گیاه شناسی قهوه

۱. رده بندی علمی گیاه قهوه یا کافهْ آ (Coffea)

  تاکسونومی (Taxonomy) یا رده‌بندی علمی موجودات زنده یک سیستم سازمان‌دهی و طبقه‌بندی موجودات زنده است که با استفاده از معیارهای مشترک، موجودات را به گروه‌های مختلف تقسیم می‌کند. این سیستم به دانشمندان کمک می‌کند تا گیاهان و سایر موجودات زنده را بهتر شناسایی و مطالعه کنند. رده‌بندی علمی شامل طبقات و تقسیم بندی مختلفی است که از سطح گسترده‌ترین گروه‌ها (فرمانرو) تا سطح خاص‌ترین (گونه و زیرگونه) ادامه می‌یابد. در این مقاله، رده‌بندی علمی گیاهان از فرمانرو تا گونه‌ها و زیرگونه های قهوه بررسی خواهد شد.

فرمانرو (Kingdom)

  رده‌بندی علمی گیاهان با فرمانرو آغاز می‌شود. تمام گیاهان در فرمانرو Plantae قرار دارند. گیاهان به عنوان موجوداتی چندسلولی شناخته می‌شوند که معمولاً فتوسنتز انجام می‌دهند و کلروفیل (Chlorophyll: رنگدانه‌ای که در تولید انرژی از نور خورشید استفاده می‌شود) دارند.

شاخه (Phylum)

  در داخل فرمانرو گیاهان، گیاهان به شاخه‌های مختلف تقسیم می‌شوند. در مورد قهوه، گیاهان به شاخه Magnoliophyta تعلق دارند. این شاخه به عنوان گیاهان گلدار شناخته می‌شود که تخمک‌های محصور در تخمدان دارند.

رده (Class)

  رده‌ای که گیاهان قهوه در آن قرار می‌گیرند، Magnoliopsida است. این رده شامل گیاهانی با برگ‌های پهن و گل‌های دوتایی است. گیاهان در این رده دانه‌هایی دارند که دو لپه دارند و به آنها “دو لپه‌ای‌ها” گفته می‌شود.

راسته (Order)

  گیاه قهوه به راسته Gentianales تعلق دارد. این راسته شامل گیاهانی است که اغلب دارای برگ‌های متقابل و گل‌های متقارن هستند.

تیره (Family)

  تیره‌ای که گیاه قهوه در آن قرار می‌گیرد، روناسیان (Rubiaceae) است. این تیره بسیار بزرگ است و شامل حدود ۱۳،۰۰۰ گونه مختلف گیاهی می‌شود. گیاهان این تیره اغلب در مناطق گرمسیری و نیمه‌گرمسیری یافت می‌شوند و بسیاری از آنها به دلیل خواص دارویی یا خوراکی شناخته شده‌اند.

سرده (Genus)

  قهوه به سرده Coffea تعلق دارد. سرده Coffea شامل حدود ۱۲۵ گونه گیاهی است که برخی از آنها به دلیل تولید دانه‌های قهوه معروف هستند. این سرده به دلیل تولید دانه‌هایی که پس از فرآوری به قهوه تبدیل می‌شوند، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

گونه (Species)

  گونه‌های مختلفی از گیاه قهوه وجود دارند، اما دو گونه اصلی که برای تولید قهوه بیشتر استفاده می‌شوند عربیکا و روبوستا می‌باشند. در ادامه به بررسی محبوب ترین و پر کاربرد ترین گونه های قهوه می‌پردازیم.

زیرگونه در مقابل ورایتی (Subspecies vs Variety):

باید دقت داشت که زیرگونه (Subspecies) و ورایتی (Variety) یک مفهوم مشترک نیستند؛ در واقع هر یک از زیرگونه‌ها یا ساب اسپیشس‌ها باید دو گونه در رده بندی بالاتر داشته باشند، این رده بندی است که به یک گروه مشخص از گیاهان با تفاوت های  فیزیکی مشخص گفته می‌شود که با موفقیت می‌توانند آمیخته و تولید مثل و در مکان های مختلفی زندگی کنند. همین باعث ایجاد تفاوت بین آنها می‌شود اما ورایتی(Variety) مفهومی دیگر از زیرگونه (Subspecies) است که فقط به گیاهانی از یک گونه گفته می‌شود که به دست طبیعت (با گذر زمان یا با تغییرات اقلیمی) تنوع پیدا کرده اند.

