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    咖啡香氣萃取的動力學,了解一下

    2020年01月03日 | 作者: 重慶百瑞斯特咖啡西點調酒學院 | 分類: 咖啡知識 | 

    培訓

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    一杯好的咖啡,需要在香氣、味道和口感之間取得微妙的平衡,這與產業鏈條中的每一個步驟都息息相關,萃取也是其中很重要的一個環節。

    要對萃取進行微調,掌握萃取相關的物理化學知識是非常重要的?;谶@點考慮,Frédéric Mestdagh等人研究了咖啡香氣萃取的物理化學特性,分析了20種關鍵香氣物質的萃取動力學。

    一些關鍵的咖啡香氣物質[1]

    QB20200104-1

    研究結果表明:萃取速度可能與香氣物質的極性相關,而香氣物質的揮發性對萃取速度的影響不大。(注:化合物的極性決定于分子中所含的官能團及分子結構)

    萃取動力學

    采用SPME-GC-MS(固相微萃取/氣質聯用)的方法對不同萃取量咖啡的主要香氣物質進行定量分析。

    一些氣味劑,如2,3-丁二酮(2,3-butanedione),很快達到最大提取量;而β-大馬士革酮(β-damascenone),即使在萃取量達到150 mL后仍能繼續提取。

    QB20200104-2

    3種咖啡香氣物質的萃取動力學,初始斜率(a/b)代表了萃取動力學的發展[1],橫坐標-萃取體積,縱坐標-標準化杯中香氣物質的量

    這表明,各種咖啡香氣物質萃取的動力學差異很大。

    揮發性的影響

    下圖中最左邊的點是揮發性最低的香氣物質,如β-大馬士革酮(β-damascenone),而右側的香氣物質揮發性最高,如甲硫醇(methanethiol)。

    圖中的數據點比較分散,舉例來說,甲硫醇(methanethiol)和2-乙酰吡嗪(2-acetylpyrazine)具有類似的萃取動力學特性(相近的a/b值),然而它們具有完全不同的揮發性。

    QB20200104-3

    萃取動力學與咖啡香氣物質揮發性的關系[1]

    橫坐標-揮發性(Log[蒸氣壓]),縱坐標-初始斜率(a/b)

    這說明,咖啡香氣物質的揮發性不能用來解釋不同的萃取動力學特性。

    極性的影響

    下圖中,左側的數據點代表極性氣味物質,如2,3-丁二酮(2,3-butanedione),而右側的數據點代表極性較低的物質,如β-大馬士革酮(β-damascenone)。

    QB20200104-4

    萃取動力學與咖啡香氣物質極性的關系橫坐標-極性(log 辛醇/水分配系數),縱坐標-初始斜率(a/b)

    很明顯,極性較高的成分提取的速度要快得多,如2,3-丁二酮(2,3-butanedione)的a/b值較高;而極性較低的香氣物質提取要慢得多,如β-大馬士革酮(β-damascenone)。

    可見,萃取動力學很可能與香氣物質的極性密切相關。

    香氣的平衡

    如下圖所示,隨著萃取體積的增加,高極性香氣物質的占比減少,而低極性香氣物質的占比增加。由此造成的杯中香氣平衡的改變,也會影響到消費者對整體香氣的感知。

    QB20200104-5

    高極性物質隨萃取體積的增加而減少[1]

    總結一下,咖啡的香氣平衡與香氣物質的萃取動力學相關,而萃取動力學(萃取速度)無關香氣物質的揮發性,而與萃取物質的極性關系更大;與低極性物質相比,高極性物質釋放得更快,導致咖啡萃取過程中香氣平衡的變化;要掌握香氣平衡,萃取量是一個可調節的參量。

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