The Coffee Roaster’s Companion 咖啡烘焙师的烘焙技巧小贴士 7

本文部分内容转载于 The Coffee Roaster’s Companion 一书 翻译作者 Charlie Zhou

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咖啡豆烘焙中芳香物质的发展变化

令人愉悦的香气并不是在烘焙一刚开始就有,这需要个几分钟。当生豆水分降低到5%左右,易挥发性的芳香物质开始急速发展。焦糖化反应产生了焦糖、水果、坚果等香气,美拉德反应产生花、巧克力、烘烤味等香气。当然,除了上述两种化学反应外,随着温度的升高,氨基酸、糖类、脂类、酚酸类的分解一样有助于芳烃的发展。

咖啡中的油脂溶解了大部分的芳香化合物,香气会在冲煮咖啡的过程中和冲煮后慢慢地释放出来。而在烘焙中,香气会在中度烘焙达到峰值,再烘深一点,其芳香物质将会逐渐减弱并产生大量刺鼻的烟雾。
深度烘焙阶段,咖啡豆的纤维结构千疮百孔,使得香气能够更快的穿过豆体散发出去,使得香气表现要比浅烘焙弱得许多。

美拉德反应和焦糖化反应(MaillardReactions and Caramelization)

美拉德反应又称非酶褐变反应。它发生在许多食物的烹饪中。实际上,它是氨基化合物(氨基酸和蛋白质)和还原糖之间的反应。咖啡的褐色、苦甜参半的味道和各种香气就是美拉德反应造成的。
美拉德反应有一个更直观的认识,大家可以联想一下烤肉时的味道。烤肉和烤咖啡豆是一个道理,美拉德反应更有助于香气的产生。

在咖啡烘焙中,一旦咖啡豆内的温度达到足以蒸发掉其大部分水份时,那么温度将迅速上升加速美拉德反应。这就是在烘焙到中段时,香气将会加速发展的原因。
一般来说,美拉德反应在160度以上受到温度和空气的影响变小。

与美拉德反应不同的是,焦糖化反应。焦糖化反应实际上是一种高温分解。焦糖化反应其分解温度在171度左右。热量使得糖分子分解并产生数百个新的化合物。
一提到“焦糖”,大多数人都会联想到甜点。可比较讽刺的是,焦糖反应一发生,甜度反而会降低,苦度会升高。
所以,焦糖化反应使得浅烘的豆子更甜,而深烘的豆子更苦。

咖啡烘焙中咖啡因含量变化

咖啡因含量在烘焙过程中稳定的上升温度曲线下烘焙,是毫无影响的。但随着烘焙的越深,豆子因所丢失的重量越多,那么相对的咖啡因在咖啡豆里所占比例将会增加。
这么一个概念解释,按照同一水粉比冲煮不同烘焙度的咖啡,深度烘焙的豆子咖啡因含量最多。因为同体积下,深烘的豆子要比浅烘的更轻。

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本文部分内容转载于 The Coffee Roaster’s Companion 一书 翻译作者 Charlie Zhou

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咖啡豆为什么要烘焙?

咖啡豆是生长在咖啡树上的咖啡樱桃(果实)的种子。一般情况下,每一个咖啡樱桃(果实)里会有两个咖啡豆。当把未处理过的咖啡生豆直接浸泡在热水中,几乎不会产生咖啡味道和香气。

咖啡豆烘焙所带来的变化:

● 颜色由绿转黄、由黄转棕黄、由棕黄转褐、由褐转黑。
● 体积增大约两倍。
● 密度减小一半。
● 甜蜜口感会随着烘焙过程中的焦糖化反应从无到有,然后由强转弱,直至最后失去甜蜜口感。
● 咖啡果酸度会增加。
● 产生800多种芳香的有机物质。
● 咖啡豆在释放大量的水蒸气和高压气体时会出现较为明显的爆裂声音。

咖啡豆烘焙的目的在于优化烘焙后咖啡豆可溶性有机物质的风味,这部分物质将影响咖啡冲煮后的味道。易挥发的芳香物质和油脂是香气的主要来源,而油脂和研磨产生的碎豆纤维化合物创造了咖啡的Body醇厚口感。

