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P7cafe品咖啡庄园 从产地源头开始,严谨要求咖啡种植户

获得好咖啡意味着当咖啡樱桃果实在处于恰当的成熟度时采摘收获。在同一棵咖啡树上都会有不同成熟阶段的咖啡樱桃果实。这意味着手工采摘是确保咖啡樱桃果实达到最佳成熟度的唯一方法。

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P7cafe品咖啡庄园 咖啡豆烘焙前的准备:

除了在产地源头对种植户的要求外,P7cafe品咖啡庄园还会在咖啡豆烘焙前进行第二次咖啡豆筛选,以确保没有任何杂质成分可以影响咖啡的香气和风味。

P7cafe品咖啡庄园还会以咖啡豆密度、颗粒进行烘焙前的手工分类筛选,以求得同炉烘焙咖啡豆能有相同的咖啡豆品质。

P7cafe品咖啡庄园 慢烘细烤追求咖啡豆烘焙品质

烘焙是咖啡制作过程中的关键时刻。P7cafe品咖啡庄园一直采用咖啡产地传统方法:在225ºC温度下慢烤17分钟,以确保咖啡获得最佳的香气、味道和颜色。

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慢烘细烤后的工匠精神追求,咖啡豆完成出品

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本文部分内容转载于 The Coffee Roaster’s Companion 一书 翻译作者 Charlie Zhou

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咖啡豆烘焙机的设计原理

咖啡豆烘焙机是一种专门用来烘焙咖啡豆的特殊设备。这种设备会在烘焙过程中通过热气流不断的向咖啡豆传递热量以此来确保咖啡豆能够均匀受热。

在今日,不同类型的烘焙商会选择不同的机型:譬如经典的热滚筒式烘焙机、半直火式烘焙机和无滚筒热风烘焙机还有前文提到过的LORINGSMART ROASTER热循环烘焙机等。像LORINGSMART ROASTER这种烘焙机,是通过烘焙过程中所产生并排出的热气体进行循环反炉再次加热。在后面的文章里,我将使用术语“single-pass”(单向进出)来区别热循环烘焙机。其实,每种烘焙机的设计都有自己的优缺点,而在过去的一个世纪里,烘焙机的发展也没有什么太大的起色。虽然一些新机型也有不少,但始终还是没有传统机型普及。

经典的热滚筒烘焙机

经典式热滚筒烘焙机的设计构造是,一个带轴的可旋转式金属滚筒,并将其放置在明火上。明火对热滚筒加热,热滚筒升温的同时,烘焙机内部的空气也会随之升温,并穿过热滚筒。烘焙机所配备的排气风扇会将热空气以及炉内产生的大量烟雾,水蒸气等一并抽出。滚筒带动咖啡豆进行翻转,在此期间被加热的滚筒产生的热传导和高温空气对流持续的为咖啡豆提供热能。

烘焙达到预期程度后,烘焙师会打开仓门,将豆子倾斜至冷却盘内。冷却盘不停的搅拌咖啡豆,并通过强大的冷却风扇使之迅速达到室温,锁住风味。

目前,市面上比较好的热滚筒烘焙机有着两层同心的金属锅体。两层间距有几毫米宽。这样一来,在明火加热的时候,外层锅体先受热,而内层则保持相对较低的温度。这样设计的好处是,有效的降低了热传导的速率,使得咖啡豆在烘焙时不易烫伤。如果你想买热滚筒式烘焙机,那么我强烈建议你购买带有双锅体的设备。

优点:炉内热空气的“single-pass”(单向进出)使得整个炉内烘焙环境干净,尤其是在刚烘焙的前几分钟。

缺点:过热的金属滚筒容易对豆体造成烫伤。

为了降低成本,一些设备制造商放弃了双锅体设计,取而代之的是在热源和锅体之间放置一块静态的带孔铁板,以达到双锅体的隔热效果。这些厂商声称,这种带有隔热保护装置的烘焙设备并不比双锅体设备差。可有一个问题需要指出,即由于隔热装置是静止不动的,这就造成隔热装置随着温度的上升变得异常的炽热。(双滚筒的设备由于一直处于旋转状态,有效防止了火源对炉体某个部位集中加热) 我之前用红外线测温仪对隔热装置进行过测量,结果显示,在常规的烘焙操作下,隔热装置达到了510摄氏度。这直接导致的结果是,即使在关闭火源时, 隔热装置的大量热辐射也会干扰烘焙师对炉内温度的判断。

