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烘焙培训:烘焙真的是玄学?看看科学家们怎么说

更新时间:2020-09-17

想必每一位烘焙师或者咖啡爱好者都曾看到过这样一张图,简单的揭示了烘焙时间与几种关键味道的联系。

 

 

但这可能仅仅是某位烘焙师的经验之谈,究竟有没有能从科学的角度来验证这张曲线图的正确呢?
烘焙
答案是有的,许多食品工程类的研究者已经从分子结构揭示了烘焙时各种味觉及香气的来源。

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咖啡豆里的物质
 
在开始猛烈的化学名词轰炸之前,我们先来复习一下咖啡除去纤维素后的主要部分:其中包括油脂、蛋白质、生物碱类(咖啡因、葫芦巴碱)、酸类物质 (绿原酸、柠檬酸、苹果酸、乙酸、奎宁酸)等。除去这些占比较大的物质,其他仍有1000多种挥发类的化学物质构成了香气的主要来源,其中包括(注意!)吡咯、呋喃、噻唑、恶唑、噻吩、咪唑和吡嗪类化合物。其实这些各种化合物的名词并不重要,重要的是它们在烘焙过程中的变化和它们的味道。
 

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烘焙程度与挥发物质的变化关系

 

咖啡的烘焙过程可分为高温脱水、高温反应和常温冷却3个阶段。而这三个阶段的挥发物质的含量如下图。
 
 
有趣的是,味道最浓烈的重烘焙咖啡并不是香气物质含量最高的,应该是味道浓烈的酚类物质的强烈感官冲击以及油脂的挥发带来的烈性印象。
 

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烘焙中化学物质的变化
 
当然,仅仅只有这样还不够,需要深入了解每类化合物的变化才能深入理解各种味道的来源。值得指出的是,在几篇论文中研究员们都使用了一种电子鼻的设备帮助分析,这种设备对于挥发性化合物很为敏感,轻微变化即可引起电子鼻的响应。
 
在几篇研究中指出的是咖啡因在整个烘焙过程中的含量几乎不发生变化,吡啶类、吡咯类化合物等则随着烘焙程度的加深增加,而绿原酸随烘焙程度加深而逐渐减少,最后吡嗪类、呋喃类、含硫化合物等的含量则随烘焙程度的加深先增加后减少。

4

 
与咖啡味道的联系
 
酸味:细心的读者或许已经发现,绿原酸会随着烘焙程度加深而降低,那为什么浅焙的咖啡酸味却最强烈?这来自绿原酸受热分解后形成的奎宁酸及阿魏酸、肉桂酸、咖啡酸以及多糖受热分解形成的有机酸。但随着烘焙程度的加深这些有机酸则会进一步分解形成具有丁香味和香辛料的4-乙烯基愈创木酚, 4-乙烯基愈创木酚则会进一步受热分解形成深焙咖啡中具有塑料味和烟熏味的愈创木酚,愈创木酚最后会受热分解生成苯酚。随着绿原酸含量的下降,咖啡的涩感会不断降低,但是也需把握好避免绿原酸的过度分解引起不悦的苯酚味。
 
香气吡嗪通常具有坚果、泥土、烘烤和绿色香气,主要来自氨基酸和糖的美拉德反应以及蛋白质的受热分解美拉德反应和碳水化合物受热则形成了焦糖味和甜味的呋喃。不巧的是这两类物质皆是随烘焙程度的加深先增加后减少。所以要想最好的香气,还是要把握好烘焙时间。烘焙时间越长含量越高的吡啶类和吡咯类物质则主要为坚果香、烘烤味以及焦糊味但是由于这些化合物香气阈值较高,因而其对咖啡的香气贡献较小。
 

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总结
 
在极浅、浅度和浅中度烘焙时,吡嗪类和有机酸为主要的香气物质,所以会表现出坚果味和酸味;在中度及中深度烘焙时,呋喃类、吡咯类和酮类等为主要的香气物质,主要呈现焦香味和烘烤味;而在深度、极深度烘焙时,绿原酸及后续物质分解殆尽,则是酚类、吡啶类等起作用,主要表现为焦糊味。
 
从化学的角度来探析烘焙是不是更有一种味道?虽然出现了大量的陌生名词,但是烘焙真的不是烘焙师们的主观经验,更不是玄学背后是有着一套整体的科学理论牵起了烘焙的主线,指导着由青到褐黄色的过程。
 

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