咖啡生豆在烘焙中的化学变化

咖啡生豆的密度比较大,其包含大约一半的碳水化合物,而另一半则由水、蛋白质、脂类、酸类和碱类物质构成。

咖啡生豆是由纤维素、或多糖或百万个细胞基质构成。而覆盖在基质上的纤维素链上有数百种化学物质,随着烘焙转化成油脂和可溶性物质。这些油脂和可溶性物质将决定咖啡被冲煮后的风味。
纤维素虽占了咖啡豆净重的一半,但其对咖啡风味的贡献并不大,它主要影响的是咖啡冲煮后的Body,即我们通常所说的醇厚度。

糖类物质 ——
咖啡生豆的糖分主要是蔗糖,其含量约占6%-9%,这是一杯咖啡甜度的主要来源。同时,蔗糖在烘焙过程中也因焦糖化反应会产生乙酸,而乙酸的形成提供了咖啡酸味口感的物质。

脂类物质 ——
脂类,主要是甘油三脂,大约占咖啡生豆的16%。当冲泡一杯咖啡时,无论你用何种冲泡方式(cupping、espresso、French press、whatever),都会或多或少的含有一些脂类。
因为这些脂类是不溶于水的,所以它对保持咖啡风味和口感起到重要作用。
通常来讲,质量较好的咖啡生豆所含的脂类也相对比较高。而另一方面,由于脂类物质的存在,使得烘焙后的熟豆与空气接触后更易氧化而产生变质。

蛋白质 氨基酸 ——
蛋白质和氨基酸占整颗咖啡生豆的10%-13%。在烘焙过程中,氨基酸和还原糖的相互作用产生美拉德反应,并制造出葡糖胺和类黑精。这两种物质使得烘焙后的咖啡熟豆变成褐色并带有烘烤的香气。

生物碱:咖啡因、葫芦巴碱 ——
咖啡因和葫芦巴碱分别占咖啡生豆的1%,咖啡中所含的部分苦感和刺激性都是由这二位带来的。众所周知,咖啡因有使人兴奋的作用,与此同时,咖啡因占咖啡苦感来源的10%。实际上,咖啡因的更大作用是咖啡物种自身抵抗虫害的。一棵咖啡树如果种在高海拔地区,由于虫害风险相对降低,其咖啡因含量也会相对较少。
这就不难解释为什么罗布斯塔Robusta的咖啡因含量要比阿拉比卡Arabica的咖啡因来得高的原因了。

葫芦巴碱是咖啡苦涩口感的最大来源,通过烘焙,葫芦巴碱会产生芳香类物质,并分解成吡啶类物质和烟酸。烟酸又叫尼克酸或维生素B3,根据烘焙程度的不同,一小杯咖啡液(7盎司约为210mL)包含20-80mL的烟酸。

水份 ——
理论上来讲,水份会占到咖啡生豆的10.5%-11.5%。如果水份含量过低,豆子会有褪色现象,杯测表现则有干草和秸秆的味道。
针对低水份含量的咖啡豆,烘焙师通常会通过对火力的把控,加快完成烘焙流程。
如果水份含量高于12%,咖啡生豆容易产生霉菌,且杯测表现会有青草的生味。
因为水份会阻碍热量的传导,所以烘焙师遇上高水份含量的咖啡豆就需要更高的热量输出来将水份蒸发完全。当然,高热量的输出是需要烘焙时火力和时间相互配合。

有机酸 ——
主要有机酸为绿原酸,其占咖啡生豆的7%-10%。绿原酸是咖啡酸度、酸感、涩味、苦感的风味来源。
绿原酸中所含有的抗氧化剂对身体有益。其他有机酸还有柠檬酸、奎尼酸等等微量元素。

气体和芳烃 ——
咖啡中的易挥发性芳香化合物提供了咖啡的香气。咖啡生豆中含有200多种芳香化合物,但可惜的是,真正能提供咖啡香气的却寥寥无几。
但是经过烘焙后,咖啡豆可以产生大量芳香化合物并释放出咖啡香气。经过研究人员确认,到目前为止,通过烘焙所产生的芳香物质已达到800多种。

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