của vitamin PP có tác dụng giảm Cholesterol), pyridine, 3-metyl pyridin, metyl este….Trong thành phần hóa học sẽ không có acid nicotinic, nó chỉ được hình thành trong phản ứng thủy phân Trigonellin (Lang và cộng sự, 2008).

Axit hữu cơ

Các axit chính trong cà phê bao gồm: axit citric, axetic, lactic, malic, và y-aminobutyric (GABA) (Kramer và cộng sự, 2010). Ngoài ra còn có các axit khác tồn tại trong các hợp chất hòa tan trong lipid gọi là axit béo, axit chlorogenic trong hợp chất phenolic góp phần tạo nên hương vị chua và đắng trong cà phê, và các axit succinic, gluconic, fumaric với hàm lượng nhỏ (Bahre, 1996).

Lipid

Hàm lượng các chất hòa tan trong lipid của hạt arabica khoảng 15-17%, hạt robusta khoảng 7-10% (Farah, 2012). Triacylglycerols (TAGs) bao gồm axit linoleic, oleic, và linolenic chiếm khoảng 75%, diterpenes gồm có cafestol và kahweo chiếm khoảng 20%, sterol 5.5%, axit béo tự do 1%, phospholipid 0.5%, tocopherols 0.05% (Kolling và cộng sự, 2005). Hàm lượng hợp chất hòa tan trong lipid thấp hơn so với các hợp chất khác nên người ta cho rằng thành phần chất béo ít liên quan hơn đến chất lượng cà phê (Caporaso và cộng sự, 2021).

Protein và axit amin

Protein chiếm khoảng 13-16% trọng lượng trong hạt cà phê xanh dưới dạng a- và B-legumin (Bau và cộng sự, 2001). Phần còn lại bao gồm các enzym và thành phần cấu trúc. Từ góc độ cảm quan, protein rất quan trọng vì các axit amin của chúng phản ứng với đường khử (reducing sugar) gồm glucose và fructose tham gia vào chuỗi phản ứng Maillard xảy ra trong khi rang góp phần vào màu nâu của hạt, mùi thơm, hương vị của cà phê pha (Kitzberger và cộng sự, 2016). Ngoài ra, các các axit amin tự do và oligopeptide từ quá trình phân hủy protein có thể tham gia vào các phản ứng phân hủy Strecker trong quá trình rang tạo thành các aldehyde (Rizzi, 2008).

Hàm lượng và thành phần các protein trong hai loại hạt arabica và robusta về tổng thể không có sự khác biệt rõ ràng (Folstar, 1985). Tuy nhiên, vẫn còn sự tranh cãi về tỷ lệ protein liên quan đến thuộc tính cảm quản, theo Franca và cộng sự (2005) đã có báo cáo rằng hàm lượng protein cao hơn liên quan đến chất lượng cao hơn, nhưng Barbosa và cộng sự (2019) thì báo cáo ngược lại rằng lượng protein thấp sẽ cho chất lượng cao hơn.

Hàm lượng về các axit amin tự do trung bình của hạt robusta cao hơn so với hạt arabica (Arnold và cộng sự, 1994). Điều này cũng gần như là phù hợp với chất lượng của hạt arabica và robusta, vì hàm lượng axit amin tự do cao sẽ ức chế một số hợp chất như 2-furaldehyde và furanone gây tác động đến hương vị và sự hình thành melanoidin liên quan đến màu cà phê rang. Hàm lượng axit amin tự do quá cao có thể làm giảm chất lượng của cà phê pha (Poisson và cộng sự, 2009), cùng nghiên cứu này đã phát hiện ra sự xuất hiện của cysteine là một trong hai loại axit amin có các phân tử liên quan đến cảm giác.

Mặc dù cysteine tự do sẽ không có trong hạt cà phê xanh (Arnold và cộng sự, 1996), nhưng các dẫn xuất của cyteine có thể kể đến là glutathione hoặc protein giàu cysteine là tiền chất của hương vị này. 

