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从均质化到第二爆:咖啡烘焙各阶段如何塑造香气与风味

June 17, 2018
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咖啡烘焙不只是加热那么简单,从生豆内部的水分变化到细胞组织的膨胀破裂,每一个阶段都在悄然决定最终杯中的味道。本文以商业烘焙机为视角,系统梳理均质化、第一爆、休止期与第二爆等关键环节,解释咖啡豆香气弥漫的背后原理,并说明不同烘焙程度对应的口感差异,帮助咖啡爱好者更深入理解烘焙对风味走向的影响。

先施压、再爆裂——这正是咖啡豆香气得以弥漫的核心机制

你需要了解的关键知识

咖啡烘焙包含多个环节,本文将以商用烘焙设备为切入点来梳理各个烘焙阶段。由于烘焙过程中豆体内部会发生剧烈的化学反应,这些反应直接左右了咖啡最终的风味表现。

均质化

─热量传入生豆内外,使所有豆子进入均匀反应的就绪状态。

每一颗生豆都由大量细胞构成,细胞内部含有细胞壁、细胞膜、细胞液以及细胞核。采摘后的生豆为便于储存与运输会先做干燥处理,在这一过程中,细胞液和细胞壁里的一部分水分被蒸发掉,最终仅残留约10%~14%的水分。水分减少后细胞体积随之缩小,生豆整体也随之变小。不过,细胞内的有机酸、糖类等成分仍然保留在豆体之中。

当干燥生豆被加热时,热量会传导至豆体并引发变化。首先,豆内剩余的水分受热转变为水蒸气,而水变为水蒸气时体积会急剧膨胀(大约增大1700倍),因此受热豆体内部的压力也随之升高。

压力升高同时会推高水的沸点,使水蒸气处于过热状态。以压力锅为例来理解沸点上升的原理或许更直观:在高海拔地区气压低,沸点也随之降低,煮饭容易夹生。此时若在锅上加压,内部压力增大,沸点被强制抬高,压力锅正是基于这一原理设计的。1bar压力的压力锅,水蒸气温度可达125°C左右,豆子细胞内部也会出现同样的现象。

由于压力升高,原本因干燥而缩小的细胞体积会重新膨胀。咖啡豆来源于咖啡樱桃,其细胞组织与树木、植物的构造相同,因此当体积膨胀到一定程度后,某一瞬间组织会因承受不住压力而崩裂。此时细胞内部形成的高压水蒸气一部分被释放出去,另一部分则转移至相邻细胞中。通过这一过程,温度与压力相同的水蒸气会均匀分布到整个细胞群,整批生豆中几乎全部同时发生这一现象。

通常来说,生豆中会同时混有大颗粒和小颗粒的豆子,每颗豆子上又有厚薄不一的部位,同时还存在较干燥的表面与水分相对较多的内部组织。如果无视这些复杂因素,只是一味加热,那么小颗粒豆子会最先烧焦,大颗粒豆子则可能未熟,或者仅表面焦糊而内部仍处于半熟状态。因此,必须让豆子整体进入均匀反应的就绪状态。

豆体内部通过水分迁移来让整个组织做好均匀反应的准备,豆体外部则借助豆与豆之间的热传导以及共同转动产生的对流热,使全部豆子都能进入均匀反应的就绪状态。这种让豆子整体做好均匀反应准备的阶段,就称为「均质化」。

在均质化过程中,豆子会转为咖啡色,外观看起来像是干燥后的样子,通常我们习惯称之为「脱水阶段」,但实际上这一过程所蒸发的水分,与组织本身发生质变的第一爆相比,只能算微不足道的变化,因此「脱水阶段」这一说法并不准确。

第一爆(first crack)

─组织膨胀并破裂,烘焙带来的香气开始增加。

均质化阶段结束后,意味着豆子已经具备全体同步进行相同反应的条件。与生豆状态相比,各细胞体积已大幅增加,组织整体变厚,若继续加热体积还会继续增大,随后便会像下一张图片所示,豆子的中央线裂开。在生豆状态下,中央线是紧密咬合的状态;但随着体积增加,豆子两侧末端部分会裂开,此时会发出类似树枝折断的声响。在第一爆时豆子就会像这样组织裂开,同时开始大量排出豆体内部的水分。

到此为止的过程称为cinnamon-high-city烘焙阶段。第一爆开始的阶段称为Cinnamon,第一爆即将结束的阶段称为High,第一爆结束至第二爆产生前称为City。

休止期

─豆体内部发生剧烈化学反应,决定了咖啡的味道。

第一爆结束起至第二爆开始前称为「休止期」。

随着水分被排出,豆体内部组织所受的压力减小,组织也暂时停止膨胀。由于此时豆子已经排出了大量水分,此时再加热的话,产生水蒸气时不会抢走热量,内部温度的上升会比之前更快。

此时高温可以促成更活跃的化学反应,会产生气体且组织持续膨胀,第一爆时裂开的内部组织会变得更加扩张并被填满。从外观来看,豆子表面的皱纹会逐渐消失,此时豆子会变得更大颗。

此时高温已传达至每一颗豆子,豆体内部的化学反应也因此达到最高潮,烘焙产生的香气增加,是决定豆子味道的重要时期。休止期之前的豆子处于「吸热期」,休止期开始豆子则进入「发热期」,但实际上豆子并没有释放出热,只是因为与前面阶段相比,加热时温度上升得更快的关系,所以为了方便就这么称呼了。如果豆子反应过快,可能会烧焦或产生不想要的坏味道,因此在这个阶段通常会调小火力。

第二爆(second crack)

─组织再次裂开,产生强烈的化学反应,咖啡的香味及酸味增强。

经过休止期,内部组织经过变化充分膨胀后,裂开的内部组织会被填满,豆子持续变大。这时会听到组织再次产生变化的声音,这就称为第二爆。会发出类似折断火柴棒般的声音,与第一爆相比声音更为清脆高亢。

此时组织内的压力达到最高点,豆体内部所产生的气体会开始排放到外部,此时期在排放这些气体过程中所形成的毛细管,更关系到日后咖啡的萃取。换句话说,只经历第一爆的咖啡豆相对来说毛细管形成得较少,因此萃取会比较不顺畅。

从第二爆发生时开始,豆子的温度会上升得更加剧烈,因此内部会产生更强的化学反应,让咖啡的香气变得更加强烈。同时,因烘焙而产生的香味物质也会展现出强烈的苦味。

若以第二爆为基准,烘焙程度在第二爆前称为City,第二爆后为Full city。过了Full city阶段后再继续烘焙的咖啡,在习惯上我们会有以下叫法:

(维也纳烘焙):二爆密集期(也被叫做espresso烘焙)。

(法式):二爆结束后油脂充分渗出表面的时期。

(义大利):二爆结束后颜色变得更深,油脂开始慢慢变焦的时期。

烘焙是指将生豆加热的过程,而生豆与树木的成分相似,因此如果超过木材的燃点250°C,豆子就会烧成焦炭。所以重烘焙指的是在豆子的温度达到250°C以前为止,如果最终烘焙出来的东西不是呈现赤褐色,而是完全变成黑色的话,那么这豆子就是变成炭了。

The above content is compiled by CoffeeHunters, a coffee news website.

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