乾貨| 咖啡生豆處理和烘焙帶來的物理和化學變化(一)

 

徇眾要求,寫一個非常枯燥的專題《咖啡生豆處理和烘焙帶來的物理和化學變化》,暫時還沒定得了要寫幾篇,以下是第一部分,生豆處理帶來的影響。

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▲▲▲咖啡樹形態

咖啡是一種茜草科的小型常綠喬木,而咖啡的果實就長在圖上所示的葉間節上;我們喝到的咖啡,就是這些紅色果實的種子,那麼要實現咖啡果實到咖啡豆,就有了“咖啡處理”這麼一說。

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咖啡櫻桃的切面圖,從內到外分別是種子-銀皮-羊皮-果膠-果皮

從上面的咖啡果實的切面圖中,我們可以看見咖啡種子(咖啡豆)從內而外包裹著銀皮(Silverskin)、羊皮(Parchment)、果膠(Flesh/Mucilage )、果皮(Pulp)等部分,而所謂的“處理法”,就是利用不同的方法把咖啡羊皮外的果皮和果膠去除掉的方法

 

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▲▲▲這張圖應該很好表現了咖啡櫻桃脫皮後果膠粘滑的質感

咖啡的果膠部分又稱為mucilage ,是一種透明的、像膠質一樣粘滑的膠質粘液,其中含有豐富的糖分,根據發酵過程中保不保留、保留多少這些膠質,我們可以把處理法大致分為水洗、日曬和蜜處理三種,這三種處理法具體的特點如下:

水洗處理 蜜處理 日曬處理
處理方法 剝除果皮果膠後,置於水洗槽中發酵處理,發酵完畢後將殘留的果膠沖洗乾淨,再進行曬乾 剝除果皮後,保留部分的果膠緩慢發酵並同時干燥 不剝除果皮,保留完整的果實顆粒在太陽下進行日曬,在此期間發酵和乾燥是同步進行的
口感 清新和乾淨 相對醇厚且複雜一點 層次感和復雜度高
酸甜感 清爽的酸質 對比起水洗,酸質要更圓潤一些 會有明顯的香甜感,即使在酸度較高的情況下,也會展現為平衡的酸甜感
風味 清新的水果或植物風味,如茉莉花、薑花、佛手柑、柑橘、檸檬、茶感、石榴、甜桃等 風味清晰度可能不高,但是可以明顯感受到風味和口感更複雜,在發酵程度高的一些特殊蜜處理中,甚至生成腐乳、臘腸等味道 味道濃厚的水果和食物,如菠蘿、芒果、百香果、菠蘿蜜、成熟的水蜜桃、紫葡萄、黑櫻桃、果乾巧克力、酒香等

 

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▲▲▲水洗處理中,生豆發酵完畢,通過攪拌等方式使發酵後的果膠脫落溶於水中,之後以清水沖洗乾淨的過程

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▲▲▲日曬處理,則是以整顆完整的果實形態進行曬乾處理

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▲▲▲蜜處理則是去除果皮後保留部分的果膠進行發酵,上圖中黑色的物質就是發酵後乾燥的果膠。果膠的保留可以使咖啡產生更多的層次感和風味,而保留的果膠越多,對應發酵的程度也越深

了解了三種處理法具體的操作後,我們就可以討論這些操作對咖啡果實中化學物質的影響了;處理方式改變了咖啡的香氣和風味,因為日曬或蜜處理保留了更多的糖分和果肉成分,這些物質在微生物的作用下發展和代謝,而這些化學反應的結果都會體現在咖啡的味道中。

 

當咖啡果實採摘下來後,至少要經歷以下兩個階段:萌發和發酵

萌發

咖啡果實在成熟採摘後,實際上已經進入“激活發芽模式”。種子萌發的三個條件是空氣、溫度、水分,這裡所指的採摘後即進入萌發過程,指的是咖啡櫻桃從咖啡樹果實的形態,轉變為獨立的完整的種子的變化。種子萌發實質就是胚芽的生理機能從休眠狀態到活躍狀態的生命現象,而在溫度適宜的情下,種子開始呼吸,果實中儲存的有機物就已經發生了消耗和變化。

