Насичений цитрусовий, м'який шоколадний або легкий горіховий – кавомани легко відрізнять відтінки аромату різних сортів. Але з чого складається цей запах, якщо в зернах немає ні квітів, ні апельсинів? N+1 разом із компанією Torrefacto провели експеримент у Курчатівському інституті та розібралася у питанні.
Аромат кави, як і будь-який інший, ми відчуваємо, коли він досягає нюхового епітелію у верхній частині носової порожнини. Це основний орган нюху людини.
Але саме запах – запах кави – впливає не лише на нюхові нерви. Як показують експерименти на лабораторних мишах, аромат обсмажених кавових зерен сам по собі здатний активувати певні гени в мозку і змінювати рівень експресії деяких білків, які мають антистресовий та антиоксидантний ефект. Виходить, щоб підбадьоритися та покращити настрій за допомогою чашки кави, її навіть необов'язково пити: достатньо вдихнути запах.
Поки невідомо, які складові аромату так впливають на мозок. Загалом у каві виявлено до тисячі летючих сполук, хоча далеко не всі вони стосуються запаху. За різними даними, аромат кавових зерен формують від 9 до 20 хімічних сполук. Кожен із них — своя роль.
Від чого залежить запах кави
Щоб з'єднання склалися в потрібній комбінації, потрібно дотриматися безліч умов. На аромат готового напою впливає практично все, починаючи від вибору сорту і закінчуючи температурою кави в чашці.
1. Генетика та клімат
По зеленому кавовому зерну не можна визначити, як пахне приготовлена з нього кава. Але ароматичний потенціал у ньому вже закладено.Вуглеводи, протеїни та кислоти, які ховаються всередині зерна, є основними прекурсорами кавового аромату. Кожен сорт — своя комбінація цих елементів. Завдяки їм, наприклад, кава робуста відома земляним та горіховим ароматом. А популярна в усьому світі арабіка – фруктовими та солодкими нотами.
Впливає на аромат та місце зростання. Так, колумбійську арабіку люблять за цитрусові відтінки, а ефіопську за пряно-квіткові ноти.
2. Збір урожаю та обробка
Зрілість кави, правильний збір та обробка забезпечують стабільність хімічних елементів, з яких потім складеться неповторний запах. Коли кавові ягоди зібрані, необхідно видалити з них м'якоть. Для цього існує два основних методи — мита обробка та суха.
При митій обробці використовуються спеціальні депульпатори, які працюють як тертка, що стирає м'якоть із зерен. Наступний етап – ферментація: зерна занурюються у воду на кілька годин або навіть днів. І тільки після цього вони вирушають на сушіння, яке займає від одного до трьох тижнів. При цьому зі 100 кілограмів ягід вийде лише 15-17 кілограмів зеленої кави.
Однак при митій обробці кавова ягода втрачає деякі речовини — насамперед цукру. Крім того, мита обробка передбачає видалення м'якоті. А як тільки м'якоть видаляється, кавове зерно починає повільно проростати, і цей процес споживає заховані усередині цукру.
При сухій або натуральній обробці ягоди сушать природним способом — наприклад, на спеціальних столах з сіткою, які називають «африканськими ліжками». Шкірку та м'якоть видаляють тільки після сушіння.І хоча цукру, всупереч поширеному переконанню, не мігрують у зерно з м'якоті, це роблять волатильні сполуки, особливо ефіри, що створюються мікробами, коли ягода починає ферментуватися. Ці сполуки «переживають» обсмажування і роблять аромат смаженої кави більш квітковою та фруктовою.
3. Обсмажування
Найважливіший етап формування аромату. Саме в процесі обсмажування вуглеводи, протеїни та кислоти перетворюються на леткі сполуки, які відповідають за запах. Як правило, займає до 14 хвилин і за цей час у зернах відбувається кілька різних хімічних реакцій.
Амінокислоти та вуглеводи при нагріванні вступають у реакцію Майяра, яка знайома нам по смаженню м'яса або випічці. Завдяки їй на кухнях з'являються дивовижні запахи, а продукти знаходять апетитну скоринку.
Реакція починається за температури близько 130 градусів Цельсія. Молекули азоту з амінокислот зв'язуються із цукрами, виділяючи воду. Одночасно утворюються меланоїдини – молекули, які дають кавовим зернам темний колір, смажений або хлібний аромат. Під час цієї реакції також формуються сполуки карбонільної групи, які відіграють свою роль наступному етапі.
