咖啡烘焙過程中會發生什麼化學變化?

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烘焙咖啡時會發生什麼?是什麼樣的變化使得無滋無味的咖啡生豆變成充滿風味、香氣四溢的咖啡熟豆?

咖啡烘焙過程會發生物理和化學兩類變化,本次著重了解其中的化學變化,一起看一看其所經歷的化學變化,以及味道和香氣是如何形成的。

主要的化學變化

咖啡豆從投豆到出豆的過程中,烘焙會降解一些化合物,改變一些化合物,並產生新的化合物。

初高中化學課上,我們了解到一種化學過程叫做“熱解“——當有機材料被加熱到高於其分解溫度時,會產生揮發性化合物,並留下含有大量碳的固體殘渣。在烘焙咖啡時,我們避免咖啡豆因熱量過高而燒焦,但它們確實會經歷與熱解相關的化學變化,包括糖的焦糖化反應以及揮發性化合物的產生。

以下是影響咖啡杯測風味的主要化學反應。

梅拉德反應

這個過程大約從150℃開始,這時豆子仍在吸熱,並將在烘焙後程的放熱部分繼續。咖啡豆吸收的熱量引起內部碳水化合物和氨基酸之間的反應,導致顏色、味道和營養成分的變化。

顏色的變化是由於黑精的產生,這些大分子不僅能使咖啡豆轉變成棕色,還能增加口感和body。

梅拉德反應中溫度和時間長度的細微變化會對咖啡的最終風味產生很大的影響。

長時間的梅拉德反應將增加咖啡的粘度,相對短時間的梅拉德反應將為咖啡豆帶來更多的甜感和酸度。這是因為咖啡中由酸度帶來的果香和甜感,會被過長時間的梅拉德反應破壞掉。

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Strecker 降解反應

這是一個依賴梅拉德反應的過程,氨基酸與羰基分子反應生成醛和酮等化合物。作為烘豆師,我們不需要確切地了解這些化合物是什麼。重要的一點,是要認識到,這種反應對於香氣和風味化合物的產生是必不可少的。

焦糖化反應

在大約170 時,熱量會使大且複雜的碳水化合物分解成更小的、可溶於水的糖分子,這意味著咖啡豆的甜度會增加。焦糖化反應將一直持續到烘焙結束,並有助於咖啡中糖果類香氣的產生,如焦糖和杏仁。

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揮發& 非揮發物質

咖啡豆烘焙過程中會涉及到兩種化合物——揮發性化合物和非揮發性化合物。總的來說,揮發性化合物是產生香氣的原因,而一些非揮發性化合物則有助於風味的形成。它們是什麼呢?

揮發性化合物是在室溫下具有高蒸氣壓的有機化學品。其中許多是在Strecker降解反應中形成的,處於烘焙的發展階段。當產生香氣的揮發性化合物擴散時,我們會感受到咖啡特有的味道。其中包括:

  • 醛類 ——增加水果、清新的香氣。
  • 呋喃 ——會產生焦糖氣味。
  • 吡嗪 ——有泥土的味道。
  • 含硫化合物(包括2-糠基硫醇) ——其中一些有一種通常被描述為“烘焙咖啡”的香味,但另外一些單獨聞起來不那麼誘人。例如,甲基硫醇聞起來像腐爛的捲心菜。
  • 癒創木酚 ——有煙熏味兒和辛辣感。

二氧化碳是一種揮發性化合物,對香氣沒有貢獻,但對body有影響。

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非揮發性化合物是指在室溫下穩定的物質。也就是說,它們不會蒸發。一些非揮發性化合物會在烘焙過程中發生變化,而另一些則在烘焙過程中保持穩定。許多非揮發性化合物有助於風味的形成。

其中包括咖啡因,它是一些苦味的來源。咖啡因自然存在於咖啡中,並且在烘焙過程中保持不變。其他非揮發性化合物包括提供甜味的蔗糖,提供body和口感的脂質,產生顏色和body的黑精也是非揮發性化合物。

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“酸“的角色

酸在創造風味方面起著重要作用,並且對熱敏感。烘焙可以降解一些酸並產生其他酸。

例如,產生水果風味及甜感的檸檬酸和酒石酸會在烘焙過程中會分解,所以,長時間或過熱的烘焙會大大降低最終杯測中的甜感。

咖啡含有大量綠原酸,烘焙後可分解為咖啡酸和奎寧酸。綠原酸和由此產生的奎寧酸被認為是苦味和澀感的來源。

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咖啡烘焙包括許多化學變化,有助於形成最終杯測裡的風味、香氣和body。這些反應中的大部分對溫度和受熱時間的變化很敏感,因此,烘焙過程中細微的改變就能對整體風味產生深遠的影響。

了解烘焙過程中會發生什麼,知道為什麼會發生這些變化,有助於做出更好的烘焙抉擇。如果能夠對烘焙過程中所涉及到的這些化合物的產生和變化有個大致的了解,就能更好地找出烘焙問題的所在,並在下一次的烘焙中做出有針對性的、積極的調整,日漸臻於完美。

編譯| Sandy

文章轉載自:吃喝情報局

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