Кофейная наука: как появляется вкус кофе?

На вкус и аромат кофе влияют очень многие факторы: сорт, обжарка, метод заварки, метод обработки зерна… И тем не менее, когда начинаешь разбираться, выясняется, что на вкус зерна в первую очередь влияет одно – химические соединения.

То, как мы обжариваем кофе, его сорт, высота, на котором оно росло – все это влияет на химические соединения внутри зерна. И если мы хотим по-настоящему оптимизировать вкусовой профиль напитка, то нужно понимать всю науку за этими процессами. Это особенно относится к обжарщикам, ведь их задача в манипулировании жаром для вызова конкретных химических реакций. Итак, приступим.

Вкус и аромат – дело химии. 
Послевкусие, вкус, аромат, тело, кислотность – эти пять характеристик кофе, вызываемых соединениями в зерне. Во время каппинга мы анализируем их при помощи своих ощущений, оцениваем сухой аромат, аромат после дробления зерна и, наконец, сам вкус. Разные этапы, разные молекулы. 
 

Как кофеман я обожаю процесс каппинга. А как ученый, я анализирую взаимодействия химических соединений и их влияние на вкус. Множество нелетучих соединений сильно меняют профиль зерна (углеводы и кофеин, например). Их количество варьируется в зависимости от качества зеленого кофе. При этом важно понимать, что химический состав зеленого кофе полностью отличается от состава уже обжаренного зерна. 
И так мы подходим к летучим соединениям. Они созданы в основном благодаря химической трансформации в процессе обжарки. И они прямо влияют на качество кофе. 
 

Какие нелетучие соединения нужно знать. 
Когда мы говорим о нелетучих соединениях, то речь обычно об алкалоидах (кофеин и тригонеллин), хлорогенных кислотах, карбоновых кислотах, углеводах и полисахаридах, липидах, белках, меланоидинах и минералах.
Кофеин, например, влияет на силу, горечь и тело заваренного кофе. Он растворим в воде. Другим важным алкалоидом является тригонеллин. Он влияет на аромат как жареных зерен, так и заваренного кофе. 
 

О хлорогенных кислотах.

Важная информация о них заключается в том, что они образованы транскоричной кислотой (кофеиновой кислотой, феруловой кислотой и п-кумаровой кислотой) и хининовой кислотой. Позвольте мне объяснить: хиновая кислота отвечает за горечь и терпкость кофе. При обжаривании хлорогеновые кислоты распадаются, а это означает увеличение (относительное) количества хиновой кислоты. Это одна из причин того, почему кофе темной обжарки обычно горький на вкус.
 

Органические кислоты.

Поговорим о теме хорошей кислотности. Это важный атрибут качественного напитка и, как правило, он коррелирует со сладостью. Что нужно знать: 
1. Арабика более кислотна чем робуста; 
2. Кислотность уменьшается с обжаркой (в зеленом зерне ее 11%, а в обжаренном лишь 6%); 
3. В кофе темной обжарки заметно снижена кислотность. 
Теперь давайте рассмотрим типы кислотности: к некоторым из более «чувствительных» кислот в кофе относятся лимонная, яблочная и хлорогенная.

В то время как некоторые кислоты сападаются во время обжарки (например, хлорогеники), другие наоборот увеличиваются в концентрации – как муравьиная, уксусная, молочная и так далее. 

Углеводы и полисахариды: некоторые полисахариды (тоже, кстати, углеводы), которые вы должны знать – арабиногалактаны, маннаны и целлюлоза. Эти соединения играют важную роль в сохранении летучих соединений в кофе при обжарке, что влияет на аромат. А с точки зрения вкуса эти молекулы ответственны за вязкость. Более того, более мелкие – глюкоза и фруктоза – способствуют сладости кофе. 

