Менее крепкий, более сладкий – 25 Magazine, Issue 11

Менее крепкий, более сладкий – 25 Magazine, Issue 11

Если вы попросите людей описать вкус черного кофе, от большинства вы почти наверняка услышите слово «горький».

Аспирант МАККЕНЗИ БАТАЛИ (MACKENZIE BATALI), профессор КАРЛИТО ЛЕБРИЛЛА (CARLITO LEBRILLA), профессор ЖАН-КСАВЬЕР ГЮНАР (JEAN-XAVIER GUINARD) и профессор УИЛЬЯМ Д. РИСТЕНПАРТ (WILLIAM D. RISTENPART) рассказывают об удивительных результатах экспериментов по «фракционированию», проведенных в Калифорнийском университете в Дэвисе в сотрудничестве с SCA и Breville Corporation для изучения естественной сладости черного капельного кофе.

Однако, если вы поговорите с любителями спешиэлти кофе, вы быстро поймете, что для них первостепенное значение имеют другие органолептические свойства этого напитка. Причем от кофейных экспертов вы скорее услышите слово «сладость», часто произносимое с благоговением.

Обычные потребители понимают под сладостью кофе вкус добавляемого в него сахара или искусственного подсластителя, но здесь речь идет не об этом. Наоборот, эксперты кофе давно знают, что черный кофе и без добавок может иметь выраженный сладковатый привкус. Натуральная сладость, которую многие считают «пределом мечтаний», когда речь идет о спешиэлти кофе — это огромное наслаждение для тех, кто способен ее ощутить. Однако естественная сладость может сводить с ума тех, кто непременно желает ее получить. Любой, кто профессионально закупает, обжаривает или заваривает кофе, знает, что добиться натуральной сладости черного кофе непросто: она мимолетна, зависит от конкретной партии бобов или от незначительных изменений процесса обжарки или заваривания. Эта проблема породила важный вопрос: как максимизировать натуральную сладость черного кофе?

Этот вопрос еще предстоит окончательно решить, но мы рады сообщить, что Центр кофе при Калифорнийском университете в Дэвисе (UC Davis Coffee Center) добился значительных успехов в поиске разгадки по крайней мере части этого секрета. Начиная с 2017 г. мы сотрудничаем с SCA в проведении обширного научного исследования капельного кофе при поддержке Breville Corporation. Цель этого многогранного исследования состоит в том, чтобы понять, как разные аспекты заваривания влияют на органолептические свойства капельного кофе. Предварительные результаты уже были опубликованы в ежеквартальном издании SCA «25», а также в Journal of Food Science. Дальнейшая работа позволила изучить всю классическую «контрольную карту заваривания кофе» и получить интереснейшие данные, которые мы обсудим в ближайшее время.

Эта статья посвящена удивительным результатам изучения естественной сладости капельного кофе. В частности, мы хотели понять, как меняется химический состав и органолептические свойства капельного кофе в процессе его заваривания. Несмотря на то что изначально заваренный кофе, который проходит фильтр, явно темнее, чем кофе, который заваривается позже, в научной литературе не было публикаций об изучении этого изменения и его влияния на органолептические свойства напитка. И мы решили детально изучить это явление.

Планирование эксперимента

Чтобы определить химические и органолептические свойства кофе в динамике по времени, мы провели эксперимент, именуемый в научной среде «фракционированием» (рис. 1).[1] Его суть заключается в следующем: в течение 4-минутного заваривания в промышленной капельной кофеварке мы меняли графин каждые 30 секунд и получали 8 разных порций («фракций») заваренного кофе: 1-я фракция была получена в промежутке от 0 до 30 секунд, 2-я фракция — от 31 до 60 секунд и т. д. Для верности мы выполнили дополнительное идентичное заваривание без фракционирования, чтобы сравнить свойства всего объема заваренного кофе (whole brew, WB) с каждой отдельной фракцией.

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.

Иллюстрация эксперимента по «фракционированию». В течение четырехминутного заваривания исследователи меняли графин каждые 30 секунд для изучения изменения химического состава и органолептических свойств кофе в процессе его приготовления.

Чтобы четко ответить на вопрос «Каков вкус каждой фракции?», мы обратились в нашу экспертную дегустационную группу. Она работает совсем не так, как совет по каппингу, часто встречающийся в кофейной индустрии. Члены дегустационной группы были отобраны и назначены после ряда тестов на основе «дифференциального» треугольного критерия, в ходе которых они должны были правильно определить, какой из трех образцов кофе отличался от двух других. Затем мы несколько недель занимались эталонированием экспертной группы, обучая ее членов с помощью Coffee Taster’s Flavor Wheel (колеса вкусов и запахов дегустатора кофе) SCA/WCR с соответствующими органолептическими характеристиками. Наконец, члены экспертной группы дегустировали фракции в специальных изолированных кабинах для описания органолептических свойств кофе в Институте им. Роберта Мондави (Robert Mondavi Institute) при Калифорнийском университете в Дэвисе. Такая изолированность должна избавить от предубежденности, возникающей из-за условий окружающей среды; в частности, в этих кабинах используется красное освещение — оно призвано не допустить выстраивания связи между темным цветом кофе и его вкусом.

