Обжарка кофе преобразует химические и физические свойства зеленых кофейных зерен в жареные кофейные продукты. Процесс обжарки — это то, что создает характерный вкус кофе, заставляя зеленые кофейные зерна менять вкус. Необжаренные зерна содержат такие же, если не более высокие уровни кислот , белков , сахаров и кофеина , как и обжаренные, но не имеют вкуса жареных кофейных зерен из-за реакции Майяра и других химических реакций, которые происходят во время обжарки.
Кофе, как правило, обжаривают поблизости от места его потребления, поскольку зеленый кофе более стабилен, чем обжаренные зерна. [1] Подавляющее большинство кофе обжаривается в коммерческих масштабах, но мелкомасштабная коммерческая обжарка значительно выросла с тенденцией к «односоставному» кофе, подаваемому в специализированных магазинах. Некоторые любители кофе даже обжаривают кофе дома в качестве хобби, чтобы и поэкспериментировать с профилем вкуса зерен, и обеспечить максимально свежий обжаренный кофе.
Первыми зарегистрированными приспособлениями для обжарки кофейных зерен были тонкие кастрюли из металла или фарфора, использовавшиеся в 15 веке в Османской империи и Великой Персии . В 19 веке в США и Европе были выданы различные патенты на коммерческие обжарщики, что позволило производить большие партии кофе. В 1950-х годах, как раз когда растворимый кофе стал популярным кофейным напитком, начали открываться специализированные кофейни, чтобы угодить ценителям, предлагая более традиционно сваренный напиток. В 1970-х годах было основано больше специализированных кофеен, которые предлагали различные виды обжарки и зерна со всего мира. В 1980-х и 1990-х годах индустрия изысканного кофе пережила большой рост. Эта тенденция продолжилась и в 21 веке.
Первыми известными приспособлениями для обжарки кофейных зерен были тонкие, круглые, часто перфорированные кастрюли из металла или фарфора, использовавшиеся в 15 веке в Османской империи и Великой Персии . Этот тип неглубокой, вогнутой кастрюли был оснащен длинной ручкой, чтобы ее можно было держать над жаровней (контейнером с горячими углями), пока кофе не обжаривался. Зерна помешивали тонкой ложкой. Только небольшое количество зерен можно было нагреть за один раз. [2] Первая цилиндрическая жаровня с рукояткой, чтобы поддерживать зерна в движении, появилась в Каире около 1650 года. Она была сделана из металла, чаще всего из луженой меди или чугуна , и держалась над жаровней или открытым огнем. Французские, голландские и итальянские вариации этой конструкции быстро появились. Они оказались популярными в течение следующего столетия в Европе, Англии и американских колониях. [3]
В 19 веке в США и Европе были выданы различные патенты на коммерческие обжарщики, позволяющие производить большие партии кофе. Тем не менее, домашняя обжарка продолжала быть популярной. Человек, работавший на коммерческом заводе по обжарке, начиная с 1850-х годов в Сент-Луисе, штат Миссури , сказал, что «продажа жареного кофе была тяжелой работой, поскольку все жарили кофе в кухонной духовке». [4] Были разработаны приборы, обслуживающие домашних обжарщиков; в 1849 году в Цинциннати, штат Огайо , был изобретен сферический обжарщик для кофе , который использовался на верхней части кухонной печи на дровах, вмонтированный в отверстие горелки. Зеленые зерна можно было купить в местном универсальном магазине или даже заказать по почте. [5] Для обжарки многие люди использовали такие простые методы, как слой зерен на металлическом листе в духовке или зерна, помешиваемые в чугунной сковороде на огне. Несмотря на широкую популярность домашней обжарки, Бернс чувствовал, что она скоро исчезнет из-за больших успехов, достигнутых в коммерческой обжарке в 1860-х и 1870-х годах, включая преимущества экономии масштаба . Запатентованные Бернсом коммерческие изобретения обжарщиков произвели революцию в индустрии обжарки в США [6] , подобно тому, как инновации изобретателей в Эммерихе-на-Рейне значительно продвинули коммерческую обжарку кофе в Германии. [7] Кроме того, маркетинговый прорыв 1864 года братьев Арбакл из Филадельфии , представивших удобный бумажный пакет весом в один фунт (0,45 кг) с жареным кофе, принес успех и подражателей. [8] С этого времени коммерческая обжарка кофе росла в популярности, пока она постепенно не обогнала домашнюю обжарку в Америке в 1900-х годах. [5] В 1903 и 1906 годах в США и Германии были запатентованы первые электрические обжарщики; эти коммерческие устройства устранили проблему дыма или паров топлива, придающих кофе неприятный привкус. [9] Во Франции домашние обжарщики не уступали коммерческим обжарщикам до 1920-х годов, особенно в сельской местности. Кофе обжаривался до темного цвета небольшими партиями дома и в магазинах, используя различные приборы, включая те, которые имели вращающийся цилиндр из стекла, листового железа или проволочной сетки, и те, которые приводились в действие вручную, часовым механизмом или электродвигателем. Из-за дыма и разлетающейся мякины жители сельской местности обычно обжаривали кофе на открытом воздухе. [10]
