少点浓度,多点香甜 – 25 Magazine, Issue 11

少点浓度,多点香甜 – 25 Magazine, Issue 11

如果您让大多数人描述黑咖啡的味道,几乎总会听到“苦涩”这个词。

研究生 MACKENZIE BATALICARLITO LEBRILLA 教授JEAN-XAVIER GUINARD 教授WILLIAM D. RISTENPART 教授与 SCA 和 Breville Corporation 合作,共同探究了黑滴煮咖啡的天然甜味,分享了在加州大学戴维斯分校进行的“分馏”实验的惊人结果。

然而,如果您与精品咖啡爱好者交谈,您很快就会了解到,其他感官属性才是最重要的。事实上,您可能会从咖啡专家口中听到一个词(通常是用恭敬的语气说出来的),那就是甜味

一般消费者会将咖啡中的甜味与加入糖或人造甜味剂再进行搅拌联系在一起,但这并不是我们在此讨论的内容。相反,咖啡专家早已知晓,不含任何添加剂的黑咖啡会有明显的甜味。许多人认为天然甜味是精品咖啡的杀手锏,对于那些能在咖啡杯中享受它的人来说是一种崇高的享受。然而与此同时,天然甜味可能会让那些需要实现它的人们发狂。任何一个采购、烘焙或冲泡咖啡的专业人士都知道,在黑咖啡中实现天然甜味并不容易:甜味转瞬即逝,会因为不同种类的咖啡豆或是烘焙或冲泡条件的微小差异而起伏不定。这一困难提出了一个重要的问题:如何最大限度地增加黑咖啡的天然甜味?

科学上还远远没有定论,但我们很高兴地报告说,加州大学戴维斯分校咖啡中心在至少部分地了解这个谜题方面取得了重大进展。从 2017 年开始,我们与 SCA 合作,在 Breville Corporation 的支持下,对滴煮咖啡进行了广泛的科学研究。这项多方面研究努力的目标是了解不同的冲泡参数如何影响滴煮咖啡的感官属性。此前 SCA 的季刊25,以及Journal of Food Science,都强调了初步结果。进一步的工作探索了经典的“咖啡冲泡控制图”的整体,激动人心的结果很快将得到讨论。

这里我们关注的是关于滴煮咖啡中天然甜味的惊人结果。具体来说,我们希望了解滴煮咖啡的化学成分和感官品质是如何随着冲泡的过程而变化的。虽然从手冲而得的第一杯冲泡咖啡明显比后续冲泡的咖啡颜色更深,但科学文献中没有人衡量过这种行为及其对感官质量的相应影响。我们开始详细研究这一现象。

设计实验

为了衡量咖啡随时间变化的化学和感官两方面,我们进行了科学家所说的“分馏”( 1)。[1]其基本思路是,在一台商用滴煮式咖啡机上进行冲泡,在为期 4 分钟的过程中,我们每 30 秒换出一瓶咖啡,得到 8 个不同的冲泡咖啡分馏产物,分馏产物 1 代表 0 到 30 秒,分馏产物 2 代表 31 到 60 秒,以此类推。为了更好地进行衡量,我们额外进行一次相同的冲泡过程,不进行分馏,以便我们也可以对“完整冲泡”(WB) 与单独的分馏产物在性质上进行比较。

Fig. 1: “分馏”,如图所示。在四分钟的冲泡过程中,为了更好地了解冲泡的化学成分和感官品质的逐渐变化,研究人员将每 30更换一次咖啡瓶。

为了严格回答“每份分馏产物味道如何?”,我们转向我们的专家描述小组。该小组的职能与咖啡行业内流行的“试饮”小组非常不同。首先,这些小组成员的招募和挑选须通过一系列“辨别力”三角测试进行,在这些测试中,他们必须正确识别三种咖啡样本中哪一种与另外两种不同。然后,我们花费数星期时间,通过利用 SCA/WCR 咖啡品尝师风味轮来培训该小组,使用适当的感官参照物来使他们的口味标准化。最后,小组成员在加州大学戴维斯分校 Robert Mondavi 研究所的感官描述隔离间品尝了这些分馏产物。这些隔离间的设计是为了隔离小组成员,以尽可能降低环境偏见,包括使用红色光来尽可能降低预期偏见(基于人认为咖啡应当具有的黑色外观)。