Одно из наиболее важных различий между каппингом и описательным органолептическим тестированием заключается в отсутствии оценок в категориях «качество», «ценность» или «нравится / не нравится»; это просто метод объективного определения интенсивности органолептических свойств. Теоретически экспертная группа должна функционировать как воспроизводимый инструмент точного определения свойств заваренного кофе, которые можно ощутить физически. Наша экспертная группа оценивала 23 разных параметра вкуса и привкуса, включая горечь, кислоту, цветочный привкус, ягодный привкус и т. д., 9 видов образцов (8 фракций и 1 образца всего объема заваренного кофе). Все образцы дегустировались вслепую и подавались в произвольном порядке, с 3 отдельными экспериментальными повторами. В эксперименте приняли участие 12 дегустаторов, которые оценили в общей сложности 9 × 3 × 12 = 324 порции кофе по 7452 элементам данных об органолептических свойствах, а это очень большой объем данных. Мы также определили соответствующие физические свойства каждой фракции, включая общее количество растворенных твердых веществ (total dissolved solids, TDS), отражающее фактическую крепость готового кофе.

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

Крепость каждой фракции, определяемая по процентному показателю общего количества растворенных твердых веществ (TDS) в каждой фракции.

Результаты определения органолептических тенденций

Анализ полученных данных позволил выявить несколько выраженных систематических тенденций (рис. 3). Сначала обратим внимание на горечь. Мы видим, что интенсивность воспринимаемой горечи (здесь усредненная по данным, предоставленным всеми членами экспертной дегустационной группы) была самой высокой в первой фракции и в последующих фракциях систематически уменьшалась (красные точки на рис. 3). Важно отметить, что это уменьшение воспринимаемой горечи четко коррелирует с общим количеством растворенных твердых веществ в каждой фракции (TDS) (фиолетовые точки на рис. 2). Первые фракции имели высокий показатель TDS, который уменьшился почти в десять раз в последних фракциях. Таким образом, уменьшение воспринимаемой горечи обусловлено более низкой концентрацией растворенных молекул. Другими словами, последние фракции были менее горькими просто потому, что они были менее крепкими. Несколько других органолептических свойств, включая кислоту, терпкость и копченый привкус, также уменьшались по мере снижения крепости завариваемого напитка.

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.

Интенсивность свойства, определенная экспертной описательной дегустационной группой для каждой фракции. Здесь четко прослеживаются систематические тенденции: «горечь» и «кислота» со временем уменьшаются, а «чайный/цветочный привкус» и «сладость» увеличиваются.

Однако удивительно, что интенсивность некоторых органолептических свойств последних фракций фактически увеличилась. Наиболее примечательно то, что сладость систематически возрастала в последних фракциях (черные точки на рис. 3). Кроме того, увеличилась интенсивность нескольких других органолептических свойств последних фракций, включая цветочный привкус, медовый привкус и фруктовый привкус; все эти характеристики, как правило, считаются желательными для спешиэлти кофе. Следует подчеркнуть, что члены дегустационной группы получали эти фракции в случайном порядке, поэтому систематическое увеличение сладости отражает реальную и статистически значимую тенденцию.

Результат нас чрезвычайно удивил, поскольку последние фракции имели гораздо более низкий показатель TDS. Другими словами, чем меньше в жидкости молекул кофе, тем слаще она на вкус. Это крайне необычное явление в мире органолептики; например, добавление в воду большего количества сахара приводит к тому, что она становится более сладкой. Идея о том, что чем ниже концентрация, тем больше воспринимаемая сладость, совершенно нелогична.

Проверка химических свойств

Учитывая тот факт, что сладость увеличивалась в последних фракциях, обладавших меньшей крепостью, главный вопрос был: почему так происходит? Было выделено несколько гипотез. Первая и наиболее очевидная состоит в том, что последние фракции на самом деле имели более высокую относительную концентрацию растворенных природных сахаров. Около 10% массы зеленого кофейного зерна сорта арабика составляет сахароза; это научное название обычного столового сахара. Сахароза, которая содержится в зеленых бобах, обычно не выдерживает процесс обжарки: она претерпевает ряд сложных химических реакций, которые в совокупности и делают кофе таким чудесным на вкус. Особое значение в процессе обжарки имеет распад сложных углеводов на моносахариды, т. е. на отдельные формы сахара. Они также могут иметь выраженную сладость. Таким образом, одним из возможных объяснений наших данных об органолептических свойствах кофе является то, что такие моносахариды, как фруктоза и глюкоза, медленнее выводятся из твердой кофейной гущи во время заваривания, чем и обусловливается их более высокая концентрация в последних фракциях, а значит, их более выраженная воспринимаемая сладость.