В 1950-х годах, как раз когда растворимый кофе стал популярным кофейным напитком, начали открываться специализированные кофейни, чтобы угодить ценителям, предлагая более традиционно сваренный напиток. В 1970-х годах было основано больше специализированных кофейнь, которые предлагали различные виды обжарки и зерна со всего мира. В 1980-х и 1990-х годах индустрия изысканного кофе пережила большой рост. [11] В 1970-х и 1980-х годах домашний ростер Siemens Sirocco производился в Западной Германии и продавался по всему миру. Это был небольшой ростер с псевдоожиженным слоем, созданный для домашних энтузиастов. Продукт был назван в честь коммерческого процесса обжарки горячим воздухом, который сам был назван в честь горячих ветров Сахары под названием сирокко . [12] В 1976 году инженер-химик Майкл Сивец запатентовал конкурирующую конструкцию с горячим воздухом для производства в США; она стала популярной как экономичная альтернатива. Сивец призвал домашних обжарщиков сосредоточиться на качестве зерен. [13] С 1986 по 1999 год наблюдался всплеск числа патентов, поданных на домашние устройства для обжарки. [14] В 1990-х годах стало доступно больше электрического оборудования для домашней обжарки, включая барабанные обжарщики и вариации обжарщиков с псевдоожиженным слоем. К 2001 году любители изысканного кофе использовали Интернет для покупки зеленых зерен, выращенных на плантациях, для доставки по почте. [15]
Процесс обжарки кофе следует за обработкой кофе и предшествует завариванию кофе . Он состоит в основном из сортировки, обжарки, охлаждения и упаковки, но может также включать измельчение. Мешки с зелеными кофейными зернами вручную или с помощью машины вскрываются, сбрасываются в бункер и просеиваются для удаления мусора. Затем зеленые зерна взвешиваются и вручную, ленточным конвейером или пневматическим транспортером переносятся в бункеры для хранения. Из бункеров для хранения зеленые зерна транспортируются в обжарщик.
Первоначально процесс является эндотермическим (поглощение тепла), но при температуре около 175 °C (347 °F) он становится экзотермическим (выделение тепла). [16] Для обжарщика это означает, что зерна нагреваются сами по себе, и может потребоваться регулировка источника тепла обжарщика. В конце цикла обжарки обжаренные зерна выгружаются из обжарочной камеры и обычно охлаждаются воздухом или водой.
В процессе обжарки кофейные зерна теряют от 15 до 18% своей массы, в основном из-за потери воды, но также и из-за летучих соединений. Хотя зерна теряют вес, размер зерен удваивается в процессе обжарки из-за физического расширения, вызванного увеличением внутреннего давления от испаряющейся воды. [17] Зеленый кофе может содержать разумное количество простых сахаров. Сахара довольно реакционноспособны при температурах обжарки, и после того, как вода испарится из зерен, сахара могут начать реагировать на тепло по-разному. Некоторые проходят через реакции карамелизации, создавая карамельные нотки, которые присутствуют в определенных сортах кофе. [18]
Существует несколько традиционных вариаций обжарки кофе в разных частях света. Например, во Вьетнаме кофе часто покрывают маслом (традиционно топленым маслом) и небольшим количеством сахара перед обжаркой, чтобы получить «масляную обжарку». Процесс обжарки приводит к образованию дополнительного карамелизированного покрытия на зернах. [19]
Наиболее распространенные обжарочные машины бывают двух основных типов: барабанные и с горячим воздухом, хотя есть и другие, включая обжарные машины с насадкой, тангенциальные и центробежные. Обжарные машины могут работать как в пакетном, так и в непрерывном режиме. Также доступны домашние обжарные машины. [20]
Барабанные машины состоят из горизонтальных вращающихся барабанов, которые переворачивают зеленые кофейные зерна в нагретой среде. Источником тепла может быть природный газ, сжиженный нефтяной газ (СНГ), электричество или даже дрова. Наиболее распространены барабаны с косвенным нагревом, где источник тепла находится под барабаном. Обжарочные машины с прямым нагревом — это обжарочные машины, в которых пламя контактирует с зернами внутри барабана; очень немногие из этих машин все еще находятся в эксплуатации. [21]