Quá trình rang cơ bản

Biến đổi vật lý

Rang là quá trình biến đổi vật lý, hóa học từ hạt cà phê xanh thành hạt cà phê rang. Các nhà rang có thể thử nghiệm và lựa chọn hồ sơ rang phù hợp từng loại hạt cà phê theo mục đích mà họ mong muốn. Theo John (2009), quá trình rang cà phê được diễn ra với các sự thay đổi vật lý như sau:

• Sự thay đổi về màu sắc

Cà phê xanh khi mất độ ẩm sẽ chuyển từ màu xanh sang màu vàng nhạt, tiếp tục quá trình rang, hạt sẽ chuyển từ màu vàng nhạt sang màu nâu nhạt rồi tới nâu sẫm.

• Crack đầu tiên

Khi nhiệt độ đạt từ 193-204^OC, kích thước hạt sẽ tăng lên, độ ẩm và các chất khí tạo ra được giải phóng ra bên ngoài bằng vết nứt cùng tiếng nổ đầu tiên.

• Caramel hóa

Sau khi bắt đầu tiếng nổ đầu tiên, ở giai đoạn này hạt cà phê sẽ chuyển màu nâu sẫm rất nhanh. Cần sự quan sát kỹ lưỡng và thời gian để có thể đạt được mức độ rang chính xác.

• Crack thứ hai

Vết nứt thứ hai sẽ khó xác định hơn vết nứt đầu tiên, đáng chú ý ở giai đoạn này màu có thể thay đổi trong một phần giây. 

• Kết thúc quá trình rang

Khi đạt đến mức rang mong muốn, hạt cà phê sẽ được đưa ra một bộ phận làm mát nhanh chóng.

Biến đổi hóa học

Diễn biến song song cùng sự thay đổi vật lý là các phản ứng hóa học tạo thành các hương thơm, vị chua, độ ngọt, sự cân bằng và hậu vị dài. ACS – American Chemical Society (Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ)  đã có kết luận về việc biến đổi các hợp chất hóa học trong quá trình rang như dưới đây:

• Phản ứng Maillard

Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ từ 150-200^OC, các nhóm cacbonyl (từ đường) và các nhóm amin trong protein tham gia phản ứng tạo thành các hợp chất hương vị, có hàng trăm hợp chất hương cà phê được tạo thành trong phản ứng này.

• Caramel hóa

Phản ứng xảy ra khi nhiệt độ đạt từ 170-200^OC, trong giai đoạn này, đường trong cà phê tham gia phản ứng caramel hóa, góp phần giải phóng các hợp chất thơm, hầu hết lượng sucrose được chuyển hóa thành hợp chất caramel.

• Crack đầu tiên

Ở tại thời điểm này nước bên trong hạt sẽ được thoát ra bên ngoài, kích thước hạt có thể tăng lên khoảng 50%, và trọng lượng giảm 5% do mất nước. 

• Nhiệt phân

Ở khoảng 220^OC, nhiệt độ làm thay đổi các chất hóa học trong hạt, giải phóng khí CO2, trọng lượng giảm khoảng 13%, màu của hạt chuyển sang nâu trung bình.

• Crack thứ hai

Quá trình nhiệt phân tiếp tục diễn ra khi nhiệt độ rang đạt từ 225-230^OC, cellulose trong thành tế bào hạt bị vỡ ra tạo thành vết nứt thứ hai, hạt chuyển qua màu nâu sẫm và bắt đầu xuất hiện lớp dầu bóng phủ bên ngoài hạt cà phê rang.

Các thông số rang ảnh hưởng đến phản ứng hóa học

Thời gian-nhiệt độ rang

Mức nhiệt độ và thời gian rang sẽ phụ thuộc vào máy rang, được xác định bởi mức độ rang dựa vào màu sắc thực tế của hạt khi quan sát trực quan . Người thợ rang sẽ chia theo các màu từ hạt cà phê xanh, hạt chuyển vàng, nâu nhạt, nâu sẫm để nhận định từ mức độ rang nhạt (light), trung bình (medium) và rang đậm (dark) (Herawati và cộng sự, 2019).

Một số hợp chất như phenolic, alkaloid, các terpenoit có lợi cho sức khỏe (Ding và cộng sự, 2014; Ludwing và cộng sự, 2012), tuy nhiên các hợp chất như phenolic, axit chlorogenic sẽ bị phân hủy trong quá trình rang (Herawati và cộng sự, 2019).

Giai đoạn làm khô (drying-thu nhiệt) độ ẩm 10-12% giảm xuống còn khoảng 2.5%. Khối lượng hạt giảm đáng kể từ giai đoạn đầu trong quá trình rang từ gian đoạn chuyển vàng, bắt đầu xuất hiện mùi bánh mì (Herawati và cộng sự, 2019).