半直火式咖啡豆烘焙机

半直火式烘被机是将热空气加热,并输送至炉内,以此对咖啡豆进行烘焙。这种设计在很大程度上解决了炉壁温度过高,烫伤豆体的问题。和滚筒咖啡机一样,半直火式烘被机也是在烘焙过后,将豆子倾斜至冷却盘进行冷却。

优点:这种设计使得锅体内部的烘焙环境更为干净,同时减小了对豆体烫伤的风险。

缺点:相比热滚筒式烘焙机,半直火式烘焙机耗能更大。

热风式咖啡豆烘焙机

热风式烘焙机是利用强大且持续的热气流将豆子吹起来,并在烘焙炉内不停的翻转。但由于咖啡豆本身会随着烘焙的进展变得密度不同,所以这就需要在烘焙开始时增大气流,并根据烘焙进度一点点的减小气流。

许多热风式烘焙设备不配有冷却盘,而是在烘焙结束后将室温空气吹入炉内进行冷却。老实讲,这种冷却系统是不理想的。因为炉内的表面的高温会抑制冷却过程。所以许多用户再购买了这种机型后都会另外配置一套冷却系统。

优点:价格优廉,占地空间小,咖啡豆不容易烫伤。

缺点:强大的气流致使咖啡豆的风味损失殆尽,同时较高的能耗也是问题。

热循环式咖啡豆烘焙机

与前面提到的“single-pass”(单向进出)设计不同的是,热循环式烘焙机是将部分排出的废气循环到炉内,进行重复加热。这种机器最近比较流行,原因是其耗能低,温度输出稳定,并且豆体排出的水份可以给炉内提供微湿的环境。在加上自动监测软件,使得炉内环境更加稳定。但缺点就是,这种废气经过循环排到炉内对咖啡风味的形成不利,容易造成很强的烟熏味。

优点:加热速率快,耗能低,烫伤风险小,自动烘焙软件简单易用。

缺点:不利于良好风味的形成,容易带来烟熏味。

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咖啡豆烘焙中芳香物质的发展变化

令人愉悦的香气并不是在烘焙一刚开始就有,这需要个几分钟。当生豆水分降低到5%左右,易挥发性的芳香物质开始急速发展。焦糖化反应产生了焦糖、水果、坚果等香气,美拉德反应产生花、巧克力、烘烤味等香气。当然,除了上述两种化学反应外,随着温度的升高,氨基酸、糖类、脂类、酚酸类的分解一样有助于芳烃的发展。

咖啡中的油脂溶解了大部分的芳香化合物,香气会在冲煮咖啡的过程中和冲煮后慢慢地释放出来。而在烘焙中,香气会在中度烘焙达到峰值,再烘深一点,其芳香物质将会逐渐减弱并产生大量刺鼻的烟雾。
深度烘焙阶段,咖啡豆的纤维结构千疮百孔,使得香气能够更快的穿过豆体散发出去,使得香气表现要比浅烘焙弱得许多。

美拉德反应和焦糖化反应(MaillardReactions and Caramelization)

美拉德反应又称非酶褐变反应。它发生在许多食物的烹饪中。实际上,它是氨基化合物(氨基酸和蛋白质)和还原糖之间的反应。咖啡的褐色、苦甜参半的味道和各种香气就是美拉德反应造成的。
美拉德反应有一个更直观的认识,大家可以联想一下烤肉时的味道。烤肉和烤咖啡豆是一个道理,美拉德反应更有助于香气的产生。

在咖啡烘焙中,一旦咖啡豆内的温度达到足以蒸发掉其大部分水份时,那么温度将迅速上升加速美拉德反应。这就是在烘焙到中段时,香气将会加速发展的原因。
一般来说,美拉德反应在160度以上受到温度和空气的影响变小。

与美拉德反应不同的是,焦糖化反应。焦糖化反应实际上是一种高温分解。焦糖化反应其分解温度在171度左右。热量使得糖分子分解并产生数百个新的化合物。
一提到“焦糖”,大多数人都会联想到甜点。可比较讽刺的是,焦糖反应一发生,甜度反而会降低,苦度会升高。
所以,焦糖化反应使得浅烘的豆子更甜,而深烘的豆子更苦。