Обжарочные машины с псевдоожиженным слоем или горячим воздухом проталкивают нагретый воздух через экран или перфорированную пластину под кофейными зернами с достаточной силой, чтобы поднять зерна. Тепло передается зернам, когда они падают и циркулируют в этом псевдоожиженном слое . [22]
Некоторые обжарщики кофе используют названия для различных степеней обжарки, такие как «городская обжарка» и «французская обжарка», для внутренних температур зерен, обнаруженных во время обжарки. Рецепты, известные как «профили обжарки», указывают, как достичь вкусовых характеристик. Любое количество факторов может помочь человеку определить лучший профиль для использования, например, происхождение кофе, сорт, метод обработки, содержание влаги, плотность зерен или желаемые вкусовые характеристики. Профиль обжарки может быть представлен в виде графика, показывающего время на одной оси и температуру на другой, которые можно записывать вручную или с помощью компьютерного программного обеспечения и регистраторов данных, связанных с температурными датчиками внутри различных частей обжарщика. [23]
Одним из методов определения степени обжарки является оценка цвета зерна. По мере того, как кофе поглощает тепло, цвет меняется на желтый, а затем на все более темные оттенки коричневого. На более поздних стадиях обжарки на поверхности зерна появляются масла. Обжарка будет продолжать темнеть, пока ее не уберут от источника тепла. [21] Кофе также темнеет с возрастом, что делает цвет сам по себе плохим определяющим фактором обжарки. [24] [25] Обычно обжарщики используют комбинацию температуры, запаха, цвета и звука для контроля процесса обжарки. Известный итальянский обжарщик Джанни Фрази объясняет, почему ремесленная обжарка имеет основополагающее значение для получения высококачественного кофе («погружение в прямой огонь — это очищение, оно делает мертвое зерно живым», «достоинство зерна может быть гарантировано только открытым пламенем» [26] ). Также, по словам Фрази, боб можно определить как идеально поджаренный, когда он приобретает особый цветовой нюанс «туники монаха», который может быть получен только в определенный момент процесса и который мастер должен уметь уловить на глаз. Эта особая окраска является доказательством того, что все потенциальные ароматы зеленого боба были высвобождены. Система ремесла была кодифицирована итальянским автором Лукой Фаринотти [27] в его отмеченной наградами книге 2019 года [28] Мир и ресторан .
Есть два события, называемые «трещинами», к которым прислушиваются обжарщики. При температуре около 196 °C (385 °F) кофе издаст трескучий звук. Этот момент называется «первым треском», отмечая начало очень легкой обжарки. При первом треске большое количество влаги из кофе испаряется, и зерна начинают увеличиваться в размере. Когда кофе достигает приблизительно 224 °C (435 °F), он издает «второй треск». Этот звук представляет собой структуру кофе, которая становится хрупкой и растрескивается, поскольку зерна продолжают разбухать и увеличиваться от внутреннего давления. [29] Если обжарка продолжается дальше, она начинает приобретать характеристики процесса обжарки и теряет характеристики происхождения кофе. [30]
Липиды, присутствующие внутри кофейного зерна, разжижаются под воздействием тепла и давления, создаваемых в зерне. Эти липиды часто можно увидеть на поверхности зерен. Маслянистый налет чаще встречается у более темных зерен обжарки. [29]
На этих изображениях показаны образцы, взятые из одной и той же партии типичного бразильского зеленого кофе при различных температурах зерен, с их субъективными названиями и описаниями обжарки. [31]
При более слабой обжарке кофе будет демонстрировать больше своего «исходного характера» — ароматов, созданных его сортом, обработкой, высотой, содержанием почвы и погодными условиями в месте, где он был выращен. [35] По мере того, как зерна темнеют до темно-коричневого цвета, исходные ароматы зерна затмеваются ароматами, созданными самим процессом обжарки. При более сильной обжарке «жареный аромат» настолько доминирует, что может быть трудно определить происхождение зерен, используемых для обжарки. Зеленый кофе содержит много различных типов кислот, некоторые из которых приятны на вкус, а некоторые — нет. Особое значение для обжарщика имеют хлорогеновые кислоты (ХГК). Одной из основных целей обжарки является расщепление этих неприятных кислот. [18]
Ниже описаны уровни обжарки и соответствующие им вкусы. Это качественные описания , и поэтому субъективные .