Sau giai đoạn thu nhiệt diễn ra, giai đoạn rang thực tế bắt đầu tiếp tục các hợp chất hóa học thay đổi đáng kể, phản ứng nhiệt phân các hợp chất hương vị quan trọng. Bắt đầu khoảng 190^OC – 210^OC một số phản ứng như oxy hóa lipid, maillard, và caramel hóa xảy ra đồng thời trong quá trình này, các hợp chất dễ bay hơi cũng được giải phóng (Kocadagli và cộng sự, 2012). Giai đoạn làm lạnh nhanh cuối cùng nhằm dừng lại các phản ứng đang diễn ra, hạn chế các hợp chất không mong muốn.

Các mức độ rang được xác định tương quan dựa vào màu sắc, thời gian, nhiệt độ. Các mức độ rang thường được mô tả là light (nhạt), trung bình (medium), hoặc dark (tối). Trong đó thời gian là yếu tố có thể ảnh hưởng đến các phản ứng trong hạt cà phê, thời gian rang kéo quá dài sẽ tạo ra một loại cà phê có vị đắng và thiếu mùi thơm, trong khi thời gian rang ngắn với nhiệt độ cao không đủ thời gian để hoàn thành các phản ứng dẫn đến hương vị kém phát triển (Roberto và cộng sự, 2003).

Các mức độ rang

Theo Kim và cộng sự (2018), các mức độ rang được chia ra nhiều cấp độ dựa trên màu sắc thay đổi trong quá trình rang. Mức độ rang dựa trên âm thanh của tiếng nổ khi hạt cà phê nứt có thể xác định như sau: 

• Light (rang nhạt) – bắt đầu tiếng nổ đầu tiên
• Medium (rang vừa) – kết thúc tiếng nổ đầu tiên
• Medium-dark (trung bình đậm) – bắt đầu tiếng nổ thứ hai
• Dark roast (rang đậm) – cuối cùng của tiếng nổ thứ hai.

Mẫu hạt	Phương pháp	Kết quả	Tham khảo
Arabica	Agtron Spectrophotometer	Light-moderate light: 80.8 Moderate light-medium light: 71.8 Medium light-medium: 62.3 Medium-moderate dark: 48.5 Moderate dark-dark: 40.5 Dark-very dark: 32.3	Pires và cộng sự, 2021
Arabica	Khối lượng giảm (%)	Light: 14% Medium: 15% Dark: 19%	Rao và cộng sự, 2020
Robusta	Acidity (pH)	Light: 5.27 Medium: 5.53 Dark: 5.66	Schenker và cộng sự, 2017
Robusta	Acidity (chuẩn độ)	Light: 0.31% Medium: 0.24% Dark: 0.22%	Lee và cộng sự, 2013

Tỷ lệ giảm trọng lượng của hạt rang nhạt khoảng 14%, rang vừa khoảng 15%, và đậm là 19% (Franca và cộng sự, 2009; Hecimovic và cộng sự, 2011). Mức độ rang cũng được đánh giá dựa trên thước đo pH và chuẩn độ. Cà phê rang nhạt sẽ có độ axit mạnh nhất và rang đậm axit sẽ thấp nhất (Lee và cộng sự, 2013).

Sự thay đổi màu sắc trong cà phê còn dựa trên giá trị agtron, cường độ của cà phê từ rang nhạt đến rang đậm có thể từ 90.8 giảm còn 32.3 (Budiastra và cộng sự, 2020). Việc điều chỉnh nhiệt độ và màu sắc hạt cà phê rang có liên quan mật thiết đến mùi thơm và hương vị trong cà phê pha.

Các tiến bộ về công nghệ đo lường góp phần vào việc xác định được mức độ rang đã đạt được như mong muốn. Hai tiêu chuẩn công nghiệp được chấp nhận cho chất lượng của cà phê bao gồm điểm số của các thuộc tính cảm quan trong cà phê pha và thang đo agtron để phân loại mức độ rang. 