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.

Схема общего содержания моносахаридов, т. е. отдельных форм сахара, в каждой фракции с учетом пороговых значений человеческого восприятия. Примечательно, что общая концентрация всех сахаров, присутствующих в каждой фракции, значительно ниже порога человеческого восприятия, обозначенного вверху красной линией.

Для проверки этой гипотезы мы переключились с людей-дегустаторов на методы аналитической химии. В частности, мы выполнили жидкостную хроматографию и масс-спектрометрию, чтобы выявить и определить концентрации моносахаридов в каждой фракции. Полученные данные позволили установить две удивительные тенденции (рис. 4). Во-первых, мы обнаружили, что концентрация сахаров была самой высокой в первой фракции и меньшей в последних фракциях, т. е. можно исключить гипотезу о «медленном растворении». А главное, результаты масс-спектрометрии четко показали, что общая концентрация всех сахаров в любой фракции была значительно ниже порога сенсорного восприятия сахаров (красная линия на рис. 4), т. е. люди-дегустаторы не могли ощутить наличие сахара в проверяемых нами образцах кофе.

Что все это значит?

Совершенно верно: воспринимаемая сладость не имеет никакого отношения к сахару, который содержится в готовом напитке. Должна быть еще какая-то причина увеличения сладости в последних фракциях.

Существует минимум две гипотезы. Во-первых, человеческий мозг связывает определенные вкусовые качества со сладостями, т. е. мы ошибочно думаем, что присутствие этих качеств означает наличие сладости. Данное искажение было отмечено в отношении других напитков и пищевых продуктов. Эта гипотеза согласуется с исследовательскими данными о том, что воспринимаемая сладость увеличивается вместе с воспринимаемым цветочным, медовым и фруктовым привкусом. Вторая гипотеза связана с возможным маскирующим эффектом. Более высокая концентрация горьких и кислых соединений в первых фракциях подавляет, или «маскирует», присущую им сладость, которая проявляется только в последних фракциях, где горьких и кислых соединений меньше.

Проще говоря, «предел мечтаний» в виде натуральной сладости кофе может ждать вас в последних порциях каждого объема завариваемого напитка. Как бы то ни было, описанный здесь подход к фракционированию открывает для любителей кофе еще одно направление в их поисках идеальной чашки.

КАРЛИТО ЛЕБРИЛЛА, ЖАН-КСАВЬЕР ГЮНАР и УИЛЬЯМ Д. РИСТЕНПАРТ являются профессорами Центра кофе при Калифорнийском университете в Дэвисе, где МАККЕНЗИ БАТАЛИ пишет докторскую диссертацию по теоретическим основам и технологии производства пищевых продуктов.

Напиток для размышлений

Нынешняя концепция приготовления кофе заключается в следующем: «одно заваривание, один вкусовой букет». Изложенные в этой статье результаты исследований показывают возможность другой концепции: «одно заваривание, разные вкусовые букеты». Подобно тому, как производитель традиционного виски решает, какие порции, или фракции, жидкого дистиллята он будет смешивать в конечном продукте, специалисты в области кофе научились определять фракции одного завариваемого объема кофе, которые следует смешивать для получения разных напитков с учетом предпочтений покупателей. Например, напиток, в основном состоящий из первых фракций с отчетливо горько-кислым вкусом, может понравиться тем, кто предпочитает добавлять в кофе много сливок и сахара, а напиток, в котором присутствуют главным образом последние фракции, может прийтись по вкусу тем, кто предпочитает кофе с более нежными чайными, цветочными, фруктовыми и сладкими ноткам.

 

[1] В этой части исследовательского проекта мы использовали сорт кофе Java City Colombian из региона Уила (балл по шкале Agtron: 54). Все образцы заваривались при температуре 91,5° C (196,7° F) и на момент подачи имели температуру 55—60° C (131—140° F).

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.

Вы являетесь членом SCA? Получите бесплатную подписку на печатную версию журнала 25 Magazine на английском языке на странице sca.coffee/signmeup.

Не состоите в SCA? Вступайте уже сейчас и поддержите миссию нашей некоммерческой отраслевой ассоциации на sca.coffee/join.