Тут амінокислоти вступають у взаємодію Космосу з молекулами, які виникли під час реакції Майяра. В результаті з'являються два види сполук – кетони та альдегіди, причому останні частково розщеплюються під час деградації Штреккера. Серед альдегідів можна виділити, наприклад, 3-метилбутаналь, який дає фруктові та шоколадні ноти. Крім того, в ході деградації Штреккер утворюється піразини, що відповідають за горіхові нотки. До речі, саме завдяки їм картопляні чіпси мають впізнаваний аромат.
Процес починається після того, як із зерен випарувалася зайва волога.Карамелізація чимось нагадує реакцію Майяра: цукру продовжують темніти і формувати леткі сполуки. Різниця в тому, що амінокислоти тут уже не потрібні — у карамелізації беруть участь лише цукор. В результаті утворюються фурани та фуранони, які додають смажених та карамельних нот кавовому аромату.
4. Температура подачі
На леткі сполуки впливає температура подачі. Більшість любителів кави вважають за краще, щоб напій був близько 60 градусів Цельсія. Але аромат швидко змінюється в міру остигання. Щоб відчути всі стадії та відтінки, Національна кавова асоціація США рекомендує подавати каву відразу після приготування – за температури від 82 до 85 градусів Цельсія. Пити таку гарячу каву можна лише маленькими ковтками, зате можна насолодитися тим, як аромат трансформується разом із зниженням температури.
Разом із парою у повітря швидко піднімаються леткі сполуки. Ми починаємо відчувати кавовий аромат, хоча сприйняття смаку трохи притуплене.
Кава виділяє все менше пари, тому розрізнити аромати стає складніше. Але за такої температури запах найбільш гармонійний і комплексний. Добре відчуваються солодкі, фруктові, квіткові та горіхові ноти.
Експеримент: хімічний склад зерен трьох ступенів обсмажування
Отже, аромат визначається одним або декількома леткими хімічними сполуками, які люди сприймають завдяки нюху. Склад та кількісне співвідношення цих сполук визначає те, яким буде запах.
Теорія говорить просто, що більшість цих сполук утворюються під час обсмажування. Але ступінь обсмажування буває різним. Значить, концентрація летких компонентів повинна змінюватись в залежності від ступеня обсмажування.
Щоб перевірити цю тезу, ми замовили дослідження у Курчатівському інституті. Летючі сполуки в зернах сорту Іргачеффе (Ефіопія) світлої, середньої та темної обсмажування там вивчили за допомогою методів газової хроматографії та мас-спекторометрії. Ці методи дозволяють визначити склад летких молекул, які формують запах.
Зерна подрібнили та помістили у герметичну ємність. Із ємності відібрали газову фазу. Її пропустили через хроматографічну колонку. Вона дозволяє розділити молекули, що входять до складу суміші, що формує запах. Потім проба потрапила на мас-спектрометр, де її бомбардували елетронами, щоби молекули ще подробилися і придбали заряд. Основою для вимірювання служить іонізація компонентів, що дозволяє фізично розрізняти компоненти на основі характерного їхнього ставлення маси до заряду. В результаті точно визначили, які сполуки входять до складу летких сполук. І розрахували зміст компонентів у частках загального змісту виявлених летких компонентів.
Спочатку про з'єднання, які з'являються під час деградації Штреккера. 2,3-бутандіон, що відноситься до кетонів і надає аромату кави масляні ноти повівся цілком очікувано. Його концентрація послідовно зростала. Відносний показник у зернах світлої обсмажування становив 393, середньої — 487, темної — 703 (тобто майже вдвічі більше, ніж у світлій).
Також підвищувалася, але з великим кроком концентрація альдегіду 2-метилбутаналю. Це ізомер 3-метилбутаналю, який дає фруктові та шоколадні ноти. Ізомери мають однакову кількість атомів і молекулярну вагу, але вони відрізняються за своєю будовою. Тож говорити про те, чи пахнуть дві речовини однаково, некоректно.Тим більше, кожна людина має індивідуальне сприйняття. Проте зазначимо, що у зернах темної обсмажування цього альдегіду виявилося втричі більше (1845), ніж у зернах світлої (659).
Набагато цікавіше виявив себе піразин, який відповідає за горіхові нотки. Його (як і, мабуть, горіхових ноток) найбільше виявилося у зернах середньої обсмажування. А у світлій та темній — однаково мало. Так, показник піразину в ефіопській Іргачеффі світлої та темної обсмажування становив 131, у зернах середньої – 215.
Фурана, який з'являється при карамелізації кавових зерен і надає їх аромату смажені відтінки, взагалі не виявилося в зернах світлої обсмажування. У зернах середньої – 147, темної – 455.