که از ترکیب دو گونه در طبیعت به وجود آمده اند، بدون تاثیر مستقیم انسان. حال اگر زیرگونه ای با تاثیر مستقیم انسان از دو گونه مختلف به وجود آید به این زیرگونه (Subspecies) کالتیوار (Cultivar)¹ یا هیبرید (Hybrid)² گفته می‌شود.

Coffea arabica (قهوه عربیکا):

این گونه از قدیمی‌ترین و معروف‌ترین گونه‌های قهوه است که حدود ۷۰ درصد از تولید جهانی قهوه را تشکیل می‌دهد. گیاه عربیکا به دلیل طعم ملایم و عطر بهترش ارزشمند است. لازم به ذکر که منشا این گونه را منطقه ای که امروزه در کشور اتیوپی است می‌دانند.

Coffea canephora (قهوه روبوستا):

  این گونه معمولاً به خاطر کافئین بالا برای تولید قهوه‌های آماده و پرکافئین‌تر استفاده می‌شود و مقاومت بالایی نسبت به آفات دارد. روبوستا حدود ۳۰ درصد از تولید جهانی قهوه را تشکیل می‌دهد.

Coffea liberica (قهوه لیبریکا):

  با طعم‌های میوه‌ای متمایز که در برخی مناطق آفریقا و جنوب شرق آسیا کشت می‌شود.

Coffea excelsa (قهوه اکسلزا):

  بیشتر در بِلِند‌ها استفاده شده و به دلیل طعم تارت و میوه‌ای‌اش شناخته می‌شود.

۲. درخت ژنتیکی قهوه – تنوع و خاستگاه آن

  اصل و نسب ، گیاه شناسی و جنبه های ژنتیکی قهوه به صورت گسترده ای در بازبینی ها و نشریات زیادی شرح داده شده است. در اینجا قصد داریم به صورت کلی در باب گونه های اصلی با تمرکزی خاص بر کیفیت در ارزیابی حسی برای شما دیدی فراهم کنیم. در ادامه داده هایی در مورد توزیع جغرافیایی و ترکیب بیوشیمیایی این گونه ها ارائه شده است.

قهوه از کجا می‌آید؟

تکثیر قهوه روبوستا در نزدیکی رودخانه لومانی که شاخه ای از رودخانه کنگو در آفریقا مرکزی است آغاز شد. قهوه روبوستا از کنگو که منشا آن بود به جاوه منتقل شد سپس از آن نمونه های اولیه با موفقیت کشت شد و دانه های جدید برای ایجاد مزارع در کشور های دیگر مثل هند، ساحل عاج و اوگاندا مورد استفاده قرار گرفتند. پیش از رسیدن روبوستا به آمریکا در سال ۱۹۱۲ کشورهای آفریقایی امکان تکثیر و کشت قهوه را پیدا کرده بودند.

طی قرن ها افسانه های گوناگونی در مورد پیدایش قهوه وجود داشته. با این وجود مشخص است که گیاه قهوه یک گیاه بومی اتیوپی است که در حدود ۸۵۰ بعد از میلاد در اتیوپی کشف شده. تاریخچه قهوه روبوستا جدیدتر است. ظاهرا اولین کشت آن در سال ۱۸۷۰ در کنگو بوده است. بنابراین حتی اگر تاریخچه آنها قابل مقایسه نباشد، هر دو بومی جنگل های استوایی آفریقا هستند. از این رو قهوه سفر‌های تکاملی خودش را از آفریقا آغاز کرده. در واقع مهد قهوه عربیکا جنگل های مرتفع اتیوپی و سودان جنوبی محسوب می‌شود.