Theo SCA (2018), máy phân tích agtron với khả năng sử dụng năng lượng cận hồng ngoại bên ngoài quang phổ để đánh giá những sự thay đổi đối với nhóm hợp chất quinon. Vì sự thay đổi của quinon là có thể dự đoán và định lượng được có liên quan trực tiếp đến mùi thơm và hương vị trong cà phê pha nên quinon trở thành mục tiêu cho phép đo quang phổ. Các số điểm trong máy phân tích càng thấp cho mức độ rang càng đậm. 

Agtron, 2004 phân tích mức độ rang và điểm số theo tiêu chuẩn SCA đưa ra như sau:

Mức độ rang	Very light	Light	Medium light	Medium	Medium dark	Dark	Very dark
Agtron “Gourmet”	85	75	65	55	45	35	25
Agtron “thương mại”	64.3	56.9	49.4	42	34.6	27.1	19.7

Agtron có hai thang đo được dùng trong ngành cà phê là agtron gourmet và agtron thương mại. Trong đó thang gourmet được cung cấp độ phân giải cao hơn cho thấy sự khác biệt rõ rệt hơn về thang điểm giữa các mức độ rang.

Sự thay đổi của các tiền chất

Các phản ứng chính 

Trong nghiên cứu của Illy và cộng sự, 1995; Reineccius,1995; SemmeIrochvà cộng sự, 1995 đã đưa ra các phản ứng xảy ra phức tạp trong quá trình rang.

Maillard xảy ra trong quá trình rang là một chuỗi phản ứng phức tạp bao gồm phân hủy đường, phản ứng giữa các chất chứa nito (protein, peptit, axit amin, seroto-nine, trigonelline) và nhiệt phân (Kocadagli và cộng sự, 2012), để tạo thành aminoaldose và aminoketone bằng cách ngưng tụ.

• Phản ứng giữa đường tự do và axit amin tạo ra bazo schiff, tạo ra các phân tử thấp của các hợp chất dễ bay hơi và không bay hơi.
• Phản ứng tạo ra melanoidin góp phần vào màu vàng nâu trong cà phê từ phản ứng polyme hóa hợp chất ketosamine (Herawati và cộng sự, 2019).
• Các phản ứng maillard và nhiệt phân tạo ra khí CO₂ một lượng khí này được thoát ra khi hạt cà phê xuất hiện vết nứt,  phần lớn còn nằm bên trong hạt và được thoát ra từ từ sau khi kết thúc quá trình rang. Việc thoát khí khi rang làm tăng áp suất của hạt cà phê lên hơn 10 bar, thể tích hạt cà phê rang dần nở ra (Schenker và cộng sự, 2017).

Phản ứng phân hủy Strecker xảy ra ngay sau đó: bao gồm phản ứng giữa axit amin và dicarbonyl tạo thành aminoketon, pyruvaldehyde và diacrtyl. Các hợp chất vừa tạo thành này tiếp tục phản ứng với các amoniac và hydro sunfua phát triển các hợp chất pyrazine, pyridine, pyrrole, và furan góp phần vào hương vị trong cà phê pha (Hustiany, 2013).

Phản ứng phân hủy CGA giải phóng axit caffeic làm tăng vị đắng, đồng thời hình thành các lacton và dẫn xuất của phenol chịu trách nhiệm về vị và hương thơm (Ginz và cộng sự, 1995; Variyar và cộng sự, 2003)

Axit formic, acetic, glycolic và lactic gia tăng trong quá trình rang, mà sucrose đóng vai trò là tiền chất chính của các axit này nên lượng sucrose khác nhau sẽ dẫn đến lượng axit cuối cùng sẽ khác nhau (Ginz và cộng sự, 2000). Axit citric và malic có sẵn trong hạt cà phê xanh phân giải thành succinic, fumaric, maleic và các loại khác (Balzer, 2008).

Phản ứng phân hủy axit amin lưu huỳnh như: cysteine, methionine được chuyển hóa thành mercaptan, tiếp tục phản ứng với các chất trung gian của phản ứng maillard.

Sự phân hủy của hydroxy amino axit như: serine và threonine có thể phản ứng với sucrose để tạo thành alkylpyrazine.

Sự phân hủy trigonelline tạo thành alkylpyridine và pyrroles.

Sự phân hủy gốc axit quinic tạo thành phenol.

Phần lớn các sắc tố carotenoit sẽ biến mất.

