Meno forte, più dolce – 25 Magazine, Issue 11

Meno forte, più dolce – 25 Magazine, Issue 11

SSe chiediamo alle persone di descrivere che sapore ha il caffè nero, nella maggior parte dei casi sentiremo pronunciare all’unisono la parola “amaro”.

Lo specializzando MACKENZIE BATALI, il Professor CARLITO LEBRILLA, il Professor JEAN-XAVIER GUINARD e il Professor WILLIAM D. RISTENPART ci mostrano i sorprendenti risultati ottenuti durante gli esperimenti di “frazionamento” presso la UC Davis, in cui hanno approfondito, in collaborazione con SCA and Breville Corporation, il tema della dolcezza naturale del caffè filtro nero.

 Se invece facessimo la stessa domanda agli appassionati del caffè d’eccellenza, ci renderemmo ben presto conto che c’è un’attenzione formidabile per le sue caratteristiche sensoriali. Non a caso, una delle parole che probabilmente sentirete dagli esperti di caffè, che spesso viene sussurrata con tono reverenziale, è proprio dolcezza.

I consumatori tradizionali associano la dolcezza del caffè con l’atto di girare il cucchiaino di zucchero o dolcificante artificiale, ma qui stiamo parlando di tutt’altro. È da molto tempo che gli esperti di caffè si sono resi conti che in realtà se al caffè nero non vengono aggiunti additivi, esso può avere una dolcezza percepibile. La dolcezza naturale, che in tanti considerano come il sacro Graal del caffè d’eccellenza, rappresenta un piacere sublime per tutti coloro che amano assaporarne il gusto nella tazzina. Nel contempo, però, per chi desidera far emergere la dolcezza naturale, il compito può essere arduo. Chiunque si occupi di ricercare, tostare o filtrare il caffè a livello professionale, sa perfettamente che ottenere un caffè nero naturalmente dolce non è affatto semplice; la dolcezza è effimera, varia a seconda della partita di caffè o in seguito a minimi cambiamenti nella tostatura o nella preparazione. Queste difficoltà sollevano una questione importante: come si può fare per massimizzare la dolcezza naturale del caffè nero?

La scienza è ben lungi dal fornire risposte certe, ma la buona notizia è che l’UC Davis Coffee Center ha fatto passi da gigante, per risolvere almeno una parte di questo rompicapo. Dal 2017 collaboriamo con SCA nell’esecuzione di uno studio scientifico esaustivo sul caffè filtro, con il supporto della Breville Corporation. La finalità di quest’impegnativa e articolata ricerca è comprendere come i parametri di preparazione diversi influiscano sugli attributi sensoriali del caffè filtro. I risultati preliminari sono già stati resi noti nella pubblicazione trimestrale di SCA, 25, oltre che nel Journal of Food Science. Ricerche successive hanno esaminato approfonditamente la classica “tabella di controllo della fermentazione del caffè”, i cui straordinari risultati saranno discussi a breve.

Per ora ci concentreremo sui sorprendenti risultati ottenuti sulla dolcezza naturale del caffè filtro. In particolare, volevamo comprendere in che modo la composizione chimica e le qualità sensoriali del caffè filtro si modificano durante la lavorazione. Quando le prime gocce di caffè filtro fuoriescono dal filtro, saranno ovviamente più scure rispetto al caffè che uscirà successivamente: finora, nel mondo della letteratura scientifica, nessuno si era occupato di misurare questo comportamento e il relativo impatto sulla qualità sensoriale. Abbiamo quindi voluto studiare questo fenomeno nei dettagli.

Progettazione dell’esperimento

Per misurare gli aspetti chimici e sensoriali nel tempo, abbiamo eseguito ciò che gli scienziati chiamano “frazionamento” (Fig. 1).[1] L’idea di fondo è che durante 4 minuti di filtrazione servendoci di una macchina commerciale per il caffè filtro, abbiamo sostituito la caraffa ogni 30 secondi, ottenendo 8 diverse frazioni di caffè filtro, in cui la frazione 1 è ottenuta tra 0 e 30 secondi, la frazione 2 tra i 31 e i 60 secondi e così via. Per una maggiore correttezza della misurazione abbiamo eseguito una preparazione identica, ma senza frazionamento, per poter confrontare le proprietà ottenute con la “preparazione completa” rispetto alle frazioni individuali.