  تاریخچه انتشار قهوه عربیکا از حدود قرن ۸ شروع شد؛ زمانی که برخی از دانه ها از اتیوپی به یمن منتقل و در آنجا کشت شدند. اواخر قرن چهارده دان قهوه برای حدود ۱۰۰ سال تنها توسط اعراب ارائه می‌شد. سپس قهوه به گسترش خود در کشور های دور دست مانند: هند، سریلانکا و اندونزی ادامه داد. جایی که اولین مزارع تجاری شروع به کار کردند. در ابتدای قرن ۱۷ توسط یک تاجر هلندی قهوه به نام نیکلاس ویتسون (Nicolaes Witsen) به اروپا رسید. چندین گیاه در باغ گیاه شناسی آمستردام تکثیر شدند و بعد برای ایجاد مزارع جدید به جاوه منتقل شدند.

تعدادی نیز به عنوان هدیه برای پادشاه لوئی چهاردهم در باغ گیاه شناسی پاریس کشت شدند که نقطه شروع کشت قهوه در مستعمرات فرانسه و بعد ها اسپانیا و انگلستان بود. کشت قهوه عربیکا تقریبا در تمام مناطق گرمسیری جهان گسترش یافت.

در ادامه با تمرکز بر تاریخچه و جزئیات زیرگونه‌های محبوب بوربون³ و تیپیکا مطالبی در اختیار شما می‌گذاریم:

• تاریخچه و اهمیت دو زیرگونه‌ی کلیدی قهوه عربیکا: تیپیکا و بوربون

تاریخچه قهوه عربیکا با انتقال دو گونه مهم، تیپیکا و بوربون، به سراسر جهان گره خورده است. این زیرگونه‌ها نقش اساسی در گسترش کشت قهوه و توسعه طعم‌های خاص آن داشته‌اند و همچنان در کشتزارهای قهوه کاربرد گسترده‌ای دارند.

• زیرگونه تیپیکا (Typica Variety group)

تیپیکا یکی از اولین زیرگونه‌های عربیکا بود که در قرن هفدهم از یمن⁴ به هند و سپس به اندونزی منتقل شد. این زیرگونه پس از انتقال به هلند، به سرعت به سایر مستعمرات اروپایی، از جمله فرانسه و برزیل، گسترش یافت. تیپیکا از نظر طعمی تنوعی بالایی دارد و به دلیل دانه‌های باکیفیتش شناخته شده است، اما نسبت به بیماری‌ها حساس است. طعم تیپیکا معمولا شامل نت‌های شیرین، میوه‌ای و ملایم است که برای بسیاری از باریستاها جذاب است. این ویژگی‌ها به تیپیکا هویت خاصی می‌بخشند که مورد توجه متخصصان قهوه و باریستاها قرار گرفته است.

• زیرگونه بوربون (Bourbon cultivar)

بوربون در اوایل قرن هفدهم توسط فرانسوی‌ها به جزیره رئونیون، که در آن زمان به نام بوربون شناخته می‌شد، منتقل شد. بوربون با طعمی قوی‌تر، اسیدیته ملایم و جان مایه (Body) سنگین‌تر نسبت به تیپیکا شناخته می‌شود و در طول زمان به آفریقا و آمریکای لاتین انتقال یافت. در کشورهای آمریکای مرکزی، بوربون به دلیل عملکرد بهتر و مقاومت نسبی به شرایط جغرافیایی خاص به محبوبیت رسید. این ویژگی‌ها بوربون را برای باریستاهایی که به دنبال طعم‌های پیچیده و شیرینی بالای طبیعی در قهوه هستند، ایده‌آل کرده است.

نتیجه‌گیری: اهمیت تیپیکا و بوربون در تجربه قهوه نوشی آنهاست و امروز فعالان صنعت قهوه با تجربه ای که در دو قرن گذشته کسب کرده اند سعی در ایجاد کالتیوار یا هیبرید هایی از این دو زیرگونه اند تا همچنان که نتیجه خوشمزه ای در کاپ ایجاد می‌کنند در کشت و کار فرایند آسان تر و ارزان تری داشته باشند.

تاریخچه و گسترش تیپیکا و بوربون نشان از نقش حیاتی آن‌ها در توسعه صنعت قهوه دارند. باریستاها با آگاهی از این دو گونه و طعم‌های متفاوتشان، می‌توانند تجربه‌ای منحصربه‌فرد و شخصی‌سازی‌شده برای مشتریان خود فراهم کنند. شناخت این تاریخچه همچنین به باریستاها کمک می‌کند تا بتوانند ارتباط عمیق‌تری با فرهنگ و میراث قهوه برقرار کرده و به سوالات مشتریان در مورد منشاء و طعم قهوه‌ها پاسخ دهند. پس باریستایی که در صنعت قهوه تخصصی فعالیت می‌کند باید اطلاعات جامعی از این دو زیر گونه داشته باشد.