萌發過程會激活多種的酶,在酶的催化下,醣類、脂肪和蛋白質發生降解,生成其他小分子的副產物,這些副產物就是構成咖啡中“芳香化合物”的前體物質,即生成芳香化合物的原材料。

研究發現水洗處理的咖啡酶的活性比日曬處理要多,這是因為在水分充足的情況下,酶的活性會更高;果糖和葡萄糖在這個過程中被大量消耗,而蔗糖含量變化則不大;這意味著在水洗處理消耗了更多本因在烘焙中轉化為產生芳香化合物的游離糖和其他化合物。

因此水洗處理的咖啡相對日曬處理的咖啡更清爽,烘焙後它們含有較少的芳香族化合物但酸度更高(消耗了糖,甜度降低,且烘焙中焦糖化的原料減少,所以酸更明顯)。

▲▲▲上面所說的“ 芳香前體物質減少” 並不等於水洗豆不香、不甜這個意思,上文的意思在於告知物質的變化,而且人的感官是很複雜的,舉個例子,味覺在“一份甜,一份酸”和“一份甜,沒有酸”這兩種情況下對甜的感受是不一樣的。所以客觀的表述應該是【芳香前體物質的種類和數量決定了(感官上)咖啡風味是傾向於清晰而簡明,還是複雜而豐富】。

發酵

果膠中豐富的糖分發酵,造就了日曬處理的甜感和獨特香氣。雖然水洗和日曬處理咖啡都要經歷發酵的過程,但在水洗處理中,含糖的果膠部分被大量去除,因此能供酶和微生物大展拳腳的原材料根本不夠用。

在發酵過程中,微生物會改變了咖啡中的蛋白質、碳水化合物和綠原酸。由於有更充分的發酵,因此日曬處理產生了更多芳香族化合物的前體物質,同時保留了果糖和葡萄糖,這裡也解釋了為什麼日曬豆的複雜度和層次感更高。

日曬處理可以為咖啡增加味道的豐富性,甚至帶來腐乳、臘腸等強烈的味道。簡單地說,日曬發酵屬於“增味發酵”,因為發酵程度相對較高,發酵的“原料”也充足,在此過程中多樣的中間代謝產物帶來了豐富的味道;而水洗咖啡的發酵的作用主要使果膠和果肉易於脫離,發酵程度很低,因此水洗處理更還原咖啡豆本身的味道,同時部分的咖啡因溶解在水中,因此水洗豆的苦度相對更低一點。

蜜處理則去除了果皮保留了果膠,這使得蜜處理的咖啡甜度比水洗咖啡更加明顯,同時帶有類似黃油、堅果、太妃糖等風味。

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▲▲▲從左到右分別是 蔗糖、果糖、葡萄糖三個對照組

上圖為2002年在巴西Minas Gerais做的三種處理法的生豆對照組。表中顯示了不同處理法中蔗糖、果糖和葡萄糖的含量,我們可以明顯看到水洗組的果糖和葡萄糖含量低於0.05%,在人體的感官上,小分子醣類(單醣或雙醣)的甜感會更容易被味覺感知,在剛剛結束不久的2019年WBC世界咖啡師大賽總決賽中,來自韓國的第二名女性世界Jooyeon Jeon,就是使用超臨界技術萃取出咖啡中的多醣並將其分解為可以感知的單醣,而為其創意咖啡增添了顯著的甜感。

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▲▲▲圖為Jooyeon Jeon為評委講解其創意咖啡,她使用超臨界技術萃取出咖啡中的多醣,並使用麥芽糖酶對其進行分解成“有甜味”的小分子糖,再加入黑莓汁,以延伸其比賽豆乳酸厭氧發酵日曬Sidra中的深色莓果風味

處理法對咖啡生豆的影響當然不止這麼簡單,但是咖啡中還有的化合物非常非常多,現在的技術可能尚未足以對些物質作出詳盡的分析,而我們主要討論的關鍵是醣類,因為其含量和因此產生的發酵構成了三種處理法中最根本和顯著的區別,在下一章,我們會開始討論烘焙帶來的變化,請隨時關注我們。

文章轉載自:CaffeinaCafe茵娜咖啡

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