Уровень кофеина не сильно зависит от степени обжарки. [37] [38] Кофеин остается стабильным до 200 °C (392 °F) и полностью разлагается около 285 °C (545 °F). [39] Учитывая, что температура обжарки не превышает 200 °C (392 °F) в течение длительного времени и редко, если вообще достигает 285 °C (545 °F), содержание кофеина в кофе вряд ли сильно изменится в результате обжарки. [40] [41] Несмотря на это и распространенное заблуждение , что более темная обжарка всегда будет содержать больше кофеина, чем более светлая, при обжарке зерна теряют воду и расширяются. В результате, при помоле и измерении по объему, более плотная более светлая обжарка будет содержать больше кофеина, чем более темная обжарка. [42] [43]
Домашняя обжарка — это процесс обжарки небольших партий зеленых кофейных зерен для личного потребления. Даже после начала 20-го века любители домашнего кофе чаще обжаривали кофе у себя дома, чем покупали уже готовый кофе. Позже домашняя обжарка пошла на спад с появлением коммерческих компаний по обжарке кофе. В последние годы домашняя обжарка кофе возродилась. [44] В некоторых случаях это экономическое преимущество, но в первую очередь это способ добиться более тонкого контроля качества и характеристик готового продукта.
Продление срока годности жареного кофе зависит от поддержания оптимальной среды для защиты его от воздействия тепла, кислорода и света. Оптимальный типичный срок годности жареного кофе составляет две недели, а молотого — около 15 минут. Без какого-либо метода консервации кофе становится несвежим. Первым крупномасштабным методом консервации была вакуумная упаковка в банки. Однако, поскольку кофе выделяет CO2 после обжарки, кофе , который должен быть упакован в вакуум, необходимо дать дегазироваться в течение нескольких дней, прежде чем его запечатают. Чтобы обеспечить более быструю упаковку, можно использовать герметичные канистры или фольгированные пакеты с клапанами сброса давления. Охлаждение и замораживание замедляют процесс черствения. Жареные цельные зерна могут считаться свежими до одного месяца, если хранить их в прохладном месте. [ необходима цитата ] После того, как кофе смолот, его лучше всего использовать немедленно.
Твердые частицы (ТЧ), летучие органические соединения (ЛОС), органические кислоты и продукты сгорания являются основными выбросами при переработке кофе. [45] Несколько операций являются источниками выбросов ТЧ, включая оборудование для очистки и удаления камней, обжарочный аппарат, охладитель и оборудование для сушки растворимого кофе. Обжарочный аппарат является основным источником газообразных загрязняющих веществ , включая спирты , альдегиды , органические кислоты , а также соединения азота и серы . Поскольку обжарочные аппараты обычно нагреваются за счет сжигания природного газа , выбросы оксида углерода (CO) и диоксида углерода (CO2 ) возникают в результате сжигания топлива. Операции по декофеинизации и экстракции и сушки растворимого кофе также могут быть источниками небольших количеств ЛОС. Выбросы от операций по измельчению и упаковке обычно не выбрасываются в атмосферу.
Выбросы твердых частиц от операций обжарки и охлаждения обычно направляются в циклоны перед выбросом в атмосферу. Газообразные выбросы от операций обжарки обычно направляются в термический окислитель или термический каталитический окислитель после удаления PM циклоном. Некоторые предприятия используют горелки, которые нагревают обжарную печь, в качестве термических окислителей. Однако отдельные термические окислители более эффективны, поскольку желаемая рабочая температура обычно составляет 650–816 °C (1202–1501 °F), что на 93–260 °C (199–500 °F) больше максимальной температуры большинства обжарных печей. Некоторые предприятия используют термические каталитические окислители, которым требуются более низкие рабочие температуры для достижения эффективности управления, эквивалентной стандартным термическим окислителям. Катализаторы также используются для повышения эффективности управления систем, в которых выхлоп обжарной печи направляется в горелки, которые нагревают обжарную печь. Выбросы из распылительных сушилок обычно контролируются циклоном, за которым следует мокрый скруббер .
{{cite book}}
: CS1 maint: others (link){{cite book}}
: CS1 maint: others (link){{cite book}}
: CS1 maint: location missing publisher (link){{cite book}}
: CS1 maint: location missing publisher (link) CS1 maint: others (link){{cite news}}
: CS1 maint: url-status (link){{cite book}}
: |website=
проигнорировано ( помощь )