Hương vị được tạo ra từ các thành phần

Lipid chỉ tham gia một phần vào quá trình rang tạo ra hương vị, các hợp chất bay hơi liên quan đến cảm quan gồm aldehyde, xeton…(Sunarharum và cộng sự, 2014). Các axit amin tự do hầu như bị phân hủy hoàn toàn trong quá trình rang. Trigonelline bị phân hủy một phần khi rang, và chuyển đổi thành axit nicotinic và các hợp chất dễ bay hơi như pyridin (Viani và cộng sự, 1974). 

Sau quá trình rang các chất biến đổi và không còn giống với các hợp chất của hương thơm và mùi vị trong cà phê nhân được xác định trước đó. Quá trình rang làm mất đi một số lượng nước, các chất dễ bay hơi của quá trình nhiệt phân, lượng polysaccharide, đường, axit amin, và axit chlorogenic giảm đáng kể, đồng thời hàm lượng axit hữu cơ và lipid tăng lên tương đối, nồng độ caffeine và trigonelline (N-methyl nicotinic axit) hầu như không đổi (Roberto và cộng sự, 2003).

Như vậy, các thành phần hóa học còn lại sau quá trình rang là các thành phần dễ bay hơi và không bay hơi, các thành phần về hương thơm trong cà phê nhân sau khi rang đã tạo thành các cảm giác vị cơ bản như chua, đắng, se lưỡi.

Nghiên cứu từ Illy và cộng sự, 1995; Clarke và cộng sự, 1987; Illy và cộng sự, 1997, xác định tỷ trọng các chất không bay hơi trong cà phê rang bao gồm:

• Caffein góp phần tạo nên độ mạnh, body, và vị đắng trong cà phê pha
• Trigonelline, axit nicotinic và N-metylnicotinamit mang đến giá trị định hình được hương vị cà phê rang.
• Protein và peptit không trải qua phản ứng maillard.
• Polysaccharides: cellulose, hemicellulose, arabinogalactan và pectins có vai trò giữ các chất dễ bay hơi
• Axit humic hoặc melanoidin là sản phẩm cuối cùng của phản ứng maillard, chúng  là những chất tạo nên màu nâu đặc trưng cho cà phê rang.
• Axit chlorogenic sau khi nhiệt phân tạo thành cinnamic, caffeic, ferulic, isoferulic, sinapic, axit quinic đều có tác dụng cho vị đắng và se.
• Các khoáng chất: kali (khoảng 40%), kim loại mangan (10-50ppm), sắt (15-40ppm), đồng (2-5ppm). 
• Axit formic, acetic, glycolic và lactic gia tăng chịu trách nhiệm cho vị chua trong cà phê.

De Morais và cộng sự (2008) đã phân tích ba mức độ rang nhạt (light)-vừa (medium)-tối (dark) đối với hạt cà phê robusta đã phân tích được các thành phần hóa học như sau:

• Tổng hàm lượng phenol giảm khi mức độ rang tăng.
• Nồng độ proanthocyanidins tăng lên khi mức độ rang tăng.
• Axit chlorogenic giảm khi mức độ rang tăng.
• Axit 5-caffeoylquinic (5-ACQ) được xác định cao hơn ở mức rang nhạt và vừa, thấp hơn ở mức rang tối so với hạt cà phê arabica.

Nascimento và cộng sự (2007), phân tích các thành phần hợp chất dễ bay hơi, và các hợp chất hương thơm được tìm thấy cao nhất ở mức rang nhạt.

Kết luận

Quá trình rang được xem là thời gian tạo hương vị cho hạt cà phê theo mong muốn của người rang dựa trên những phẩm chất hạt tươi đã có. Sự biến đổi hóa học của các hợp chất theo mức nhiệt độ trong quá trình này là không hoàn toàn giống nhau giữa các loại cà phê khác nhau. Vì vậy, người rang cần hiểu rõ nguyên lý chung của việc biến đổi về hóa học và vật lý của hạt cà phê khi rang. Từ đó, tiến hành các thử nghiệm khác nhau với hạt cà phê mình có để tìm ra hồ sơ rang hợp lý nhất, nhằm cho ra hương vị ly cà phê như mong muốn.