لازم به ذکر است امروزه برخی از قهوه های وحشی (self-sowing plants or native plants) جدید همچنان در جنگل های استوایی آفریقا کشف می‌شوند و گونه های جدیدی در مناطق گرمسیری جهان در حال توسعه است.

  این خلاصه ای از داستان گسترش فیزیکی گیاه قهوه مخصوصا گونه عربیکا در سراسر دنیا بود که به شما در درک بیشتر مطالب پیش رو کمک می‌کند.

۳. گونه محبوبی که خود زیرگونه (Subspecies) است

  اکثرا عربیکا را یک گونه قهوه می‌دانند اما از نظر ژنتیکی، عربیکا نتیجه تلاقی دو گونه وحشی قهوه، یعنی Coffea canephora (روبوستا) و Coffea eugenioides (ای یوجیو نیودیز) است⁵. این تلاقی طبیعی به عربیکا مقاومت در برابر برخی بیماری‌ها و طعم‌های خاصی که آن را از سایر گونه‌ها متمایز می‌کند، بخشیده است.

ویژگی‌های طبیعی عربیکا:

• طعم و عطر پیچیده:

  عربیکا به دلیل داشتن اسیدهای بیشتری مانند اسید سیتریک و مالیک نسبت به روبوستا، طعم‌های شیرین‌تر و عطرهای پیچیده‌تری دارد و همین باعث خوشمزه‌گی آن است؛ البته که خود کم بودن محتوای کافئینی (کافئین به خودی خود بسیار طعم زننده ای دارد) آن دلیل دیگری بر عطر و طعم بهتر آن نیز هست.

•  مقاومت پایین در برابر بیماری‌ها و آفات:

  برخلاف روبوستا، عربیکا حساسیت بیشتری به بیماری‌ها و آفات مانند زنگ برگ قهوه (Hemileia vastatrix) دارد.

همین خصوصیات گونه عربیکا کافی است تا شما را به عنوان یک تولید کننده مجاب کند تا از خود بپرسید چطور می‌توانم دانه ای تولید کنم که هم مقاوم باشد هم خوش طعم؟ شاید همین سوال و سوالاتی مشابه دلیل به وجود آمدن زیرگونه ای چون کاتیمور (Catimor : از تلاقی caturra و timor hybrid به دست انسان) باشد⁶.

باید توجه داشت که زیرگونه های زیادی از خانواده عربیکا وجود دارند که در طبیعت بدون دخالت انسان در گذر زمان به وجود آمده اند و باز هم به وجود می‌آیند. و شاید دلیل دیگر برای شروع تلاش انسان ها برای تغییر و حذف یا تمرکز روی زیرگونه ای خاص باشد. شاید مثل همیشه باز هم این طبیعت بود که به ما آموخت چطور بهتر عمل کنیم.

۴. زیرگونه بومی (Variety) یا محصول طبیعی فرآیند تکاملی:

  گونه‌هایی از عربیکا هستند که به طور طبیعی در مناطق کوهستانی شرق آفریقا، به ویژه در اتیوپی و یمن تکامل یافته‌اند. این زیرگونه‌ها بدون دخالت انسان و از طریق فرآیندهای طبیعی تطابق با محیط زیست رشد کرده‌اند. یکی از مشهورترین این گونه‌ها، تیپیکا (Typica) است که یکی از قدیمی‌ترین و اصیل‌ترین زیرگونه‌های قهوه عربیکا به شمار می‌آید.

• ویژگی‌های عربیکای بومی (Variety) :

 این گونه‌ها از طریق جهش‌های ژنتیکی و سازگاری با محیط‌های طبیعی تکامل یافته‌اند و معمولاً مقاومت پایینی در برابر بیماری‌ها و آفات دارند و به دلیل فرآیندهای طبیعی رشد، دارای طعم‌ها و عطرهای پیچیده‌تری هستند. البته که مقاومت پایین آنها به بیماری ها و شرایط آب و هوایی متنوع باعث سخت تر شدن شرایط رشد آنها می‌شود، این سختی کشت و کار در کنار کیفیت طعم و عطری آنها دلیل گران و گران تر شدن این زیرگونه هاست.