咖啡烘焙中咖啡因含量变化

咖啡因含量在烘焙过程中稳定的上升温度曲线下烘焙,是毫无影响的。但随着烘焙的越深,豆子因所丢失的重量越多,那么相对的咖啡因在咖啡豆里所占比例将会增加。
这么一个概念解释,按照同一水粉比冲煮不同烘焙度的咖啡,深度烘焙的豆子咖啡因含量最多。因为同体积下,深烘的豆子要比浅烘的更轻。

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咖啡豆烘焙时的结构变化

咖啡生豆在显微镜下的结构是有序且致密的,其纤维素基质被油脂所包围。
在烘焙时,咖啡豆的水分形成水蒸气后,与二氧化碳在豆内形成压力并迫使其结构增大。
在一爆前的几分钟,豆体的逐渐增大,使得其与银皮脱离开来。当温度持续增高,纤维组织无法继续膨胀时,豆内的水蒸气迅速穿破纤维组织,发出爆裂的声音,这就是我们常说的“一爆”。

精品咖啡烘焙商通常在一爆结束到二爆开始前下豆。一爆结束后,豆内会有持续的气体产生并重建压力。这时,豆子也变得更加脆弱,此时二爆即将来临。
其实,一爆前后的豆内主要压力来源是水蒸气,而二爆前后的豆内主要压力来源则是二氧化碳等气体。因为二爆前后的咖啡豆豆表会有油脂渗出,所以绝大部分烘焙师会通过咖啡豆豆表的油脂来判断自己的深烘程度。

咖啡豆烘焙内部的发展状况

咖啡豆在爆裂的过程中,大量的水蒸气和二氧化碳等气体会冲破豆内的纤维结构,使得其千疮百孔,吹弹可破。颜色相对越深,气孔越多,豆子越脆弱,证明其在烘焙过程中发展的越好。烘焙发展良好的咖啡豆是精品咖啡在制作时,完成高质量研磨,高萃取率,和宜人味道的基本大前提。

在烘焙中,豆芯的烘焙发展要滞后于豆表的烘焙发展。所以,作为一名烘焙师,你必须精准的控制整个烘焙进度,以达到豆内和豆表的预期烘焙度色值。在理想状况下,浅度烘焙的豆芯和豆表的烘焙色值大致相同。而烘的越深,两者之间可接受的烘焙色值差越大。

烘焙后豆体大小,密度高低和重量损失的变化

依据豆子的初始含水量,烘焙程度,和豆内的烘焙发展状况,豆子的重量会在烘焙过程中减少12%-24%。
一般能达到最浅烘焙程度且口感最佳的豆子,几乎都在一爆后下豆,通常要损失掉咖啡豆原有重量的11%-13%。
一爆后30秒左右,重量损失会提高到14%-16%,而在二爆时,会达到到17%-18%,再深度的烘焙可以达到22%以上。
当前比较流行的精品咖啡浅度烘焙失重率平均达到14%-16%。

在浅度烘焙中,水占了总损失物质的比重达到90%。其余的是有机物和二氧化碳等。当然其中还有一些干燥后被除去的银皮和一些易挥发的物质。
烘焙度越深,豆子的有机物含量越少。中度烘焙损失掉的有机物在5%-8%,而深烘则高达到12%。
随着烘焙度加深豆体的重量和密度在缩小,但豆体的面积会逐渐增大至150%-190%。

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咖啡豆为什么要烘焙?

咖啡豆是生长在咖啡树上的咖啡樱桃(果实)的种子。一般情况下,每一个咖啡樱桃(果实)里会有两个咖啡豆。当把未处理过的咖啡生豆直接浸泡在热水中,几乎不会产生咖啡味道和香气。

咖啡豆烘焙所带来的变化:

● 颜色由绿转黄、由黄转棕黄、由棕黄转褐、由褐转黑。
● 体积增大约两倍。
● 密度减小一半。
● 甜蜜口感会随着烘焙过程中的焦糖化反应从无到有,然后由强转弱,直至最后失去甜蜜口感。
● 咖啡果酸度会增加。
● 产生800多种芳香的有机物质。
● 咖啡豆在释放大量的水蒸气和高压气体时会出现较为明显的爆裂声音。