Fig. 1: “Fractionation,” illustrated. Over the course of a four-minute brew, researchers would change the carafe every 30 seconds in order to better understand how the chemical composition and sensory qualities of the brew change as it progresses.

1: “Frazionamento” illustrato. Durante la preparazione, durata quattro minuti, i ricercatori hanno cambiato la caraffa ogni 30 secondi per meglio comprendere in che modo la composizione e le qualità sensoriali della filtrazione si modificano con il tempo.

Per fornire una risposta rigorosa alle domanda “Che sapore ha ciascuna frazione?” abbiamo deciso di rivolgerci al nostro gruppo di esperti in descrizioni. Il gruppo funziona in modo abbastanza diverso rispetto al gruppo che si occupa del “cupping” e che prevale nell’industria del caffè. Gli assaggiatori sono stati dapprima assunti e selezionati tramite una serie di test “discriminatori” a triangolo, in cui dovevano identificare correttamente quale dei tre campioni di caffè si differenziava dagli altri due. Successivamente abbiamo trascorso un paio di settimane cercando di equilibrare il gruppo, offrendo attività di formazione sulla ruota del gusto del caffè di SCA/WCR, facendo riferimento ad adeguati riferimenti sensoriali. Per finire, i degustatori hanno assaggiato le frazioni all’interno di cabine isolate dedicate alla descrizione sensoriale presso l’istituto UC Davis Robert Mondavi Institute. Queste cabine sono state progettate per isolare gli assaggiatori riducendo le influenze legate al contesto, anche per mezzo di luci rosse per ridurre l’influenza sul giudizio legata al colore scuro del caffè.

Una delle differenze più importanti tra cupping e test sensoriale descrittivo riguarda il fatto che non esiste un punteggio per “qualità”, “valore” o “preferenza”: si tratta semplicemente di una misurazione oggettiva dell’intensità degli attributi sensoriali. In teoria il gruppo dovrebbe servire come uno strumento riproducibile in merito a che cosa si percepisce nell’assaggiare il caffè filtro. Il nostro gruppo di esperti ha valutato 23 diversi gusti e attributi di sapore, ad esempio amaro, aspro, floreale, con aroma di bacche, ecc., su 9 campioni diversi (8 frazioni più 1 campione filtrato integrale), che sono stati serviti mentre gli assaggiatori erano bendati e disposti in ordine casuale, con altre 3 “repliche di prova” a parte. L’assaggio ha coinvolto un totale di 12 esperti di caffè, con 9×3×12 = 324 caffè serviti e 7.452 elementi di dati sensoriali individuali: un vero patrimonio di dati. Abbiamo anche misurato le caratteristiche fisiche di ciascuna frazione, compresi i solidi completamente disciolti che riflettono la “forza” reale della filtratura.

Fig. 2: The “strength” of each fraction, as determined by the percentage of total dissolved solids (TDS) in each fraction.

2: La “forza” di ciascuna frazione è determinata dalla percentuale di solidi disciolti in ciascuna frazione.

Risultati dei trend sensoriali

L’analisi dei dati ha rivelato alcuni trend sistematici e ben definiti (Fig. 3). Se ci focalizziamo sulla caratteristica amaro, vedremo come l’intensità dell’amarezza percepita (qui ponderata sui dati dell’intero gruppo) era maggiore nella prima frazione ed è scesa sistematicamente nelle ultime frazioni (punti rossi in Fig. 3). È importante sottolineare che la diminuzione dell’amarezza percepita è strettamente legata ai solidi disciolti totali di ciascuna frazione (punti viola nella Fig. 2). Le frazioni iniziali registrano solidi disciolti totali elevati, mentre le ultime frazioni registrano solidi disciolti totali inferiori che diminuiscono di quasi dieci volte. Perciò, la diminuzione dell’amarezza percepita va interpretata in termini di abbassamento della concentrazione di molecole disciolte. In altre parole, le frazioni finali hanno un gusto meno amaro proprio perché sono meno forti. Altri attributi sensoriali, quali aspro, astringente e affumicato, sono anch’essi diminuiti con la diminuzione della forza del caffè filtro.

