Зерно и его изменения

Анатомия кофейной ягоды относительно проста: мякоть, несколько защитных слоёв и семя. Семя вырастет и станет зерном.

Химический состав зеленого кофейного зерна:

Вода 10-12%
Дубильные вещества 5-8% (именно они дают горький вкус)
Кофеин 0,7 — 3,2%
Белковые вщества 5-10%
Жиры 10-18%
Углеводы 50%
Сахара 5-10%
Пентозаны 5-7%
Целлюлоза 20-25%
Минеральные вещества 3-5

Незамысловатый состав ягоды и зерна выдают удивительный результат = напиток. Возможно, всё волшебство происходит в процессе обжарки? В таком случае рассмотрим подробнее, что происходит с зерном во время обжарки.
Зелёное зерно имеет высокую плотность: его тяжело сломать. Помимо плотности во время обжарки у зерна меняется и цвет и вкус. До обжарки зерна имеют сине-зеленый цвет. Они изменяются на коричневые из-за производства меланоидинов.

Это полимеры, которые образуются, когда сахара и аминокислоты объединяются под воздействием тепла. Во время жарки зерно потеряет свой последний защитный слой — серебряную кожицу (англ. silver skin)

Конечный результат обжарки - это получение зерна с особым профилем вкуса. Мы должны "вытащить" из зерна вкус и насладится им. Вы уже знаете, что существует три способа обжарки: для фильтра, эспрессо и омни. Также, степень обжарки можно определить по цвету

Влага и масса

Вода составляет около 10–12% обработанных и высушенного зеленого, но обжаривание уменьшает это примерно до 2,5%. Как и вода, которая уже присутствует в зеленом зерне, дополнительная вода создается химическими реакциями.

Потеря влаги и превращение некоторого количества сухого вещества в газы — вот почему зерно имеет меньшую общую массу после обжарки. В среднем, зерно теряет 12–20% своего веса. Ростеры часто отслеживают процент потери веса, а различные профили обжарки по-разному влияют на процесс сушки. Изменения в активности воды в разных точках обжарки могут означать разницу в химических реакциях, это на конечный профиль обжарки.

Объем

Кофейные зерна имеют одни из самых сильных клеточных стенок (англ. ceel walls*) в царстве растений. У них есть внешние кольца, которые укрепляют ячейку, увеличивая ее жесткость и прочность.
Когда кофе обжаривается, повышенная температура и превращение воды в газ создают высокие уровни давления внутри зерна. Эти условия изменяют структуру клеточных стенок с жесткой на эластичную. Это происходит из-за присутствия полисахаридов (связанных молекул сахара).

Внутреннее вещество выталкивается к стенкам клетки, оставляя заполненную газом пустоту в центре. Это означает, что зерно расширяется, увеличивается в объеме и уменьшаются в массе. Большая часть накопленного газа — углекислый газ, который будет выпущен после обжарки в течение нескольких дней.
Обжарка также увеличивает прирост, делая зерно менее плотными и более растворимыми впоследствии. Это, конечно, важно для превращения их во вкусный напиток

Масла

Кофейные зерна содержат липиды или масла. Во время обжарки высокое внутреннее давление заставляет эти соединения мигрировать из центра клетки к поверхности зерна.
Липиды помогают удерживать летучие соединения внутри клетки. Летучие соединения представляют собой химические вещества, которые имеют высокое давление паров при комнатной температуре; некоторые из них необходимы для создания вкуса и аромата кофе. Без масел они могут рассеяться.

Чем дольше процесс обжарки, тем более выражены структурные преобразования.
Плотность зерна постоянно уменьшается, с течением времени образуется больше газов, и при очень темной обжарке вы можете увидеть, как масло мигрирует на поверхность зерна.

Эти события объясняют, почему темный жареный кофе на вкус отличается от легкого жареного, но есть и значительные химические превращения, которые влияют на профиль. Мы рассмотрим их во второй части.

Различные профили обжарки влияют на конечный результат, аромат и вкус вашего кофе.
Но какой бы обжаренный профиль вы ни выбрали, существуют основные этапы: сушка, карамелизация, реакция Майяра, развитие. Эти популярные термины описывают различные стадии химических и физических изменений.

Высыхание

Поскольку влажность зеленого зерна в среднем составляет около 10%, нам необходимо высушить зерно, прежде чем мы начнем процесс обжаривания. Процесс сушки происходит примерно до 130°C Когда эта стадия переходит в следующую, температура кофе будет около 160 °C.

Фаза сушки начинается сразу после поворота. (Когда вы засыпаете зерно в ростер, тепло внутри машины падает, прежде чем снова подниматься. Точка, в которой она начинает расти является точкой поворота.) Во время сушки содержание воды начинает испаряться, и давление внутри зерна начинает расти.

Реакция Майяра

Реакция Майяра (англ. Maillard reaction) — химическая реакция между аминокислотой и сахаром, происходящая при нагревании.
Примером такой реакции является жарка мяса или выпечка хлеба, когда в процессе нагревания пищевого продукта возникает типичный запах, цвет и вкус приготовленной пищи. Эти изменения вызваны образованием продуктов реакции Майяра. Вместе с карамелизацией, реакция Майяра является формой неферментативного потемнения.
Это происходит при температуре от 130° C

Во время реакции Майяра образуются газы, в том числе углекислый газ, водяной пар и некоторые летучие соединения. Внутреннее давление увеличивается достаточно, чтобы сломать клеточные стенки зерна, делая треск. Это событие называют "первый крэк"

Карамелизация

Во время обжарки при температуре около 170 С° начинается реакция карамелизации. Во время неё выделяется углекислый газ и из зерна испаряется влага. Происходит карамелизация сахаров. Давление внутри каждой клетки увеличивается. Когда давление испаряющейся влаги и углекислого газа доходит до предела, зерно начинает трескаться, издавая характерный звук. Звук похож на звук "хлопков" попкорна во время приготовления. Это называют "крэк".

Развитие

Этап после первого крэка называют "временем развития". Это этап, когда обжарщик формирует вкус. Из-за высокой температуры (примерно 170° C) этот этап происходит очень быстро. На этом этапе физические преобразования продолжаются - зерно расширяется, масла мигрируют к стенкам, цвет становится темнее

Обжарка кофе и её изучение позволяет нам не только получить вкусный продукт на выходе, но и развивать саму кофейную культуру. И подходить к изучению кофе с научной точки зрения, более профессионально.