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咖啡烘焙中到底發(fā)生了什么?

 汐鈺文藝范 2020-09-07
咖啡從一顆生豆到烘焙豆,氣味、結(jié)構(gòu)和體積都產(chǎn)生變化,但是大家有沒有了解過究竟是什么樣的變化呢?

當(dāng)我們將咖啡豆放入已經(jīng)高溫預(yù)熱好的烘焙機(jī)中,熱量會引發(fā)數(shù)百種不同的化學(xué)反應(yīng)。烘焙的過程中會降解某些化合物,改變其他化合物,并產(chǎn)生新的化合物。


你可能會聽到一種叫做熱解(Pyrolysis)的化學(xué)過程。

這是指當(dāng)有機(jī)物質(zhì)被加熱到超過其分解溫度時(shí),會產(chǎn)生揮發(fā)性化合物,并留下含有大量碳或煤焦的固體殘留物。


在咖啡烘焙中,我們應(yīng)該避免咖啡豆被加熱到以炭化,但有時(shí)因?yàn)楹姹翰划?dāng)還是會產(chǎn)生熱解有關(guān)的化學(xué)變化,包括糖的焦糖化和產(chǎn)生一些揮發(fā)性化合物。


以下是影響你每天所飲用的咖啡的主要化學(xué)反應(yīng)。





 美拉德反應(yīng)


The Maillard Reaction





這個(gè)過程開始于150°C左右,此時(shí)豆子仍在吸熱,并在烘焙的放熱過程中持續(xù)的進(jìn)行。熱量使咖啡豆中的還原糖和氨基酸發(fā)生反應(yīng)。這個(gè)反應(yīng)會引起咖啡豆產(chǎn)生顏色、風(fēng)味和營養(yǎng)成分的變化。

顏色的變化是由于產(chǎn)生黑色素(Melanoidins)。這些是大分子,不僅能使咖啡豆變褐色,而且有助于改善咖啡的口感和醇厚度。


在美拉德反應(yīng)中,溫度和時(shí)間的微小變化都會對一款咖啡的特征產(chǎn)生很大的影響。

據(jù)報(bào)道,在美拉德反應(yīng)中停留時(shí)間較長的咖啡粘度增加。較短的美拉德持續(xù)時(shí)間可以保留更多的甜味和酸度。

因?yàn)槿绻Х仍诿览路磻?yīng)時(shí)間太久,會破壞帶有水果味的優(yōu)質(zhì)有機(jī)酸。

大家可以用不同的烘焙曲線來進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)時(shí),包括改變美拉德反的時(shí)長和強(qiáng)度,并記錄其對咖啡風(fēng)味特征的影響。





 斯特雷克降解反應(yīng)


Strecker Degradation





這是一個(gè)取決于美拉德反應(yīng)的過程。氨基酸與羰基分子反應(yīng)生成醛類和酮類化合物。


作為烘焙者,我們不需要確切地了解這些化合物是什么-重要的是要認(rèn)識到這個(gè)反應(yīng)對于產(chǎn)生香味和風(fēng)味的化合物是必不可少的。





   糖的焦糖化  


Caramelization of Sugars





在大約從103°C的時(shí)候開始,熱量會使大而復(fù)雜的碳水化合物分解成更小的糖分子,這些分子可以溶解在水中,這種反應(yīng)一直持續(xù)到烘焙結(jié)束,它也有助于咖啡的甜度,如焦糖和杏仁。





  揮發(fā)性和非揮發(fā)性化合物  


Volatile & Non-Volatile Compounds





你可能聽說過烘焙咖啡中的揮發(fā)性和非揮發(fā)性化合物。一般來說,揮發(fā)性化合物是香氣的來源,而一些非揮發(fā)性物質(zhì)則是風(fēng)味的來源。但它們是什么?


揮發(fā)性化合物是在室溫下具有高蒸汽壓的有機(jī)化學(xué)物質(zhì)。其中許多是在咖啡烘焙的發(fā)展階段形成的,在斯特雷克降解過程中形成的。因?yàn)檫@些香氣揮發(fā)性,可以使我們會感受到咖啡特有的氣味。

揮發(fā)性化合其中包括:
醛類:增加了果味和綠色的芳香
呋喃:產(chǎn)生焦糖氣味
呋喃酮:產(chǎn)生水果的風(fēng)味
吡嗪類:有泥土味

含硫化合物,包括2-呋喃硫醇。其中一些有“烘焙咖啡”的香味,但也有一些單獨(dú)聞起來就不那么吸引人了。例如,甲硫醇聞起來像腐爛的卷心菜,酚,有煙熏、辛辣的味道。

二氧化碳是一種揮發(fā)性的化合物,不會產(chǎn)生香氣,但對人體有影響。

非揮發(fā)性化合物是在室溫下穩(wěn)定的物質(zhì)。也就是說,它們不會揮發(fā)。其中一些化合物在烘焙的過程中會發(fā)生變化,而另一些則會在整個(gè)過程中保持穩(wěn)定。許多非揮發(fā)性化合物有助于風(fēng)味和特征。


例如咖啡因,它會產(chǎn)生一些苦味。

咖啡因是天然存在于咖啡中,在烘焙過程中它的含量幾乎保持不變。其他非揮發(fā)性化合物包括提供甜味的蔗糖和提供醇厚度和口感的脂類。產(chǎn)生顏色和身體的黑色素(Melanoidins)也是非揮發(fā)性化合物。





 有機(jī)酸的作用






有機(jī)酸對香味有很大的影響,而且對熱量很敏感。烘焙的過程會使一些有機(jī)酸被分解,也會產(chǎn)生其它酸。

例如,檸檬酸和酒石酸產(chǎn)生的水果風(fēng)味和甜味在烘焙過程中被分解,所以長時(shí)間或溫度過高的烘焙會極大地降低咖啡最終的所展示出來的風(fēng)味特征和甜度。


另外咖啡中含有大量的綠原酸,在烘焙過程中它會分解成咖啡酸和奎寧酸,這兩種酸都會增加咖啡的苦味和澀感同時(shí)也會增加咖啡的醇厚度。

(綠原酸分子式)

咖啡烘焙的過程中所包含了一系列的化學(xué)變化,這些變化有助于提高咖啡的風(fēng)味、香氣和口感。許多反應(yīng)對溫度和烘焙時(shí)間的變化很敏感。

所以,烘焙過程中的一個(gè)小小的改變就可以對咖啡的風(fēng)味產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。了解烘焙過程中會發(fā)生什么,知道為什么會發(fā)生這些變化,可以幫助你做出更明智的選擇。


如果你有一個(gè)關(guān)于在這個(gè)過程中化合物是如何產(chǎn)生和變化的概述,你就可以更好地理解你的烘焙的每個(gè)批次出了什么問題或是進(jìn)行了正確的烘焙,并利用這些信息來改進(jìn)你的下一次烘焙。





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