Nguồn tham khảo

Abdul Majid N A, Edzuan Abdullah M F and Diana A 2015 A Review of Quality Coffee Roasting Degree Evaluation J. Appl. Sci. Agric. 10 18–23 

AGTRON. (2004) AGTRON M-BASIC/II. COFFEE ROAST ANALYZER OWNERS MANUAL. Special Applications: Abridged Spectrophotometer, Agtrom Inc. 

American Chemical Society. www.acs.org/content/dam/acsorg/pressroom/reactions/infographics/why-does-your-coffee-taste-and-smell-delicious.pdf

Andrade, C.; Perestrelo, R.; Camara, J.S. Valorization of Spent Coffee Grounds as a Natural Source of Bioactive Compounds for Several Industrial Applications—A Volatilomic Approach. Foods 2022, 11, 1731. https://doi.org/10.3390/ foods11121731 

A.Oosterveld, J.S. Harmsen, A.G.J. Voragen, H.A. Schols. Extraction and characterization of polysaccharides from green and roasted Coffea arabica beans Carbohydrate Polymers, 52 (3) (2003), pp. 285-296

A.S. Franca, J.C.F. Mendonça, S.D. Oliveira. Composition of green and roasted coffees of different cup qualities. LWT – Food Science and Technology, 38 (7) (2005), pp. 709-715,

Balzer, H. H. 2008. Acids in coffee. In Coffee: Recent developments, ed. Ronald Clarke, and O. G. Vitzthum, 18–32. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons. 

Barbosa, M. de S. G., Scholz, M. B. dos S., Kitzberger, C. S. G., & Benassi, M. de T. (2019). Correlation between the composition of green Arabica coffee beans and the sensory quality of coffee brews. Food Chemistry, 292(April), 275–280

Belitz, H. -D., Grosch, W., & Schieberle, P. (2009). Food chemistry (4th ed.). Heidelberg: Springer (Chapter 21).

Budiastra I W 2020 Determination of trigonelline and chlorogenic acid (CGA) concentration in intact coffee beans by NIR spectroscopy Agric. Eng. Int. CIGR J

C. Campa, J.F. Ballester, S. Doulbeau, S. Dussert, S. Hamon, M. Noirot Trigonelline and sucrose diversity in wild Coffea speciesFood Chemistry, 88 (1) (2004), pp. 39-43

Clarke RJ, Macrae R. Coffee Technology, vol 2. Elsevier: London, 1987

de Morais, S. A. L., de Aquino, F. J. T., Nascimento, E. A., Oliveira, G. S., Chang, R., Santos, N. C., & Rosa, G. M. (2008). Bioactive compounds, acids groups and antioxidant activity analysis of arabic coffee (Coffea arabica) and its defective beans from the Brazilian savannah submitted to different roasting degrees. Food Science and Technology, 28, 198–207

Ding  M,  Bhupathiraju  S  N,  Chen  M,  van  Dam  R  M  and  Hu  F  B  2014  Caffeinated  and Decaffeinated Coffee Consumption and Risk of Type 2 Diabetes: A Systematic Review and a Dose-Response Meta-analysis Diabetes Care 37 569–86

D. Kramer, B. Breitenstein, M. Kleinwchter, D.Selmar. Stress metabolism in green coffee beans (coffea arabica l.): Expression of dehydrins and accumulation of GABA during drying Plant and Cell Physiology, 51 (4) (2010), pp. 546-553

Fadri R A, Sayuti K, Nazir N and Suliansyah I 2019 The Effect of temperature and roasting duration on physical characteristics and sensory quality of Singgalang Arabica Coffee (Coffea arabica) Agam Regency J. Appl. Agric. Sci. Technol. 3 189–201 

Farah, A. (2012). Coffee Constituents. In Coffee: Emerging Health Effects and Disease Prevention (pp. 21–58)

Farah, A., & Donangelo, C. M. (2006). Phenolic compounds in coffee. Brazilian Journal of Plant Physiology, 18, 23–26

F. Bähre. Electrophoretic clean-up of organic acids from coffee for the GC/MS analysis. Fresenius’ Journal of Analytical Chemistry, 355 (2) (1996), pp. 190-193

Folstar, P. (1985), Lipids. In: Clarke, R. J., & Macrae, R. (Eds.), Coffee Chemistry (Vol. 1, pp 203–222). London, New York: Elsevier Applied Science.