试饮和描述感官测试之间最重要的区别之一在于没有“质量”、“价值”或“喜好”评分 – 它只是对感官属性强度的一种客观衡量。从理论上讲,该小组应成为一个可复现的工具,以准确地衡量冲泡咖啡中可感知的要素。我们让专家小组在 9 个不同的样本类型(8 个分馏产物和 1 个完整冲泡样本)中评估了 23 种不同的味道和风味属性,如苦味酸味花香味浆果味等,所有试饮均为盲测,饮用顺序为随机,并有 3 次独立的“试验重复”。共有 12 名专家小组成员参与了此次品尝活动,共品尝了 9×3×12 = 324 份咖啡,以及 7,452 个个人感官数据点 – 数据量丰富。我们还衡量了每一份分馏产物的相应物理指标,包括反映冲泡咖啡实际“强度”的总溶解固体 (TDS)。

Fig. 2: 每份分馏产物的“强度”,由各份分馏产物中总溶解固体 (TDS) 的百分比决定。

得出感官趋势

对数据的分析揭示了一些明显的、系统的趋势( 3)首先关注苦味,我们看到,所感知到的苦味的强度(此处为整个小组的平均值)在第一份分馏产物中是最高的,然后在随后的分馏产物中系统地降低( 3 中的红点)。重要的是,这种感知到的苦味减少与每份分馏产物的 TDS 密切相关( 2)。早期的分馏产物中 TDS 较高,而后期的分馏产物其 TDS 较低,降低近十倍。因此,感知到的苦味的减少被解释为溶解分子浓度的降低。换句话说,后期的分馏产物之所以苦味较轻,是因为它们的浓度较低。其他几种感官属性,如酸味涩味烟熏味也同样随着冲泡浓度的降低而降低。

Fig. 3:专家描述小组对应每份分馏产物确定的属性强度。在这里,我们能看到明显且系统的趋势:“苦味”和“酸味”随时间而减少,而“茶香/花香味”和“甜味”则会增加。

然而令人惊讶的是,某些感官属性强度实际上会在后期的分馏产物中提升。最令人兴奋的是,甜味会在后期的分馏产物中系统地提升( 3 中的黑点)。其他一些感官属性也在后期分馏产物中得到提升,包括花香味蜂蜜味水果味 – 所有这些属性通常被认为是精品咖啡的理想属性。我们强调,小组成员按照随机的顺序饮用这些分馏产物,因此,甜味的系统性提升反映了一个真实的、统计上显著的趋势。

结果非常令人惊讶,因为这些后期分馏产物的 TDS 要低得多。换句话说,液体中的咖啡分子越少,味道越甜。这种行为在感觉科学的世界里是很不寻常的;例如,如果您往水里加入越来越多的糖,您会感到水越来越甜。浓度降低,但可感知的甜味提升,这种想法非常反直觉。

测试化学反应

考虑到在较低的冲泡强度下,后期分馏产物中的甜味却增加,一个关键的疑问是:为什么?有几种可能性。第一种也是最显而易见的解释是,较后期的分馏产物实际上具有较高的溶解天然糖的相对浓度。一颗 Arabica 生咖啡豆的质量中约有 10% 是蔗糖,即普通食糖的学名。生咖啡豆中的蔗糖一般无法在烘焙过程中存留下来:蔗糖经历了各种复杂的化学反应,所有这些反应结合在一起,赋予了咖啡其美妙的风味。特别有相关性的是,在烘焙过程中,较大的复杂碳水化合物会分解成科学家所说的单糖类,也即“单糖”。这些也可以具有明显的甜味。因此,对我们的感官数据的一种可能的解释是,在冲泡的过程中,像果糖或葡萄糖这样的单糖从固体咖啡渣中被提取出的速度更缓慢,使其在后期的分馏产物中浓度更高 – 因此感知到的甜味也更强烈。