FIg. 3: Attribute intensity as identified by the expert descriptive panel across each fraction. Here, we see pronounced and systematic trends: “bitter” and “sour” decrease over time, while “tea/floral” and “sweet” increase.

3: L’intensità degli attributi di ciascuna frazione, come è stata identificata dal gruppo di esperti. Qui vediamo delle tendenze sistematiche ben delineate: “amaro” e “aspro” diminuiscono con il tempo, mentre “aroma di tè/floreale” e “dolcezza” aumentano.

Tuttavia, sorprendentemente, l’intensità di alcuni attributi sensoriali aumenta nelle ultime frazioni. E ci meravigliamo ancora di più nel constatare che la dolcezza aumenta sistematicamente nelle ultime frazioni (punti neri nella Fig. 3). Diversi altri attributi sensoriali sono aumentati nelle ultime frazioni, inclusi floreale, miele e fruttato – tutti attributi alquanto appetibili per il caffè d’eccellenza. Ci teniamo a sottolineare che queste frazioni sono state servite agli assaggiatori in ordine casuale, in modo che l’aumento sistematico della dolcezza riflettesse una tendenza reale e statisticamente significativa.

I risultati sono estremamente sorprendenti, dal momento che le frazioni finali registrano solidi disciolti totali inferiori. In altre parole, quanto minore è il numero di molecole nel liquido, tanto maggiore è la dolcezza. Questo comportamento è estremamente insolito nel mondo della scienza sensoriale; se si aggiunge una quantità sempre maggiore di zucchero all’acqua, ad esempio, si noterà una dolcezza sempre maggiore. Il fatto che sia possibile ottenere una maggiore dolcezza percepita a concentrazioni basse è alquanto evidente.

Test sulla componente chimica

Una volta assodato che la dolcezza aumenta nelle frazioni successive della filtrazione lenta, la domanda chiave rimane: per quale motivo? Esistono diverse possibilità. La prima, e anche la più ovvia tra le spiegazioni, è che la frazione successiva possiede una concentrazione relativa superiore di zuccheri naturali disciolti. All’incirca il 10% della massa di chicchi verdi di caffè arabica è costituito da saccarosio, che è il nome scientifico del comune zucchero da tavola. Il saccarosio presente nei chicchi verdi normalmente non sopravvive al processo di tostatura in quanto è sottoposto a numerose reazioni chimiche complesse, che combinandosi danno al caffè il suo straordinario sapore. In particolare, durante la tostatura, i carboidrati complessi più numerosi si rompono in quelli che gli scienziati chiamano monosaccaridi, cioè “zuccheri singoli”. Anch’essi sono dotati di una dolcezza percepibile. Perciò, una delle possibili spiegazioni dei dati sensoriali ottenuti è che i monosaccaridi come il fruttosio o il glucosio vengono estratti più lentamente dal caffè torrefatto macinato durante la preparazione, lasciando concentrazioni più elevate nelle frazioni successive e, di conseguenza, la dolcezza è superiore.

Fig. 4: Mapping the collective presence of monosaccharides, or “single sugars,” in each fraction against thresholds of human perception. Interestingly, the total concentration of all the sugars present in each fraction is well below the threshold of human perception, illustrated by the red line at the top.

4: Mappatura della presenza collettiva dei monosaccaridi, o “zuccheri singoli”, in ciascuna frazione rispetto alla soglia determinata dalla percezione umana. È interessante notare come la concentrazione totale degli zuccheri presenti in ciascuna frazione sia ben al di sotto della soglia registrata dalla percezione umana, come mostra la linea rossa nella parte superiore.

