Сложность кофе (часть 2)

Обжарка кофе

Обжарка кофе — это пиролитический процесс (т.е. процесс термического разложения органических и многих неорганических соединений), который значительно увеличивает химическую сложность кофе. Аромат зеленого кофе содержит около 250 различных летучих соединений, в то время в аромате обжаренного кофе эта цифра превышает 800.

Под воздействием температуры остаточная вода внутри каждой клетки превращается в пар, который способствует разным сложным химическим реакциям между огромным числом сахаров, белков, жиров и минералов. При высокой температуре, от 185 до 240 °С, сахара в сочетании с аминокислотами, пептидами и белками вступают в процесс карамелизации, который называется реакцией Майяра. Конечные продукты этого процесса коричневые сладко–горькие глюкозамины и меланоидины вместе с углекислым газом, образуют характерный, доминантный вкус кофе. Одновременно широкий спектр ароматических соединений с меньшей массой (это летучие вещества) дают кофе знакомый аромат. Во время обжарки давление внутри каждой клетки увеличивается до 25 атмосфер, пар и углекислый газ пытаются высвободиться из зерна, но упираются в толстые, с низкой пористостью клеточные стенки, покрытие маслом. Некоторые клетки в конце концов лопаются, создавая характерный отрывистый звук. Во время обжарки, объем кофейного зерна увеличивается наполовину или более; а масса зерен уменьшается на одну пятую.

В зависимости от температуры, обжарка может длиться от 90 секунд до 40 минут. 12 минут считаются оптимальным вариантом. Термодинамика внутриклеточных реакций различается в зависимости от обжарки. Короткое время обжарки, которое требует много тепловой энергии, сводит к минимуму потерю веса, но придает чашке кофе металлическую горечь, связанную с наличием полифенолов, у которых нет достаточно времени, чтобы среагировать нужным образом. Длительная обжарка, часто используется в бедных странах, в которых многие потребители могут себе позволить только недорогие, дефектные зерна. Под длительным воздействием температуры зерна теряют посторонние привкусы и запахи. К сожалению, желательный вкус и аромат также уходят, в результате чего получается довольно горькая чашка кофе.

Чем выше конечная температура обжарки, тем менее желательным будет аромат и сильнее горечь. И наоборот, низкая температура обжарки не в полной степени раскрывает аромат, а во вкусе обычно на первый план выходит кислотность.

Аромат кофе

Исследователи обычно анализируют ароматы, выделяющиеся при обжарке кофейных зерен методом газовой хроматографии в сочетании с ольфактометрией (это измерение остроты обоняния при помощи специальных приборов — ольфактометров). Масс–спектрометрия часто применяется для определения химического состава каждого запаха. Вдыхая ароматы жареного кофе можно распознать ароматы розы, чая дарджилинг, шоколада, ванили и фиалки, а также трюфелей, супа, сыра и др. Присутствие молекул таких химических веществ, как этилбутаноат и этилгликолят, которые ответственны за неприятный запах незрелых зерен, портит чашку. Кроме того, молекулы метилизоборнеола и трихлороанизола (ТХА) придают характерный землистый, химический запах Робусте. ТХА, который также называют «Рио–вкус», потому что он был впервые обнаружен в кофе, выращенном около Рио–де–Жанейро, также можно почувствовать и в закупоренном вине. Восприятие это запаха является своеобразным обонятельным порогом для человека.

Приготовление кофе

Следующий важный шаг в превращении зерен кофе в чашку эспрессо — это экстракция активных веществ из молотого кофе под воздействием горячей воды. Взаимодействие горячей воды и кофе при приготовлении эспрессо отличается от приготовления кофе с использованием фильтра. Так, при капельном методе приготовления, вода свободно проходит через крупные частицы молотого кофе. После 4–6 минут контакта кофе с горячей водой в раствор переходит большая часть растворимых веществ, находящихся в обжаренном кофе. Таким образом, в чашке кофе будет содержаться большое количество водорастворимых кислот и кофеин. Приготовление же эспрессо позволяет меньшему количеству кислот и кофеина (50–71% кофеина) раствориться в напитке.

Приготовление кофе эспрессо требует специального оборудования, которое может нагреть воду до температуры от 90 до 94 °С и создать давление до девяти атмосфер. Молотый кофе тонкого помола помещают в перфорированную корзину и плотно утрамбовывают. Сжатые частицы молотого кофе прилипают друг к другу благодаря тонкому слою масла. Это масло связывает частицы вместе, образуя лабиринт из небольших воздушных путей. Гидравлическое сопротивление такого слоя утрамбованного молотого кофе должно быть немного меньше, чем давление пара, что позволит воде пройти через кофе со скоростью около миллилитра в секунду.

Используя рекомендуемые 25–30 секунд для экстракции, в итоге получается около 25–30 мл плотного кофе с пенкой (крéма).

Крéма — это плотная, красно–коричневая пена, которая находится сверху эспрессо (рис., показана в увеличенном виде). Состоит в основном из крошечных пузырьков углекислого газа и водяного пара (большие круги), окруженных оболочкой. Крéма включает также эмульгированные масла, содержащие ключевые ароматические соединения (частицы с красной каемкой) и темные фрагменты клеточной структуры кофе. Если цвет пены светлый, это означает что произошла недостаточная экстракция веществ, по одной или нескольким следующим причинам:

• помол слишком грубый;
• температура воды низкая;
• малое времени.

Если пенка имеет темный цвет или же есть разрыв в виде дыры посередине:

• слишком тонкий помол;
• слишком много кофе использовалось при закладке.

Для избыточной экстракции характерно наличие белой пенки с крупными пузырями. Это происходит, когда вода в кофемашине слишком горячая. Просто белое пятно в центре чашки означает, что время приготовление эспрессо было слишком долгим.

При приготовлении эспрессо также вымываются компоненты, присутствующие на поверхности молотого кофе, в том числе ароматические масла и кусочки клеточной структуры. Высокое давление, создаваемое эспрессо–машиной эмульгирует небольшое количество масла, около 0,1 грамма на чашку. Неповрежденные клетки молотого кофе производят газы (в частности, углекислый газ), проходящие через крошечные поры в клеточной стенке. Некоторые очень тонкие частицы молотого кофе также могут попасть в напиток вместе с фрагментами клеточной стенки, которые придают пенке вид тигровой кожи.

Конечным результатом является многофазная коллоидная система, в которой молекулы воды связаны с дисперсией пузырьков газа, капель масла и твердых фрагментов, каждый из которых размером менее 5 микрон. Коллоидный характер дисперсии придает напитку высокое тело, вязкость и низкое поверхностное натяжение.

Одна из распространенных проблем, которую можно часто встретить в небольших кофейнях с недостаточно обученным персоналом — это увеличение времени экстракции. Такая чрезмерная экстракция (за пределами рекомендуемых 30 секунд) приводит к включению нежелательных и менее растворимых ароматических соединений в напиток (на графике они отмечены красным цветом). В результате чего в полученном эспрессо горький и жженный вкус с дымным ароматом подавляет все остальные вкусовые и ароматические характеристики и особенности кофе.

Кофейные зерна проходят долгий путь от плантации, на которой выращивались, до того момента, как попадают в руки бариста. Порой этот временной промежуток может составлять многие месяцы, а для некоторых сортов арабики и годы. И на каждом этапе необходимо соблюдать свои параметры и условия. Только при их постоянном контроле и регулировке в зернах будут проходить все необходимые химические реакции, которые приведут к конечном итоге к появлению в кофе такого интенсивного, богатого аромата и неповторимого вкуса.