Franca A S, Oliveira L S, Oliveira R C S, Agresti P C M and Augusti R 2009 A preliminary evaluation of the effect of processing temperature on coffee roasting degree assessment J. Food Eng. 92 345–52 

John H Kuper Jr. 2009. BASICS OF COFFEE ROASTING 

Mazzafera, P., & Silvarolla, M. B. (2010). Caffeine content variation in single green Arabica coffee seeds. Seed Science Research, 20, 163–167.

Nascimento, E. A., de Aquino, F. J., do Nascimento, P. M., Chang, R., & de Morais, S. A. (2007). Constituintes voláteis e odorantes potentes do café conilon em diferentes graus de torra. Ciencia y Engenharia/Science and Engineering Journal, 16, 23–30. 

Ginz M; Enhelhardt UH (1995) Analysis of Bitter fractions of Roasted Coffee by LC-ESI_MS- New Chlorogenic acid derivatives. In: Proc. 16th Int. Sci. Coll. Coffee (Kyoto) ASIC, Paris. 

G.P. Rizzi. The Strecker degradation of amino acids: Newer avenues for flavor formation. Food Reviews International, 24 (4) (2008), pp. 416-435

Hečimović  I,  Belščak-Cvitanović  A,  Horžić  D  and  Komes  D  2011  Comparative  study  of polyphenols and caffeine in different coffee varieties affected by the degree of roasting Food Chem. 129 991–1000

Herawati D, Giriwono P E, Dewi F N A, Kashiwagi T and Andarwulan N 2019 Critical roasting level determines bioactive content and antioxidant activity of Robusta coffee beans Food Sci. Biotechnol. 28 7–14 

Hustiany R 2013 Reaksi Maillard Pembentuk Citarasa Dan Warna Pada Produk Pangan vol 53 

Illy E. The seduction of espresso. Presented at the 9th Annual SCCA Conference and Exhibition, New Orleans, 1997. 

Illy A, Viani R. Espresso Coffee: The Chemistry of Quality. Academic Press: London, 1995. 

Kitzberger, C. S. G., Scholz, M. B. dos S., Pereira, L. F. P., da Silva, J. B. G. D., & Benassi, M. de T. (2016). Profile of the diterpenes, lipid and protein content of different coffee cultivars of three consecutive harvests. AIMS Agriculture and Food, 1(3), 254–264.

Kocadagli T, Göncüoglu N, Hamzalioglu A and Gökmen V 2012 In depth study of acrylamide formation in coffee during roasting: Role of sucrose decomposition and lipid oxidation Food Funct. 3 970–5 

Kölling-Speer, I., Kurzrock, T., Gruner, M., & Speer, K. (2005). Formation of a new substance in the lipid fraction during the storage of green coffee beans. In T. Eklund, M. Schwarz, H. Steinhart, H.-P. Thier, P.Winterhalter (Eds.), Proceedings of Euro Food Chem, XIII, 21–23. September, Hamburg, Germany (Vol. 2, pp. 491–494). ISBN: 3-936028-32-X.

Kim S Y, Ko J A, Kang B S and Park H J 2018 Prediction of key aroma development in coffees roasted to different degrees by colorimetric sensor array Food Chem. 240 808–16

Koshiro, Y., Zheng, X. -Q., Wang, M. -L., Nagai, C., & Ashihara, H. (2006). Changes in content and biosynthetic activity of caffeine and trigonelline during growth and ripening of Coffea arabica and Coffea canephora fruits. Plant Science, 171, 242–250 

Lang, R.; Yagar, E.F.; Eggers, R.; Hofmann, T. Quantitative investigation of trigonelline, nicotinic acid,and nicotinamide in foods, urine, and plasma by means of LC-MS/MS and stable isotope dilution analysis.J. Agric. Food Chem. 2008,56, 11114–11121

L. Poisson, F. Schmalzried, T. Davidek, I. Blank, J. Kerler. Study on the role of precursors in coffee flavor formation using in-bean experiments Journal of Agricultural and Food Chemistry, 57 (21) (2009), pp. 9923-9931

Lee M J, Kim S E, Kim J H, Lee S W and … 2013 A study of coffee bean characteristics and coffee flavors in relation to roasting J. Korean …

Ludwig I A, Sanchez L, Caemmerer B, Kroh L W, De Peña M P and Cid C 2012 Extraction of coffee antioxidants: Impact of brewing time and method Food Res. Int. 48 57–64

