在烘培豆子的过程中发生了哪些化学反应呢?

来源:中国咖啡网: 咖啡知识 > 烘焙知识 > 作者:MD 2024-04-25 我要评论

咖啡本身是一种植物,如何展现其酸、甜、苦、咸等多种变化无穷的风味呢?答案就在于咖啡生豆需要经过烘焙,也就是将咖啡生豆至于容器内(烘焙炉、手网等)加热,最后达到适宜的烘焙的程度。咖啡生豆在烘焙过程中发生了翻天覆地变化,可不仅仅是把咖啡生豆炒熟那么简单。
 
咖啡豆烘焙之前:一定要做的工作就是使咖啡生豆内部的含水分布更加均匀,这就是为什么生豆在处理加工后要放到仓库里等待的原因。只有含水率降至12%左右,并且状态稳定的咖啡豆才可以进行咖啡贸易输出。只有生豆含水均匀才可以保证导热和整体水分蒸发更加均匀。
 
咖啡豆烘焙之中:咖啡烘焙过程中会发生很多种化学变化,受热后的咖啡才会像精灵一样释放出独特的香气。咖啡烘焙之后,豆子颜色会带有褐色,是因为氨基酸、绿原酸及含糖物质等成分发生了化学变化。
在烘焙过程中产生大量二氧化碳和水汽,豆体细胞急速脱水失重,密度减低,体积膨胀,经过复杂的降解与聚合反应,最后衍生出八百多种化学成分,其中有三分之一是芳香精灵。
焦糖化反应——咖啡豆的碳水化合物或糖分,在170-205摄氏度进行焦糖化(与咖啡豆的一爆时间吻合)蔗糖脱水后,释放水气与二氧化碳,蔗糖颜色由无色结晶转变为褐色。焦糖化会衍生出上百种重要芳香物质。
 
梅拉德反应——蛋白质占生豆重量的11%-13%,组成蛋白质的氨基酸也在咖啡烘焙中产生重要的梅拉德反应。梅拉德反应并非单一的化学反应,而是氨基酸与葡萄糖、果糖、乳糖、麦芽糖等还原糖,在持续加热过程中,相互进行的一连串复杂降解与聚合作用。
 
梅拉德反应不同于焦糖化对温度的要求,通常在室温下也可以进行。所以为什么一直强调一定要喝新鲜的咖啡。目前市场上咖啡豆、挂耳咖啡(咖啡粉)均有标注为8个月以上甚至18个月。即使已经充了氮气,降低了含氧量,但依然阻止不了梅拉德反应,时间太长咖啡就会断气,甚至分泌花青素对身体产生极大的伤害。
 
咖啡 蔗糖:熔点187.8℃->糖?结合物=>焦糖化作用->水CO2逸出产生一爆First Crack现象…我在烘焙机滚筒豆中量豆温190——196℃
 
  纤维素(木质素):咖啡细胞壁成分,在230℃产生崩解细胞壁损坏->二爆Second Crack现象我在烘焙机滚筒豆中量豆温211——216℃
 
  葫芦巴碱(Trigonelline):纯结晶217.9℃开始退化,当豆温192.2℃开始退化,当豆温229.4℃->85%退化,葫芦巴碱退化程度(率)是确定烘焙最佳反应比率关键指标…
 
  所以烘焙后葫芦巴碱损失率(退化率)50%——80%,分解成多种化合物,包含非挥发烟碱酸及29种挥发物质,其中有9种是蕴含咖啡芳香物质。
 
  烟碱酸:咖啡生豆烟碱酸常存在与纤维素内,在烘焙过程烟碱酸衍生出可溶性物质,烟碱酸衍生物在咖啡中呈现良好风味的酸度与干净的回味(clean finish),因此烟碱酸衍生率是另一确定烘焙最佳反应比率指标…
 
  环境温度(ET):烘焙咖啡特定化学反应有一段温度区间,产生良好风味的反应这段温度区间即是环境温度
 
  系统能量(BTU):烘焙过程提供能量BTU大小梯度(时间-升温),决定化学反应变化速率,这个反应速率与系统能量传输效率(STE)关系,有一最佳反应速率(BRR),提供较佳咖啡杯中表现。
 
  最佳反应速率(BRR):集中于环境温度(ET)之时间内,葫芦巴碱退化率与烟碱酸衍生率呈线性关系,当ET/BTU/STE下烘焙反应分布会有不同,所以可先决定最佳反应速率(BRR)的环境温度(ET)205——218℃,默认为207℃。
 
  最高环境温度(MET):当蔗糖焦糖化反应开始不能失温,否则会有热滞效应,所以要确保烘焙环境的温度,提供化学反应所需系统能量传输,而太高亦会造成最佳反应速率(BRR)过快,因此MET一般最高271℃。
 
  生豆经过烘焙后会有2阶段变化
 
  1物理上=>体积、密度、  体积
 
  2 化学上=>气味、味道、  口感
 
  咖啡豆在高温烘焙过程中所进行剧烈的反应包含:梅纳反应(Maillard reaction)、焦糖化反应(Caramelization)、史崔克降解反应(Strecker degradation),以及各种糖类、氨基酸、脂类的热裂解反应。综合这些反应的结果而产生咖啡香气。不同的生豆,不同的成分组成,不同的烘焙香气。
 
  梅纳反应 (Maillard reaction)
 
  1912年时路易斯‧卡米尔‧梅纳(Louis Camille Maillard, 1878——1936)发现将氨基酸和糖类水溶液混合加热后溶液产生黄棕色的物质,为纪念路易斯‧卡米尔‧梅纳(Louis Camille Maillard, 1878——1936),我们将这种反应称为梅纳反应(Maillard reaction)。
 
  非酵素性糖化反应 (nonenzymatic glycation) 或梅纳反应 (Maillard reaction),是还原糖与胺类在没有酵素的存在下发生反应,产生黄棕色物质,其产物统称为高等糖化终产物 (advance glycation endproducts,AGEs)。
 
  梅纳反应 (Maillard reaction),是一种广泛分布于食品工业中的非酵素褐变反应。
 
  这概念是烤面包的视觉…说那多化学理论不如说生活上看到的比较能联想
 
  好比牛肉血淋淋到美味入口…看是要三分/五分/七分/全熟
 
  它指的是还原糖类与氨基态化合物,如游离。 氨基酸、peptides、蛋白质、amine 等化合物,进行反应形成糖氨,经过Amadori 或Heyns 转位之后,再经过一系列脱水反应、缩合及聚合反应,而形成黑褐色物质(melanoidins)类黑精或称拟黑素。除产生类黑精外,反应过程中还会产生成百上千个有不同气味的中间体分子,包括还原酮、醛和杂环化合物,这些物质为食品提供了宜人可口的风味和诱人的色泽。
 
  焦糖化反应 (Caramelization)
 
  糖类再没有氨基酸存在的条件下,加热到熔点以上温度,糖会发生脱水与降解,也会发生褐变反应, 这种反应称为焦糖化反应
 
  这概念就是布丁下方焦糖酱。
 
  拿二砂加些水去煮煮成咖啡色…不要过深…因为深会苦……
 豆烘焙之后:烘焙好的咖啡豆要进行冷却并熟成,需静置于干燥、阴凉之处,俗称“养豆”。
 

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2019-04-15 12:41:06

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