Показник для дигідро-2-метил-3-фуранону, який, ймовірно, міг дати карамельний відтінок, виріс з 294 у зернах світлої обсмажування до 467 у зернах середньої. А потім ще трохи, до 476, у зернах темної обсмажування.
Виходить, навіть не приготувавши кави з ефіопського Іргачеффе, можна сказати, що напій зі світлих зерен пах би приглушено олійно-карамельно-горіхово. Кава із зерен середньої обсмажування мала б більш карамельний і горіховий і дуже олійний аромат з майже непомітною гіркуватістю. А темні зерна дали б настільки ж карамельний, ще масляніший, приглушено горіховий і набагато смажений аромат.
Свіжість кави та аромат
Найсильніше кава пахне відразу після обсмажування. Але це не означає, що його треба негайно вжити. Спочатку зерна повинні відпочити та звільнитися від вуглекислого газу. Важливо дотриматися балансу: дочекатися, поки вийде непотрібний CO2, і в той же час не допустити сильної втрати аромату.
Але скільки саме треба чекати? Конкретний термін залежить від багатьох факторів – сорту кави, методу обробки, розміру та щільності зерен, ступеня обсмажування. Наприклад, сильне обсмажування кави робить зерна більш пористими, тому вуглекислий газ із них виходить швидше.
Дослідники з Цюріхського університету вивчили поведінку ароматичних сполук у каві через тиждень, два тижні, потім 29 та 44 дні після обсмажування. За допомогою газохроматографа вони порівняли вміст елементів, що відповідають за запах, зі свіжообсмаженою кавою. Експеримент показав, наскільки по-різному поводяться різні сполуки.
Одним з наймінливіших і найчутливіших до свіжості кави компонентів виявився метантіол. У великих концентраціях цей газ отруйний, а в малих (у тому числі в каві) він дає аромати вареної картоплі або гнилої капусти. Це не найбажаніші нотки, і традиційно метантіол не відносять до основних ароматичних сполук, що формують кавовий аромат.
Але газ виявився чудовим маркером для визначення свіжості зерен. За 10 днів зберігання у закритому пакеті за кімнатної температури було втрачено близько 70 відсотків метантіолу. Майже так само швидко зникають альдегіди, що забезпечують смажені, фруктові та маслянисті нотки аромату. А ось піразини, що пахнуть горіхом, у тому числі метилпіразин, поводяться більш стабільно. Навіть через 30-40 днів зберігання цієї сполуки, як і раніше, багато.
Власники кав'ярень та споживачі самі обирають, скільки кави має відпочити перед приготуванням. Як правило, мінімальний рекомендований термін – від одного до трьох днів після обсмажування. Якщо йдеться про каву світлої обсмажування, мінімальний термін збільшується до п'яти-десяти днів.
Щоправда, найчастіше обсмажену каву доводиться зберігати довше.У результаті рано чи пізно він втрачає і принадний аромат, і насичений смак. Але якщо постаратися, то можна продовжити його життя.
У кисневому середовищі відбуваються реакції окиснення, які призводять до втрати арома-компонентів, а й можуть дати неприємні прогорклые ноти. Якщо кількість кисню в упаковці знизити з 21 до половини відсотка, то термін придатності кави зростає до 20 разів, йдеться в дослідженні Specialty Coffee Association (SCA).
Тим часом волога прискорює втрату летких сполук та посилює реакції окиснення, що проходять за участю кисню.
Від температури залежить швидкість хімічних реакцій, що відбуваються у каві, а це дуже важливо для такого нестабільного продукту. Підвищення кожні 10 градусів Цельсія призводить до зменшення терміну придатності на 50 відсотків, зазначають експерти з SCA. На їхню думку, охолодження до -40 градусів Цельсія дозволяє уповільнити чи зупинити будь-які хімічні процеси, що призводять до втрати свіжості кави.
Втім, для тих, хто збирається зберігати каву вдома, це не найкраща стратегія. У побутових умовах така глибока заморозка найчастіше неможлива. До того ж, перед приготуванням доведеться чекати, поки продукт адаптується до кімнатної температури. Якщо дістати каву з холодильника і відразу відкрити упаковку, то конденсат неминуче зашкодить і смаку, і аромату.
Чи не простіше синтезувати кавовий аромат штучно замість того, щоб чаклувати над примхливими зернами? Схоже, що ні. Поки що хімікам вдалося відтворити лише деякі ароматичні сполуки — наприклад, кавеофуран. Декілька стартапів намагалися випустити напій з кавовим смаком та ароматом, виготовлений з різних продуктів — від грибів до жолудів.Але їм так і не вдалося переконливо заявити про себе.