Per testare quest’ipotesi, siamo passati dagli assaggiatori umani alle tecniche dell’analisi chimica. In modo specifico, abbiamo utilizzato la cromatografia e la spettrometria di massa per identificare e misurare le concentrazioni di monosaccaridi presenti in ciascuna frazione. I dati mettono in luce due tendenze sorprendenti (Fig. 4). Innanzitutto, abbiamo riscontrato che la concentrazione di zuccheri era più elevata nella prima frazione e più bassa nelle frazioni successive e ciò ci indica che possiamo escludere l’ipotesi della “dissoluzione lenta”. È fondamentale ribadire che le misurazioni della spettrometria di massa hanno stabilito chiaramente che la concentrazione degli zuccheri presenti, in tutte le frazioni, è ben al di sotto della soglia di percezione sensoriale degli zuccheri (linea rossa nella Fig. 4), a indicare che gli assaggiatori umani non sono in grado di percepire lo zucchero nel caffè testato.

Che cosa significa tutto ciò?

Proprio così: la dolcezza percepita non ha nulla a che vedere con gli zuccheri presenti nella filtrazione. Qualcos’altro deve avere causato l’aumento della dolcezza riscontrato nelle frazioni successive.

Esistono almeno un paio di possibilità. Una è legata al fatto che il cervello umano associa certi attributi di sapore con cose che sono dolci, in questo modo la mente viene tratta in inganno in quanto crede che la presenza di questi attributi stia a significare che deve esserci una componente dolce; si tratta di un fenomeno che è stato riscontrato anche in altri alimenti e bevande. L’ipotesi concorda con l’osservazione che la dolcezza percepita aumenta se abbinata a sapori floreali, fruttati o dall’aroma del miele. Un altro meccanismo è quello del “masking”. L’elevata concentrazioni di composti amari e aspri presenti nelle frazioni iniziali inibisce o ne “copre” la dolcezza iniziale, che è svelata soltanto nelle frazioni successive in cui è presente una componente inferiore di amaro e aspro.

In poche parole, è stato riscontrato che il sacro Graal rappresentato dalla dolcezza naturale del caffè potrebbe nascondersi nella parte finale della preparazione. Perlomeno, questo approccio al frazionamento oggetto di questa descrizione, fornisce agli appassionati di caffè un fertile terreno da esplorare nella loro ricerca della migliore tazza di caffè.

CARLITO LEBRILLA, JEAN-XAVIER GUINARD e WILLIAM D. RISTENPART sono docenti presso il Coffee Center presso la University of California Davis, mentre MACKENZIE BATALI sta studiando per un Dottorato in Scienze e tecnologie dell’alimentazione.

La filtrazione su cui riflettere

Il paradigma attuale nella preparazione del caffè è “una preparazione, un profilo di aroma”. Al contrario, i risultati indicano la possibilità di “una preparazione, tanti profili di aromi”. Così come avviene per i distillatori di whiskey artigianale che “tagliano” le frazioni del liquido distillato da abbinare al whiskey finale, i professionisti del caffè potrebbero selezionare varie frazioni da abbinare alla stessa macinatura dalla stessa preparazione per ottenere delle bevande distinte da servire ai clienti. Ad esempio, la preparazione composta da frazioni prevalentemente amare e aspre è una delizia per il palato di coloro che amano aggiungere al loro caffè panna o zucchero, mentre una miscela composta dalla frazioni successive più dolci piacerà a chi preferisce un caffè dalle note aromatiche più simili al tè, floreali, fruttate e dolci.

 

[1] Per questa parte del progetto di ricerca abbiamo usato un caffè colombiano Java city proveniente dalla regione di Huila (Punteggio Agtron: 54). Tutti i campioni sono stati ottenuti a 91,5 °C (196,7 °F) e serviti a una temperatura compresa tra i 55 °C e i 60 °C (131–140 °F).

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