Michael Ginz, Hartmut H. Balzer, A. G. W. Bradbury & Hans G. Maier European Food Research and Technology volume 211, pages 404–410 (2000). Formation of aliphatic acids by carbohydrate degradation during roasting of coffee

N. Caporaso, M.B. Whitworth, I.D. Fisk. Total lipid prediction in single intact cocoa beans by hyperspectral chemical imaging. Food Chemistry, 344 (2021), Article 128663

Pires F de C, Pereira R G F A, Baqueta M R, Valderrama P and Alves da Rocha R 2021 Near- infrared spectroscopy and multivariate calibration as an alternative to the Agtron to predict roasting degrees in coffee beans and ground coffees Food Chem. 365

Rao N Z, Fuller M and Grim M D 2020 Physiochemical characteristics of hot and cold brew coffee chemistry: The effects of roast level and brewing temperature on compound extraction Foods 9 1–12 

R. Clarke, O.G. Vitzthum Coffee: Recent developments Wiley-Blackwell, Hoboken, USA (2008)

R. Garrett, C.M. Rezende, D.R. Ifa. Revealing the spatial distribution of chlorogenic acids and sucrose across coffee bean endosperm by desorption electrospray ionization-mass spectrometry imaging LWT – Food Science and Technology, 65 (2016), pp. 711-717

Redgwell RJ, Curti D, Fischer M, Nicolas P, Fay LB (2002a) Coffee bean arabinogalactans: Acidic polymers covalently linked to protein. Carbohyd. Res. 337:239-253.

Reineccius GA. In Proceedings of the 16th ASIC Meeting, 1995, Kyoto; 249–257. 

R.J. Redgwell, M. Fischer Coffee carbohydrates Brazilian Journal of Plant Physiology, 18 (1) (2006), pp. 165-174

R.J. Redgwell, D. Curti, M. Fischer, P. Nicolas, L.B. Fay Coffee bean arabinogalactans: Acidic polymers covalently linked to protein Carbohydrate Research, 337 (3) (2002), pp. 239-253

Roberto A. Buffo and Claudio Cardelli-Freire, 2003. Coffee flavour: an overview.

Sara E. Yeager, Mackenzie E. Batali, Jean-Xavier Guinard & William D. Ristenpart, 2021. Acids in coffee: A review of sensory measurements and meta-analysis of chemical composition

Specialty Coffee Association. 2018. Coffee Standards.

Schenker S and Rothgeb T 2017 The Roast-Creating the Beans’ Signature The Craft of Sciece of Coffee ed I Blank, A Farah, P Giuliano, D Sandres and C Wille (London: Academic Press) pp 17–49 

Semmelroch P, Laskawy G, Blank L, Grosch W. Flavour Fragr. J. 1995; 10: 1. 

S.M.T. Baú, P. Mazzafera, L.G. Santoro. Seed storage proteins in coffee. Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal, 13 (1) (2001), pp. 33-40

Trugo, L. C. Carbohydrates. In: Coffee, 1st edition, Clarke R. J., Macrae, R., eds. Essex: Elsevier Applied Science Publishers; 1985, Vol 1: Chemistry, p. 83. 

U. Arnold, E. Ludwig. Analysis of free amino acids in green coffee beans: II. Changes of the amino acid content in arabica coffees in connection with post-harvest model treatment. Zeitschrift Fur Lebensmittel -Untersuchung Und -Forschung, 203 (4) (1996), pp. 379-384

U. Arnold, E. Ludwig, R. Kühn, U. Möschwitzer. Analysis of free amino acids in green coffee beans – I. Determination of amino acids after precolumn derivatization using 9-fluorenylmethylchloroformate. Zeitschrift Für Lebensmittel-Untersuchung Und -Forschung, 199 (1) (1994), pp. 22-25

Variyar PS; Ahmad R; Bhat R; Niyas Z; Sharma A (2003) Fla- voring components of raw monsooned arabica coffee and their changes during radiation processing. J. Agric. Food Chem. 51:7945- 7950. 

Viani, R, Horman, I, 1974. Thermal behavior of trigonelline. Journal of Food Science 39 (6), 1216-1217.

W.B. Sunarharum, D.J. Williams, H.E.Smyth. Complexity of coffee flavor: A compositional and sensory perspective. Food Research International (2014)