Існує кілька поширених способів обробки, кожен по-різному розкриває смак напою.
Чай починається з листя, вино – з винограду, а кава – з ягід, точніше з їх кісточок, зерен. Саме зернятко – найцінніше, що є в кавових деревах. хоча одна помилка здатна призвести до дефекту всієї партії.
Згодом фермери зрозуміли: спосіб обробки кави безпосередньо впливає не лише на якість поставки, а й на фінальний смак чашки. З'явилися нові технології, стежити за процесом стали ретельніше. дамо смакову характеристику.
Будова кавової ягоди
Усередині 95% ягід утворюється два об'єднані плоди (насіння). У їх анатомії виділяють сім шарів, кожен виконує свої функції.
1 – поздовжній жолобок, вісь насіння.
2 – саме кавове зерно. Візуально здається, що воно складається з двох половинок, але кожна – самостійне зерно, з якого може вирости дерево. Обидві половинки включають безліч розчинних і нерозчинних у воді хімічних сполук.
3 — срібна оболонка (шкірка). Це зовнішній шар насіння.
4 – пергамент (пачмент).Тверда оболонка, яка захищає зерно від зовнішніх впливів: світла, води, тепла та сторонніх запахів.
5 – клейковина, багата цукрами, пептидами та іншими сполуками субстанція, що нагадує гель.
6 – м'якоть. Вона тримає зерно на місці. Її обсяг залежить від сорту.
7 – шкірка. Захищає плід. У міру дозрівання змінює зелений колір на червоний або жовтий, залежно від сорту.
У процесі обробки селяни прагнуть відокремити зерно від м'якоті, зберігши в ньому всі ароматичні сполуки. Ще одне важливе завдання процесу — прибрати із зерна всю вологу, залишивши лише 12%.
Способи обробки кави
Ми опишемо п'ять основних технологій. Почнемо з історично першою та закінчимо сучасними та менш поширеними.
Основні методи обробки кави:
- Натуральна (суха) обробка кави
- Мита (волога) обробка кави
- Хані та напівмита обробка кави
- Анаеробна обробка кави
- Вет Халл обробка кави (Гілінг Басах)
Натуральна (суха) обробка кави
Найдавніший метод, який з'явився на батьківщині кави – Ефіопії та Ємені. Клімат у цих країнах сухий, тому ягоди розсипають і сушать на сонці просто неба. Залежно від географії плантації сушильні станції виглядають по-різному: бетонна підлога чи африканські ліжка — столи з натягнутими металевими сітками, щоб повітря циркулювало навколо ягід. Плоди постійно перевертають, щоб волога не застоювалася і не починалося бродіння.
Процес натурального сушіння займає до чотирьох тижнів. Завдяки тривалості, зерно дозріває, просочується цукром м'якоті. Смак кави покращується, стає яскравим і багатим.
Сушіння вважається завершеним, коли в ягоді залишається всього 12% вологи, шкірка набуває темного відтінку, а зерно відшаровується і ніби гримить усередині. Далі каву збирають у мішки та направляють на халінг. Це етап, під час якого або витягують зерно з ягоди (при сухій обробці), або вилузують пергамент (за інших технологій).
Мита (волога) обробка кавових ягід
Коли кава поширилася на Європейському континенті, виявилося, що клімат там надто вологий і не підходить для сушіння. У середині XIX століття винайшли митий спосіб обробки або сушіння у пачменті. Вона проходить у кілька етапів:
- Депульпація. Спеціальна машина – депульпатор – працює за типом терки та відокремлює шкірку та м'якоть від зерна.
- Ферментація. Плоди поміщають у воду. У солодкому середовищі клейковини заводяться бактерії та поїдають її. Залишки клейковини змивають водою. На цьому етапі можна відсортувати добрі та погані ягоди. Перші опускаються на дно, а дефектні плавають лежить на поверхні.
- Сушіння 2-4 тижні, в залежності від погоди.
- Халлінг – видалення пергаменту.
- Фасовка кави на експорт.
За рахунок того, що під час ферментації можна відсортувати якісне та неякісне зерно, митий спосіб став дуже популярним. Але він вимагає великих вкладень та водних ресурсів, тому повністю не може витіснити сушіння.
Сушіння в клейковині: хані та напівмитий спосіб
Хані, від англійського "honey", що означає "мед", – це гібрид натуральної та вологої обробки. Після збору врожаю ягоди відправляють у депульпатор, але він видаляє лише частину м'якоті, інколи ж повністю її залишає, позбавляючи плоди лише шкірки. Насіння стає липким, ніби вкрите медом.
