Как влияет происхождение кофе на вкус и химические процессы во время обжарки. Читайте подробно в блоге поставщика кофе и чая Keeper Of Grains.
Раньше при обжарке кофе ориентировались преимущественно на получившийся цвет зерен и данные каппинга, пытаясь повторить результат практически «вслепую». С развитием кофейной индустрии и совершенствованием ростеров при составлении профиля обжарки начали учитывать продолжительность обжарки, время развития кофе, температуру загрузки и выгрузки зерна, процент потери веса и другие параметры, которые можно проконтролировать. Исследования по этой теме продолжаются. И ученые начинают выявлять закономерности профилирования обжарки в зависимости от страны происхождения кофе.
В этой статье мы расскажем, какие процессы протекают при обжарке на примере пяти разных лотов, по мнению исследователей из Швейцарии.
Химия кофейного зерна во время обжарки
В состав зеленого кофе входят химические вещества разных классов:
нелетучие алкалоиды (кофеин и тригонеллин);
белки и аминокислоты;
углеводы (фруктоза, сахароза, клетчатка, целлюлоза);
липиды (воск, эфирные масла);
нелетучие кислоты (полифенолы и хлорогеновая кислота).
Часть этих соединений при обжарке кофе остается практически неизменной, например, кофеин, витамины группы B. Жиры частично разлагаются с образованием свободных омега-3 кислот и акролеина, общее содержание липидов при этом возрастает.
Некоторые вещества — например, аминокислоты, полифенолы, углеводы — под действием высокой температуры вступают в реакции и синтезируют новые. Продукты реакций называют летучими органическими соединениями (ЛОС), их насчитывают более 30. Именно они формируют вкус и аромат кофе.
Зеленый кофе практически не обладает вкусом и ароматом, характерные дескрипторы формируются уже при обжарке
Примеры ЛОС, которые образуются во время обжарки:
пиразины — придают ореховый и цветочный вкус;
фураны — отвечают за карамельные оттенки;
пиридины — формируют аромат жареного хлеба;
феруловая кислота (4-винил-гваякол) — ключевой компонент кофейного аромата;
фенолы — отвечают за пепельные и дымные ноты.
Все эти ЛОС в процессе обжарки образуются в разное время. Особенно активно они выделяются, когда происходит крэк — характерный треск зерна под давлением испаряющейся влаги и углекислого газа. Обычно он наступает при температуре около 200 °С. С этого момента все химические реакции ускоряются в несколько раз, после чего наступает время развития зерна — это период от крэка до выгрузки. У кофе очень темной обжарки есть и второй крэк, который происходит при температуре выше 220 °С. В это время начинают гореть сахара и клеточные стенки зерна, а на его поверхности выступают масла.
Время первого крэка важно зафиксировать. Если «развить» кофе недостаточно, то вкус будет плоским, с травянистыми и бумажными нотами. Если время развития слишком велико, то концентрация летучих соединений уменьшится, а во вкусе будут преобладать горькие ноты орехов, шоколада и табака.
Эти химические процессы внутри разных зерен и изучали авторы в своей исследовательской работе.
Предмет изучения и условия эксперимента
Эксперименты проводили ученые из Цюрихского университета прикладных наук с кафедры биологии. В 2014 году совместно с кафедрой химии и биологической химии специалисты изучали динамику формирования вкуса у различных видов зеленого кофе. Для исследования брали 5 лотов: арабику из Колумбии, Гватемалы, эфиопских регионов Иргачефф и Джимма, а также робусту из Малангсари (Индонезия). Зерна обжаривали в кондукционном ростере.
В исследовании фиксировали такие ЛОС: метанол, 2H-пиран (производная пирана), 5,6,2-дигидро-5-гидроксимальтол, муравьиная кислота, пиррол, производные фенола и фурана. Анализ проводили с помощью масс-спектрометра, который улавливает летучие вещества, распознает и определяет их количество в образцах.
Исследовали результаты трех серий экспериментов, в которых:
Для всех образцов поддерживали одинаковые условия и степень обжарки.
Задавали разную температуру и время тепловой обработки: от кратковременной обжарки при высокой температуре до длительной обжарки при низкой температуре.
Меняли степень обжарки от средней до темной.
В исследованиях замеряли время образования ЛОС и фиксировали первый крэк. Также определяли, с какой интенсивностью и за какое время появляются вкусы и ароматы в кофе.
Результаты исследования
Наиболее показательными оказались результаты первой серии, где профиль обжарки сохраняли одинаковым для всех образцов. Замеряли время образования 2H-пирана, метанола, 5,6-дигидро-5-гидроксимальтола, муравьиной кислоты. Определяли, с какой интенсивностью изменяется концентрация этих ЛОС в процессе обжарки. На графиках видно, как по-разному формируется вкус у всех сортов кофе.