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什麼成份讓咖啡好喝?咖啡大師揭開咖啡生豆的秘密

2020-12-20 10:05方言文化 文/摘自《咖啡烘豆的科學》

【文、圖/摘自方言文化《咖啡烘豆的科學》,作者史考特‧拉奧】

咖啡樹結出櫻桃般大小的果實(cherries),裡面的種子我們稱之為咖啡豆。每顆...
咖啡樹結出櫻桃般大小的果實(cherries),裡面的種子我們稱之為咖啡豆。每顆果實通常包著兩顆扁平、面朝彼此的種子。一旦浸泡在熱水中,生豆便會散發出微微的咖啡味道(taste)與香氣(aroma)。 圖/ingimage

咖啡樹結出櫻桃般大小的果實(cherries),裡面的種子我們稱之為咖啡豆。每顆果實通常包著兩顆扁平、面朝彼此的種子。一旦浸泡在熱水中,生豆便會散發出微微的咖啡味道(taste)與香氣(aroma)。

烘焙生豆會造成極大的化學變化,過程中不僅製造、也拆解了上千種的化合物,而烘豆師期望在烘豆過程中,能發展出於研磨與沖煮之後,散發出優美風味(avors)的咖啡豆。在烘焙的諸多效果中,這會導致豆子以下情形─

• 顏色由綠色轉換為黃色、棕黃色、褐色至黑色。

• 尺寸增加近乎兩倍。

• 密度近乎減半。

• 甜味先增後減。

• 酸度(acidic)逐漸增加。

• 能發展出高達八百種芳香化合物。

• 釋放壓力與水蒸發時會發出響亮的爆聲。

烘豆的目的在於優化咖啡裡可溶性化合物(soluble chemistry)的風味。溶解性固體(dissolved solids)組成了口中嘗到的咖啡沖煮味道,而揮發性芳香化合物(volatile aromatic compounds)和油質的溶解,則釋放出鼻中嗅到的香氣。溶解的固體、油質、懸浮顆粒及咖啡豆主要的纖維(cellulose)碎片,則構成了咖啡的醇度(body)。

圖/摘自《咖啡烘豆的科學》
圖/摘自《咖啡烘豆的科學》

生豆的密度高,其中約有一半是各種形式的醣類,另一半則是由水、蛋白質、脂質、酸和生物鹼(alkaloids)組成的混合物。烘豆師其實不用特別了解關於生豆的化學,就能烘焙出美味的咖啡,但我仍然會提供以下簡述,讓讀者了解生豆的基本成分。

結構

生豆的結構是個立體的纖維素,也就是多醣(polysaccharide),其基質是包含了幾近百萬個的細胞。包裹了部分纖維素的基質擁有上百種化學成分,而烘焙的過程會使這些成分轉換為油脂與可溶性物質,並決定了沖煮出的咖啡風味。

生豆的纖維素結構占了本身一半的乾重(dry weight)。雖然纖維僅貢獻些許的咖啡風味,但會抓住部分揮發性芳香分子,這些化合物將提供香氣、增添咖啡的黏稠度與品嘗到的整體質地。

醣類

主要為蔗糖,約占生豆乾重 6 ∼ 9%,也是一杯咖啡甜味的來源。蔗糖同時也影響了酸度的發展,因為烘豆過程中,蔗糖的焦糖化(caramelization)產生了醋酸。

脂質

主要為三酸甘油酯,約占生豆乾重16%。儘管脂質並非水溶性,依舊會殘留在沖煮出的咖啡中,尤其在沖煮方式是未過濾(例如杯測cupping)或多孔過濾(例如義式濃縮咖啡、法式濾壓、金屬濾網或布料過濾)時。一杯咖啡中的油脂留住了香味,也帶來了咖啡的口感(mouthfeel)。擁有高脂質含量的生豆,常被視為擁有較高品質。然而不幸的是,油脂也代表了品質的挑戰,因為脂質極易在熟豆儲存階段氧化或腐敗。

蛋白質

蛋白質與胺基酸約占生豆乾重10 ∼ 13%。咖啡豆的胺基酸和還原糖(reducing sugars) 會在烘焙過程中, 相互產生非酵素褐變(nonenzymatic browning),也就是梅納反應(Maillard reactions)。這些反應會製造出醣苷胺(glycosylamine)與梅納汀(melanoidin),為咖啡帶來苦中帶甜的風味與褐色外表,以及碳燒香、肉香與烤麵包香。

咖啡因與葫蘆巴鹼

咖啡因(ca eine)與葫蘆巴鹼(trigonelline)為兩種生物鹼,兩者各占生豆乾重約1%,為咖啡提供了苦味(bitterness)及興奮劑的特性。在一杯咖啡中,咖啡因提供了約10%苦味,以及大部分興奮效果。咖啡樹製造出咖啡因,是為了防禦昆蟲的啃咬。種植於較高海拔的咖啡樹,由於昆蟲的侵略機會減低,可能產出咖啡因含量較低的咖啡豆。

葫蘆巴鹼則應該是咖啡苦味的最大貢獻者,也能製造出許多芳香化合物,同時在烘焙過程中減低了吡啶(pyridines)和菸鹼酸(nicotinicacid)。菸鹼酸也稱為維生素B3,也許是文獻記載咖啡擁有抗蛀牙效果的功臣。在一杯將近200 公克的咖啡中,根據烘焙程度的高低,大約含有20 ∼ 80 毫升不等的菸鹼酸。

含水量

理想情況中,水分應該占生豆重量的10.5 ∼ 11.5%。當含水量過低時,咖啡豆的顏色通常會較淡,而品飲時會出現乾草與麥稈風味。烘豆師面對含水量低的豆子,必須謹慎地加熱,因為豆子有可能烘焙過快。另一方面,如果含水量遠高於12%,生豆則極有可能發霉,品飲時也可能出現青草味。水分會延緩豆內熱能傳導速度,必須增加額外的熱能讓水分蒸發。所以,烘焙過於潮濕的生豆時會需要額外的熱能,通常會藉由增加烘焙時間與增強火力的搭配來完成。

有機酸

有機酸(organic acids)主要指的是綠原酸(Chlorogenic acids,CGAs),約占生豆乾重7 ∼ 10%。綠原酸提供了咖啡的酸度、醋酸味、澀味(astringency)與苦味。羅布斯塔(Robusta)擁有較高的綠原酸,很可能因此帶有明顯較高的苦味。另一方面,綠原酸也同時提供咖啡豆與咖啡飲者抗氧化的益處。咖啡含有的其他有機酸,則包括檸檬酸(citric)、奎寧酸(quinic)、咖啡酸(ca eic)、蘋果酸(malic)、醋酸(acetic)與甲酸(formic)。

氣體與香氣

揮發性芳香化合物則提供了咖啡的芬芳香氣。生豆中包含約兩百多種的揮發性物質,但香氣微弱。而烘焙過程,創造了大量的咖啡芳香化合物。至今,研究人員已經在咖啡熟豆中辨識出超過八百種揮發性物質。

.書名:咖啡烘豆的科學.作者:史考特‧拉奧.譯者:魏嘉儀.出版社:方...
.書名:咖啡烘豆的科學
.作者:史考特‧拉奧
.譯者:魏嘉儀
.出版社:方言文化
.出版日期:2020/07/29

咖啡
咖啡因
綠原酸

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