Fig. 4: 将每份分馏产物中单糖类或“单糖”的集合存在于人类感知的阈值进行绘制。有趣的是,每份分馏产物中所有糖的总浓度都远低于人类感知的阈值,如顶部的红线所示。

为了验证这一假设,我们从人类品尝师转向分析化学技术。具体来说,我们使用液相色谱法和质谱分析法来识别和测量各份分馏产物中单糖的浓度。数据揭示了两个令人意外的趋势( 4)。首先,我们发现糖分的浓度在第一份分馏产物中最高,在之后的分馏产物中较低,这表明我们可以排除“缓慢溶解”这一假设。更重要的是,质谱测量结果无可置疑地证明,任何分馏产物中所有糖分的总浓度都远低于糖的感官感知阈值( 4 中的红线),意味着人类品尝师无法感知接受我们测试的咖啡中的糖。

这一切意味着什么?

以下陈述是正确的:感知到的甜味与冲泡咖啡中的糖分无关。一定是别的某些原因导致了后期分馏产物中感知到的甜味提升。

至少有两种可能性。第一种可能性是,人类的大脑将某些风味属性和甜味相联系,因此会被“欺骗”,认为这些属性的存在意味着一定具有甜味,这种现象已经在其他饮料或食品中得到证实。这种假设与我们所观察的,感知到的甜味与花香味、蜂蜜味和果香味同步提升相一致。另一种可能的机制涉及“遮蔽”在较早的分馏产物中出现的较高浓度的苦味及酸味化合物抑制或“遮蔽”了内在的甜味,这种甜味只有在较后期的分馏产物中才显现出来,因为其中的苦味和酸味化合物较少。

更简单地说,事实证明,咖啡中的天然甜味这一杀手锏可能潜藏在每一次冲泡的最后阶段。如果没有其他可能性,则这里描述的分馏方法为咖啡爱好者探求完美的咖啡提供了另一条探索之路。

CARLITO LEBRILLAJEAN-XAVIER GUINARDWILLIAM D. RISTENPART 是加州大学戴维斯分校咖啡中心的教授, ,而 MACKENZIE BATALI正在该校攻读食品科学与技术博士学位。

酝酿思想

目前冲泡咖啡的范式是“一种冲泡,一种风味”。相反,这里所示的结果提高了“一种冲泡,多种风味”的可能性。就像精酿威士忌的酿酒师会选择在最后的威士忌中加入哪种“成分”或馏出液的分馏产物一样,咖啡专业人士可以选择在同一次冲泡中加入哪种分馏产物,从而为顾客提供不同的饮品。例如,一种主要由极苦和极酸的早期分馏产物组成的咖啡可能会吸引那些喜欢添加大量奶油和糖的人,而一种主要由较甜的后期分馏产物组成的咖啡可能会强烈吸引那些喜欢有更微妙的类似茶香、花香、果香和甜味的咖啡的人。

 

[1]在研究项目的这部分中,我们使用了来自 Huila 地区的 Java City Colombian 咖啡(Agtron 评分:54)。所有样品均在 91.5°C (196.7°F) 的温度下冲泡,并在 55°C 至 60°C (131–140°F) 之间的温度下饮用。

Special Thanks to Our Issue 11 Advertisers

The print and digital release of 25, Issue 11 is supported by Bellwether Coffee, BWT Water+more, Cropster, Wilbur Curtis, DaVinci Gourmet, Faema, Lavazza, and Softengine Coffee One.

您是SCA会员吗?要求免费订阅英文版25杂志印刷版本:sca.coffee/signmeup

不是会员?现在就加入,支持我们非盈利性商业协会的使命,网址:sca.coffee/join.