Cấu tạo của trái cà phê

                                                               Lớp cắt cấu tạo trái cà phê chín
Chú thích:
   * Outer Skin: Vỏ ngoài
   * Pulp: Lớp thịt
   * Pectin Layer: Lớp nhớt
   * Parchment coat: Vỏ thóc
   * Silver Skin: Vỏ lụa
   * Bean: Hạt cà phê
   * Center cut: Rảnh cà phê 

Thành phần hóa học của quả cà phê
Vỏ quả: Quả khi chín có màu đỏ, là chất Antoxian, trong đó có vết của Alkaloid, Tannin, Caffein và các loại Enzin. Trong quả có 21-30% chất khô.
Vỏ thịt: Là lớp nhớt gồm những tế bào mềm không có Caffein, Tanin nhưng có nhiều đường và Pectin. Độ PH của lớp thịt phụ thuộc vào độ chín của quả thường là 5,6 đôi khi lên đến 6,4 trong lớp nhớt có enzim pectinase phân giải pectin trong quá trình lên men.

Vỏ trấu: Vỏ trấu chứa Cellulose là chủ yếu. Sau đây là những thành phần hóa học của vỏ trấu : Một ít Caffein (khoảng 0,4%) được khuếch tán ra từ nhân cà phê lúc lên men hoặc lúc phơi khô. Vỏ trấu dung làm chất đốt dễ cháy...

Nhân cà phê: Thành phần nước chiếm 10-12%, Protein chiếm 9-11%, Lipit chiếm 10-13%, các loại đường chiếm 5-10%, tinh bột chiếm 3-5%. Ngoài ra trong nhân còn chứa các chất thơm, các Alkaloid. Thành phần hóa học trong nhân cà phê biến đổi phụ thuộc vào chủng loại, độ chín, điều kiện canh tác, phương pháp chế biến và bảo quản.
Nước: Trong cà phê sấy khô lượng nước còn lại khoảng 10-12% ở dạng liên kết. Khi hàm lượng nước cao hơn thì các loại nấm mốc phát triển mạnh làm hỏng hạt, mặt khác khi rang sẽ tốn nhiều nhiên liệu và thất thoát hương nhiều hơn. Hàm lượng nước sau khi rang còn 2,7 %.


                                     Công thức hóa học của cafein

Chất khoáng: Hàm lượng chất khoáng trong hạt cà phê khoảng 3-5% chủ yếu là Kali, Nitơ, Magie, Photpho, Chlo. Ngoài ra còn có các chất nhôm, sắt, đồng, lưu huỳnh...Những chất này ảnh hưởng không tốt đến mùi cà phê. Chất lượng cà phê càng cao thì khoáng chất càng thấp và ngược lại.

Glucid: Chiếm ½ tổng số chất khô, đại bộ phận không tham gia vào thành phần nước uống mà chỉ cho màu và vị Caramen. Đường có trong cà phê do quá trình thủy phân dưới tác dụng của Axit hữu cơ và các Enzim thủy phân. Hàm lượng Saccharose có trong cà phê phụ thuộc vào độ chín của quả. Quả càng chín thì hàm lượng càng cao. Saccharosa bị Caramen hóa trong quá trình rang tạo thành hương vị cho nước cà phê.

Protein: Hàm lượng Protein không cao nhưng đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành hương vị của sản phẩm. Bằng phương pháp thủy phân, người ta nhận thấy trong thành phần Protein có những Axit Amin sau: Cystein, Alanie, APhenylalanine, Histidine, Leucine, Lysine, Derine ....Các Axit Amin này ít thấy ở dạng tự do. Chúng được giải phóng ra và tác dụng với nhau hoặc tác dụng với những chất tạo mùi và vị cho cà phê rang. 

Trong các chất Axit Amin kể trên đáng chú ý nhất là những Axit Amin có chứa lưu huỳnh như Cystein, Methionine và Proline ...Chúng góp phần tạo hương đặc trưng của cà phê sau khi rang. Đặc biệt, Methionine và Proline có tác dụng làm giảm oxy hóa các chất thơm, làm cho cà phê rang giữ được mùi vị khi bảo quản. Trong quá trình chế biến chỉ có một phần Protein bị phân giải thành Axit Amin, phần còn lại biến thành hợp chất không tan.

Lipid: Hàm lượng Lipid chiếm khá lớn 10-13%. Chủ yếu là dầu và sáp. Trong đó sáp chiếm 7-8%, còn lại dầu chiếm khoảng 90%. Trong quá trình chế biến, Lipid bị biến đổi, song một phần Axit béo tham gia dưới tác dụng của nhiệt độ cao tạo nên hương thơm cho sản phẩm. Lượng Lipid không bị biến đổi là dung môi tốt hòa tan các chất thơm. Khi pha cà phê thì chỉ một lượng nhỏ Lipid đi vào nước còn phần lớn lưu lại trên bã.

Các Alcaloid: Trong cà phê có các Alcaloid như: Caffein, Trigonulin, Colin. Trong đó quan trọng và được nghiên cứu nhiều hơn cả là Caffein và Trigonulin.
Caffein: Chiếm từ 1-3%. Phụ thuộc vào chủng loại cà phê, điều kiện khí hậu, điều kiện canh tác. Hàm lượng Caffein ít hơn ở cà phê chè nhưng nó lại kích thích hệ thần kinh với thời gian dài hơn. Vì khi uống cà phê chè tốc độ lưu thông máu không tăng lên nên Caffein thải ra ngoài chậm hơn. Mặc khác khi pha cà phê trong nước, Caffein được giải phóng hoàn toàn tự do, không hình thành khả năng kết tủa hoặc những chất không có hoạt tính của Ancaloit.

Trigonellin (Acid Metyl Betanicotic: C7H7NO2 ): Là ancanoit không có hoạt tính sinh lý, ít tan trong rượu Etylic, không tan trong Clorofoc và Ete, tan nhiều trong nước nóng, nhiệt độ nóng chảy là 2180 C. Tính chất đáng quý của Trigonellin là dưới tác dụng của nhiệt độ cao nó bị thủy phân tạo thành Acid Nicotic (tiền Vitamin PP ). Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy trong cà phê nhân không có Acid Nicotic nhưng nó được hình thành trong quá trình gia nhiệt trong đó sự nhiệt phân Trigonellin giữ vị trí quan trọng.

Chất thơm: Trong cà phê hàm lượng chất thơm nhỏ, nó được hình thành và tích lũy trong hạt. Nó là sự tích lũy của nhiều yếu tố như đất đai, khí hậu và nhất là chủng loại cà phê. Mặc khác nó được hình thành trong quá trình chế biến cà phê, đặc biệt trong quá trình rang. Chất thơm bao gồm nhiều phân tử cấu thành như: Acid, Adehid, Ceton, rượu, Phynol, Este...Trong quá trình rang các chất thơm thoát ra ban đầu có mùi hắc sau chuyển thành mùi thơm. Các chất thơm của cà phê dễ bị bay hơi, biến đổi và dẫn đến hiện tượng cà phê bị mất mùi thơm nên cần đựng trong bao bì kín và tiêu thụ nhanh