Потім зерна висушують, ферментація відбувається над воді, а під час сушіння.Висушувати їх можна лише на африканських ліжках, інакше зерна злипнуться або закарамелізуются. Далі їх відлущують і фасують.
Напівмитий спосіб обробки схожий на хані, але зерно після депульпації відправляють на іншу техніку – демюсілятор. Спеціальні щітки видаляють залишки м'якоті, а зерна сушаться природним шляхом у клейковині.
Метод ефективний, але не дуже поширений. Для його реалізації потрібно дороге обладнання, і не можна передбачити, скільки видалити м'якоті. Її кількість залежить від сорту та конкретного врожаю. Якщо її буде мало, щітки зашкодять пачменту, з'явиться багато дефектних елементів.
Анаеробна обробка зерен
Це сучасний та дорогий метод, який можуть дозволити собі лише великі виробники. Етапи ті ж, що і при митій обробці, тільки ферментація проходить у герметичному резервуарі та триває 12-72 години.
Виробник може варіювати pH і температуру води, час ферментації та кількість цукру, додавати різні види бактерій та отримувати зерна з різноманітними смаками. Наприклад, у холодній воді розкривається кислотність, а в теплій домінує насолода. Однак анаеробної обробки неможливо заздалегідь передбачити ефект, який вплинуть на ті чи інші зміни. У одного врожаю вони покращили та розкрили смак, у іншого — можуть його зіпсувати.
Що таке гілінг басах обробка
Технологію гілінг басах (вет халл, вологе шліфування) використовують лише в Індонезії, де клімат дощовий і не можна довго сушити зерно.
Метод схожий на митий, але етапи трохи відрізняються:
- Ягоди депульпують.
- У клейковині їх відправляють на сушіння, але не повністю висушують — до вмісту вологи 30-35%.
- Видаляю пергамент.
- Висушують до потрібних 12% без пачменту, тобто без захисної оболонки.
Так як пачмент видаляється, кава легко вбирає сторонні запахи, і виробник повинен ретельно стежити за умовами зберігання врожаю. Якщо всі стандарти дотримані, у кави, обробленої за технологією гілінг басів, як правило, домінують пряні дескриптори. Якщо ні, з'являється тютюновий, димний або, наприклад, присмак деревини.
Ми склали порівняльну таблицю, щоб наочно показати плюси та мінуси основних методів обробки зерен.
Метод обробки кави
Дешевий метод, що не вимагає дорогого обладнання.
Дає зернам час, щоб увібрати хімічні сполуки з м'якоті.
Підходить тільки для сухого клімату, у вологому урожаї гниє.
Потребує багато часу.
Потрібно постійно перевертати ягоди.
Яскравий, насичений, солодкий.
Можна добре розрізнити дескриптори.
Зерна накопичують і зберігають насолоду.
Дає якісніше зерно.
Швидший, ніж сухий.
Потребує менше робочої площі.
Дорогий, тому що треба багато води.
Менш екологічний через стічні води.
Чистий смак, яскраво виражена кислотність.
Займає менше часу, аніж натуральний метод.
Демюсилятор – дороге обладнання. Під час використання можна пошкодити зерно.
Насолода, як у натурального зерна, і вершкове тіло, характерне для миття зерна.
Дозволяє контролювати процес ферментації та експериментувати зі смаками.
Немає єдиних стандартів ферментації, можна знизити смакові характеристики постачання.
Багатогранний багатий смак.
Скорочує час сушіння.
Кава легко поглинає сторонні запахи.
Використовується лише в Індонезії.
Незвичайні пряні та димні ноти.
Якщо ви знаєте, яким способом оброблена кава, ви можете підібрати її за своїми уподобаннями.Любіть, щоб була насолода, замовляйте зерна сухої обробки. Віддаєте перевагу кислинці – вологій. Якщо купите зерна, оброблені за технологією хані, отримайте відмінний збалансований та багатогранний напій.
У нашому каталозі ви можете вибрати спосіб обробки кави і система відфільтрує товари. У нас представлені всі описані варіанти, навіть індонезійський, але не зі стороннім присмаком, а пряними та фруктово-ягідними дескрипторами. Спробуйте каву, оброблену різними способами, і ви відчуєте всю багатогранність та багатство її смаків.
Отримати консультацію фахівця
Будь ласка, заповніть дані
Ми передзвонимо Вам найближчим часом