史考特·拉奥:到底是什么成分让咖啡这么好喝?

生豆的密度高,其中约有一半是各种形式的醣类,另一半则是由水、蛋白质、脂质、酸和生物碱(alkaloids)组成的混合物。烘豆师其实不用特别了解关于生豆的化学,就能烘焙出美味的咖啡,但我仍然会提供以下简述,让读者了解生豆的基本成分。

多醣体结构转换为油脂与可溶性物质 决定咖啡风味

生豆的结构是个立体的纤维素,也就是多醣(polysaccharide),其基质是包含了几近百万个的细胞。包裹了部分纤维素的基质拥有上百种化学成分,而烘焙的过程会使这些成分转换为油脂与可溶性物质,并决定了冲煮出的咖啡风味。

生豆的纤维素结构占了本身一半的干重(dry weight)。虽然纤维仅贡献些许的咖啡风味,但会抓住部分挥发性芳香分子,这些化合物将提供香气、增添咖啡的黏稠度与品尝到的整体质地。

醣类为咖啡甜味的来源

主要为蔗糖,约占生豆干重6~9%,也是一杯咖啡甜味的来源。蔗糖同时也影响了酸度的发展,因为烘豆过程中,蔗糖的焦糖化(caramelization)产生了醋酸 。

高脂质含量代表高品质生豆 留住香味却易氧化

三酸甘油酯约占生豆干重16%。尽管脂质并非水溶性,依旧会残留在冲煮出的咖啡中,尤其在冲煮方式是未过滤(例如杯测cupping)或多孔过滤(例如义式浓缩咖啡、法式滤压、金属滤网或布料过滤)时。一杯咖啡中的油脂留住了香味,也带来了咖啡的口感(mouthfeel)。拥有高脂质含量的生豆,常被视为拥有较高品质。然而不幸的是,油脂也代表了品质的挑战,因为脂质极易在熟豆储存阶段氧化或腐败。

蛋白质产生梅纳反应 带来苦甜香气

蛋白质与胺基酸约占生豆干重10 ~13%。咖啡豆的胺基酸和还原糖(reducing sugars)会在烘焙过程中,相互产生非酵素褐变(nonenzymatic browning),也就是梅纳反应(Maillard reactions)。这些反应会制造出醣苷胺(glycosylamine)与梅纳汀(melanoidin),为咖啡带来苦中带甜的风味与褐色外表,以及碳烧香、肉香与烤面包香。

咖啡因与葫芦巴碱为咖啡提供苦味

咖啡因(caffeine)与葫芦巴碱(trigonelline)为2种生物碱,2者各占生豆干重约1%,为咖啡提供了苦味(bitterness)及兴奋剂的特性。在一杯咖啡中,咖啡因提供了约10%苦味,以及大部分兴奋效果。咖啡树制造出咖啡因,是为了防御昆虫的啃咬。种植于较高海拔的咖啡树,由于昆虫的侵略机会减低,可能产出咖啡因含量较低的咖啡豆。

葫芦巴碱则应该是咖啡苦味的最大贡献者,也能制造出许多芳香化合物,同时在烘焙过程中减低了吡啶(pyridines)和烟碱酸(nicotinic acid)。烟碱酸也称为维生素B3,也许是文献记载咖啡拥有抗蛀牙效果的功臣。在一杯将近200公克的咖啡中,根据烘焙程度的高低,大约含有20~80毫升不等的烟碱酸。

生豆含水量的高低需搭配烘焙时间与火力来调整

理想情况中,水分应该占生豆重量的10.5~11.5%。当含水量过低时,咖啡豆的颜色通常会较淡,而品饮时会出现干草与麦秆风味。烘豆师面对含水量低的豆子,必须谨慎地加热,因为豆子有可能烘焙过快。另一方面,如果含水量远高于12%,生豆则极有可能发霉,品饮时也可能出现青草味。水分会延缓豆内热能传导速度,必须增加额外的热能让水分蒸发。所以,烘焙过于潮湿的生豆时会需要额外的热能,通常会借由增加烘焙时间与增强火力的搭配来完成。

绿原酸的多寡增添咖啡的酸涩度

有机酸(organic acids)主要指的是绿原酸(Chlorogenic acids, CGAs),约占生豆干重7~10%。绿原酸提供了咖啡的酸度、醋酸味、涩味(astringency)与苦味。罗布斯塔(Robusta)拥有较高的绿原酸,很可能因此带有明显较高的苦味。另一方面,绿原酸也同时提供咖啡豆与咖啡饮者抗氧化的益处。咖啡含有的其他有机酸,则包括柠檬酸(citric)、奎宁酸(quinic)、咖啡酸(caffeic)、苹果酸(malic)、醋酸(acetic)与甲酸(formic)。

挥发性芳香化合物决定咖啡香气

挥发性芳香化合物则提供了咖啡的芬芳香气。生豆中包含约200多种的挥发性物质,但香气微弱。而烘焙过程,创造了大量的咖啡芳香化合物。至今,研究人员已经在咖啡熟豆中辨识出超过800种挥发性物质。

来源:《咖啡烘豆的科学》
撰稿:史考特·拉奥

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