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烘焙咖啡豆de学问

咖啡焙火前糖类与胺基酸之调控对咖啡香气成分之影响(中文摘要)

咖啡豆香气化合物主要是在焙炒期间,咖啡豆中的香气前驱物受热进行一系列复杂的香气生成反应所生成。本实验主要探讨咖啡豆进行香气前驱物糖与胺基酸的浸泡对咖啡香气成分生成之影响。 咖啡豆香气之生成受焙炒时间之影响甚大,本部分实验进行不同时间之焙炒及官能品评分析,得到咖啡豆于219℃焙炒时之最受喜爱的最适焙炒时间为16.5分钟。 在浸泡蔗糖部分,以香气化合物的总量来看,由浸泡5 % 的蔗糖溶液之烘烤咖啡豆所收集到的香气化合物含量最多,且随着浸泡蔗糖浓度的增加,香气化合物的总量有逐渐减少的趋势。在咖啡豆香气成分中含量较多的成分是Furans类、Nitrogen-containing类,及Ketones类化合物。此等香气化合物的含量,也是随着浸泡蔗糖浓度的增加而逐渐减少。因此浸泡高浓度之蔗糖处理,并不会使烘烤咖啡豆之香气成分含量增加,这是因为浸泡处理使咖啡豆中具催化糖类裂解环化产生香气化合物之胺类化合物流失的缘故。 在浸泡胺基酸部分,浸泡不同浓度Serine及Threonine液后之焙炒咖啡豆中之挥发性化合物含量,随浸泡浓度的增加而有增加的趋势。浸泡不同浓度Cysteine液后之焙炒咖啡豆中之挥发性化合物含量,并没有呈现规则的变化趋势。整体来说,浸泡不同浓度的Serine及Threonine之焙炒咖啡豆中之香气化合物的总量,差异性不会很大,而浸泡后所得香气化合物中,浸泡Serine及Threonine之焙炒咖啡豆产生较多量的Pyrazine类的化合物,而浸泡Cysteine之焙炒咖啡豆产生较多量的Thiazole及Thiophene类的含硫化合物。就香气化合物之百分组成来看,Nitrogen-containing类的化合物的百分组成随浸泡胺基酸浓度的增加而有增加的趋势,而Furans及Ketones 类的化合物的百分组成则随浸泡浓度的增加而下降,所以说浸泡胺基酸液浓度的高低与焙炒咖啡豆之香气成分百分组成有显着的关联性。 在最适条件方面,以反应曲面实验设计法(RSM)所得之最适条件为Sucrose的最佳条件是浸泡浓度为21.80%,焙炒时间为16.61 min;Serine的最佳条件是浸泡浓度为3.22%,焙炒时间为16.17 min;Threonine的最佳条件是浸泡浓度为2.69%,焙炒时间为16.53 min;Cysteine的最佳条件是浸泡浓度为0.59%,焙炒时间为17.90 min。在探讨浸泡最适条件及利用最适焙炒时间进行焙炒之咖啡的受喜好性有无增加的实验中,可知咖啡豆浸泡蔗糖对咖啡的受喜好性有增加的趋势,而浸泡Serine、Threonine及混合浓度对咖啡的受喜好性并没有显着的增加或改变,但是浸泡Cysteine对咖啡的受喜好性有减少的情形。

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咖啡豆之水含量与焙炒时外在气体环境对其香气生成的影响之探讨(中文摘要)

咖啡豆香气化合物主要为焙炒期间,咖啡豆中部分组成分受热而进行一系列复杂之香气生成反应所生成。本实验主要探讨各种焙炒条件对咖啡香气生成之影奢。在香气分析方面,以减压蒸馏进行香气化合物之抽提,再经溶剂萃取、浓缩后,以气相层析仪(GC)及气相层析-质谱仪(GC-MS)进行香气化合物之定性及定量。

在焙炒气体环境方面,实验显示氧气之气体环境,对咖啡焙炒初期之香气生成反应有明显之促进效果 ; 而在焙炒末期会促使挥发性化合物进行氧化裂解或聚合等作用,而使挥发性化合物含量降低。而二氧化碳之气体环境,对香气化合物之生成反应较为不利。而空气之气体环境在焙炒初期,因含有氧气,故对香气生成反应亦具促进效果 ;在焙炒末期,对香气化合物聚合作用则较不明显,故挥发性化合物含量较高。氮气之气体环境则对咖啡豆香气生成之影响较小。

在最适焙炒条件方面,当以咖啡豆水分含量12.8%、焙炒温度 218.83C及焙炒时间 17.38 分钟之焙炒条件对咖啡进行焙炒,可得最佳之品评结果 ; 在实验设计范围内,焙炒时间对品评结果之影筝最大,焙炒温度次之,水分含量之影响则较小。当以香气化合物含量为回应值时,以咖啡豆水分含量 16.67%、焙炒温度227.23 C及焙炒时间 17.77分钟之焙炒条件对咖啡进行焙炒,可得最高之挥发性化合物含量;挥发性化合物总量方面,在实验设计范围内,以焙炒时间影响最大,焙炒温度次之,但各因子对其他官能基分类含量之影响则有相当大之差异。

在咖啡豆焙炒过程中,咖啡豆之组成分皆随着焙炒时间增加而降低,尤其是可溶性醣类及游离胺基酸下降更为迅速 ; 而香气化合物含量则先上升,在焙炒末期可能因挥发性化合物进行氧化聚合作用而下降。依香气化合物生成反应而言,糖类及胺基酸参与之梅纳反应在咖啡豆焙炒初期及中期进行较为激烈,焙炒中期及末期则以糖参与之焦醣化反应为主。

在不同咖啡豆方面,以相同焙炒条件进行焙炒后,在挥发性化合物总量方面,以爪哇咖啡最高(747.15ppm),而曼特宁咖啡最低(428.09ppm)。而在挥发性化合物组成方面,各咖啡豆经焙炒后皆以 furans类舍童最高(约 52-75%),其中 furfuryl alcohol在各咖啡豆挥发性成分中含量更高达25-38%,显示醣的因热裂解,为咖啡豆焙炒时最主要之香气成分生成反应。组成分分析方面亦发现,蛋白质及游离胺基酸含量与香气化合物含量有明显相关。此外,当游离胺基酸含量高时,咖啡豆中之 pyrazine、 pyrrol 及 ketone类化合物所占百分比提高,而 furan类化合物所占百分比相对下降,故舍游离胺基酸量高之咖啡豆经焙炒后其焙炒味会增加,而焦糖味则相对下降。