• عربیکای کالتیوار (Cultivar) یا هیبرید (hybrid) نتیجه اصلاح نژادی و دست‌ ورزی انسانی:

  گونه‌های عربیکای هیبرید با مداخلات مستقیم انسان از طریق اصلاح نژادی و ژنتیکی به‌وجود آمده‌اند. این زیرگونه‌ها با هدف بهبود مقاومت در برابر بیماری‌ها، افزایش تولید و بهبود ویژگی‌های طعمی توسعه یافته‌اند. Bourbon و Catimor از جمله نمونه‌های معروف زیرگونه‌های هیبرید هستند که نتیجه تلاقی و اصلاح ژنتیکی با گونه‌های دیگر قهوه می‌باشند.

• ویژگی‌های عربیکای کالتیوار یا هیبرید:

مقاومت بیشتر در برابر بیماری‌ها: اصلاح ژنتیکی منجر به ایجاد گونه‌هایی شده است که مقاوم‌تر به بیماری‌هایی مانند زنگ برگ قهوه هستند. به عبارتی می‌توان گفت یکی از دلایل به وجود آمدن کالتیوار ها یا هیبرید ها همین است.

تنوع طعمی کنترل‌شده: انسان‌ها با استفاده از تکنیک‌های اصلاح نژادی توانسته‌اند ویژگی‌های طعمی خاصی را در این گونه‌ها تقویت کنند.

  افزایش تولید و سازگاری با شرایط متنوع: گونه‌های هیبرید معمولاً توانایی بیشتری در تولید تحت شرایط آب‌وهوایی متغیر دارند و نیاز به مراقبت کمتری دارند. به عنوان مثال زیر گونه کاتیمور(Catimor) هیبریدی است از تلاقی بین زیرگونه کاتورا (Caturra : کالتیواری از بوربون ) و زیرگونه تیمور (Timor هیبریدی از روبوستا و عربیکا) به وجود آمده است. Catimor به دلیل مقاومت بالا در برابر بیماری‌ها به‌ویژه زنگ برگ قهوه شناخته می‌شود. Sarchimor: یک کالتیوار یا هیبرید دیگر که از تلاقی Villa Sarchi و Timor ایجاد شده است و مقاومت خوبی در برابر آفات دارد.

۵. نقش انسان در آینده قهوه عربیکا

  با توجه به افزایش تقاضا برای قهوه و تهدیدات ناشی از تغییرات اقلیمی، گونه‌های هیبرید نقش بیشتری در آینده تولید قهوه ایفا خواهند کرد. انسان‌ها همچنان به تلاش برای بهبود مقاومت گونه‌های عربیکا در برابر شرایط متغیر آب‌وهوایی و افزایش تولید ادامه خواهند داد. پژوهش‌هایی که بر روی اصلاح ژنتیکی و ایجاد گونه‌های پایدارتر متمرکز هستند، می‌توانند به حفظ و توسعه این محصول ارزشمند کمک کنند. در همین راستا لازم دانستیم در ادامه در مورد علم ژنتیک و پیشرفت های آن در این صنعت کمی بیشتر بدانید.

  زیرگونه‌هایی که به وسیله فناوری‌های پیشرفته ای مثل اصلاح ژنتیکی (Genetic Modification) یا ویرایش ژنتیکی (Genetic Editing) ایجاد می‌شوند، معمولاً به عنوان “محصولات تراریخته” یا “ژن‌دست‌ورزی‌شده” (Genetically Modified Organisms, GMOs) شناخته می‌شوند. این اصطلاحات به گیاهانی اطلاق می‌شود که ژن‌های آنها به‌صورت مستقیم و با استفاده از فناوری‌های نوین تغییر داده شده است تا ویژگی‌های خاصی در آنها تقویت یا اضافه شود.

ویژگی‌های محصولات ژنتیکی دست‌ورزی‌شده:

1. اضافه کردن یا حذف ژن‌ها: از طریق مهندسی ژنتیک، دانشمندان می‌توانند ژن‌هایی را به گیاه اضافه کنند یا ژن‌هایی که باعث مشکلاتی مثل حساسیت به بیماری‌ها هستند را حذف کنند.