咖啡豆烘焙的目的在于优化烘焙后咖啡豆可溶性有机物质的风味,这部分物质将影响咖啡冲煮后的味道。易挥发的芳香物质和油脂是香气的主要来源,而油脂和研磨产生的碎豆纤维化合物创造了咖啡的Body醇厚口感。

咖啡生豆在烘焙中的化学变化

咖啡生豆的密度比较大,其包含大约一半的碳水化合物,而另一半则由水、蛋白质、脂类、酸类和碱类物质构成。

咖啡生豆是由纤维素、或多糖或百万个细胞基质构成。而覆盖在基质上的纤维素链上有数百种化学物质,随着烘焙转化成油脂和可溶性物质。这些油脂和可溶性物质将决定咖啡被冲煮后的风味。
纤维素虽占了咖啡豆净重的一半,但其对咖啡风味的贡献并不大,它主要影响的是咖啡冲煮后的Body,即我们通常所说的醇厚度。

糖类物质 ——
咖啡生豆的糖分主要是蔗糖,其含量约占6%-9%,这是一杯咖啡甜度的主要来源。同时,蔗糖在烘焙过程中也因焦糖化反应会产生乙酸,而乙酸的形成提供了咖啡酸味口感的物质。

脂类物质 ——
脂类,主要是甘油三脂,大约占咖啡生豆的16%。当冲泡一杯咖啡时,无论你用何种冲泡方式(cupping、espresso、French press、whatever),都会或多或少的含有一些脂类。
因为这些脂类是不溶于水的,所以它对保持咖啡风味和口感起到重要作用。
通常来讲,质量较好的咖啡生豆所含的脂类也相对比较高。而另一方面,由于脂类物质的存在,使得烘焙后的熟豆与空气接触后更易氧化而产生变质。

蛋白质 氨基酸 ——
蛋白质和氨基酸占整颗咖啡生豆的10%-13%。在烘焙过程中,氨基酸和还原糖的相互作用产生美拉德反应,并制造出葡糖胺和类黑精。这两种物质使得烘焙后的咖啡熟豆变成褐色并带有烘烤的香气。

生物碱:咖啡因、葫芦巴碱 ——
咖啡因和葫芦巴碱分别占咖啡生豆的1%,咖啡中所含的部分苦感和刺激性都是由这二位带来的。众所周知,咖啡因有使人兴奋的作用,与此同时,咖啡因占咖啡苦感来源的10%。实际上,咖啡因的更大作用是咖啡物种自身抵抗虫害的。一棵咖啡树如果种在高海拔地区,由于虫害风险相对降低,其咖啡因含量也会相对较少。
这就不难解释为什么罗布斯塔Robusta的咖啡因含量要比阿拉比卡Arabica的咖啡因来得高的原因了。

葫芦巴碱是咖啡苦涩口感的最大来源,通过烘焙,葫芦巴碱会产生芳香类物质,并分解成吡啶类物质和烟酸。烟酸又叫尼克酸或维生素B3,根据烘焙程度的不同,一小杯咖啡液(7盎司约为210mL)包含20-80mL的烟酸。

水份 ——
理论上来讲,水份会占到咖啡生豆的10.5%-11.5%。如果水份含量过低,豆子会有褪色现象,杯测表现则有干草和秸秆的味道。
针对低水份含量的咖啡豆,烘焙师通常会通过对火力的把控,加快完成烘焙流程。
如果水份含量高于12%,咖啡生豆容易产生霉菌,且杯测表现会有青草的生味。
因为水份会阻碍热量的传导,所以烘焙师遇上高水份含量的咖啡豆就需要更高的热量输出来将水份蒸发完全。当然,高热量的输出是需要烘焙时火力和时间相互配合。

有机酸 ——
主要有机酸为绿原酸,其占咖啡生豆的7%-10%。绿原酸是咖啡酸度、酸感、涩味、苦感的风味来源。
绿原酸中所含有的抗氧化剂对身体有益。其他有机酸还有柠檬酸、奎尼酸等等微量元素。

气体和芳烃 ——
咖啡中的易挥发性芳香化合物提供了咖啡的香气。咖啡生豆中含有200多种芳香化合物,但可惜的是,真正能提供咖啡香气的却寥寥无几。
但是经过烘焙后,咖啡豆可以产生大量芳香化合物并释放出咖啡香气。经过研究人员确认,到目前为止,通过烘焙所产生的芳香物质已达到800多种。

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