Липиды влияют на текстуру заваренного кофе. Они экстрагируются из зерен при заварки, и, в эспрессо, создают крема. Процесс обжаривания на самом деле не влияет на количество содержания липидов, но он заставляет масла перемещаться на поверхность зерна (как бы запаковывая летучие соединения внутри). 

И, наконец, меланоидины. Это продукт реакций Майара: реакции между аминокислотами и карбоксильной группой восстанавливающих сахаров. Это крупные молекулы, которые создают коричневый цвет зерна и влияют на текстуру напитка. Содержание аминокислот в кофе тесно связано с его качеством. Чем больше аминокислот, тем больше реакций и тем больше меланоидинов. 

Однако обратите внимание на то, что коричневый цвет кофе вызван не только меланоидинами. Это также результат карамелизации сахаров. И так мы переходим к летучим соединениям. 

Что такое летучие соединения? 
Наконец мы перешли к самой интересной теме – летучие соединения в кофе. Как уже говорилось ранее, их в зерне крайне много, и они являются главным фактором качества кофе.

Летучие соединения в основном создаются химическими преобразованиями во время процесса обжарки, но это не означает, что к зеленым зернам они не имеют никакого отношения. Наоборот, летучие соединения характеризуют сорт, методы обработки и географическое происхождение зерна.

Мы можем с легкостью сказать, что в кофе после обжарки более 1000 летучих соединений. Однако лишь незначительное их количество влияет на восприятие аромата и вкуса. Некоторые исследователи полагают, что в конечном напитке влияние оказывают около 20-30 отдельных летучих веществ. При анализе аромата, важно понимать, что реально на него влияет 1 соединение и синергия между всеми другими, а не вся тысяча. 

Химические реакции, которые создают летучие соединения.

Итак, давайте посмотрим на химические реакции, которые создают летучие соединения. Основными химическими реакциями являются реакции Майара (неферментативное поджаривание). Мы уже рассматривали их в связке с меланоидинами; однако они также продуцируют азот и серосодержащие гетероциклические соединения. 

Другая важная реакция – деградация фенольной кислоты. Это деградация хлорогеновых кислот (помните их из раздела о нелетучих соединениях?) с последующим образованием кофейной кислоты (или другой транскоричной кислоты), лактонов и хининовых кислот. Эти соединения способствуют горечи и терпкости в заваренном кофе. 

Деградация Штрекера – еще одна критически важная реакция. Она происходит в основном на стадии ранней обжарки кофе и связана с распадом аминокислот на альдегиды и кетоны (хорошо влияет на аромат). 

Честно говоря, есть еще как минимум 7 реакций, происходящих во время обжарки зерна, но сегодня о них не будем. Там можно столько всего рассказать, что это тема для отдельной статьи. 

Определенные соединения – определенные вкусы. 

К таким особым соединениям относятся углеводороды, спирты, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, сложные эфиры, пиразины, пирролы, пиридины, фураны, фураноны, фенолы и многои другие. 
И хотя эти имена звучат очень по-научному и, возможно, немного пугающе, все они могут быть отнесены к конкретным качествам кофе. 

Вы когда-нибудь использовали ароматический набор Le Nez du Café? Он содержит 36 ароматов, которые можно использовать для тренировки своих сенсорных навыков. Как правило, цветочные и фруктовые ароматы являются результатом связей кетонов и альдегидов. И если вы посмотрите на характеристики номера 16 в книге, которая входит в комплект Le Nez du Café, вы увидите, что этот аромат связан с бензальдегидом – альдегидом. Разве не великолепно? 

Фуран и фураноны – дает карамельные и жареные кофейные нотки. Пиразины связаны с нотами орехов и тоже жаренного кофе. Конечно же, количество и взаимодействие некоторых других соединений могут создавать и негативные ароматы. Например, молекулы гваякола (фенольные соединения) ответственны за кислый (избыточно) и горелый привкус. 

Эта статья – всего лишь введение в чудеса химии кофе: впереди еще целый мир неизведанной науки о кофе!