2. مقاومت بهبود یافته: این گیاهان اغلب مقاوم به آفات، بیماری‌ها، خشکسالی یا شرایط آب‌وهوایی خاص می‌شوند.

3. افزایش بازدهی و کیفیت: دست‌کاری ژنتیکی می‌تواند باعث افزایش بازدهی محصول و بهبود ویژگی‌های کیفی مانند طعم، ارزش غذایی و مقاومت به شرایط محیطی شود.

• تفاوت با هیبریدها:

  در حالی که هیبریدها از تلاقی طبیعی یا کنترل‌شده دو گونه یا زیرگونه مختلف ایجاد می‌شوند، محصولات ژنتیکی دست‌ورزی‌شده (GMOs) از طریق تغییر مستقیم در DNA گیاهان با فناوری‌هایی مانند CRISPR یا تکنولوژی تراریخته به‌وجود می‌آیند. این فرآیندها به انسان امکان می‌دهند تا تغییرات ژنتیکی دقیق‌تری ایجاد کنند.

مثال در صنعت قهوه:

در حال حاضر استفاده از قهوه‌های ژنتیکی دست‌ورزی‌شده (GMOs) هنوز به صورت گسترده تجاری نشده است، اما تحقیقاتی در زمینه ایجاد گونه‌های مقاوم به بیماری‌ها و شرایط آب‌وهوایی سخت از طریق مهندسی ژنتیک در جریان است. برخی پژوهشگران در حال بررسی این روش‌ها هستند تا مقاومت قهوه در برابر تهدیدات مختلف مانند بیماری زنگ برگ قهوه یا تغییرات آب‌وهوایی افزایش یابد.

محصولات ژنتیکی دست‌ورزی‌شده با توجه به مزایای خود از جمله افزایش تولید و مقاومت، می‌توانند در آینده نقش مهمی در پایداری صنعت قهوه ایفا کنند.

پی نوشت: لازم به ذکر است که برای معتبر بودن منابع اکثرا از منابع غیر فارسی استفاده شده (مگر این که منبع فارسی معتبر شناخته شود) و پیشنهاد می‌شود برای استفاده از منابع مخصوصا لینک های ایجاد شده از ابزار هایی که برای ترجمه صفحه باز شده در موتور جستجو استفاده کنید یا از ترجمه گر هایی که متون را برای شما ترجمه میکنند.

منابع:

World Coffee Research. (2020). “Variety Catalog”. Retrieved from https://worldcoffeeresearch.org

International Coffee Organization. (2021). “Coffee Varieties: A Guide to Understanding and Choosing”. Retrieved from http://www.ico.org

[World Coffee Research – History of Arabica]

https://perfectdailygrind.com/2021/05/what-is-excelsa-coffee

1. کالتیوار در علم شکاورزی به زیرگونه ای گفته می‌شود که از هیبرید دو زیرگونه به وجود آمده و چون خصوصیاتی دارد که مورد پسند کشاورز است، کشاورز آن را با قلمه زدن تکثیر می‌کند تا به نوعی آن را باز آفرینی (Copy) کند. ↩︎
2. هیبرید یا به صورت طبیعی اتفاق می افتد یا ساخته دست انسان است. ساده ترین تعریف هیبرید، ترکیب دو گیاه با ژنتیک متفاوت است. ↩︎
3. دودمان بوربون: از خانواده‌های مهم پادشاهی اروپا و کشور فرانسه و اسپانیا است. ↩︎
4. گفته می‌شود این ورایتی در حدود قرن 15 و 16 از اتیوپی به یمن رسیده باشد. ↩︎
5. معروف به یکی والدین عربیکاست و بومی ارتفاعات شرق آفریقاست از جمله جمهوری دومکراتیک کنگو، رواندا، اوگاندا، کنیا و غرب تانزانیا.گفته می‌شود محتویات کافئینی کمتری از عربیکا دارد. ↩︎
6. به غیر از یکی از پنج زیرگونه مجموعه کالتیمور (Cat129) ماباقی همه به قارچ زنگ برگ مقاوم اند و نیازی به هزینه های فرآوان قارچ کش ها ندارن. ↩︎