咖啡的化学

由咖啡的制程(混合,去咖啡因,烘培,研磨,冲泡,乾燥)来探讨这些化学方法(混合,萃取,热解,切割,萃取,脱水)的原理.并推广至生活中其他类似制程(泡茶,泡牛奶,泡药酒)等.使真正的玩家可以玩得更可得心应手;非但知其然,更知其所以然.

化学概念:溶剂,溶质,溶液,溶解,萃取,相变化,升华。由生咖啡豆到一杯热咖啡的制造过程,化学家可以说是完全参与了。

1. 去咖啡因 - 一般咖啡豆约含2%咖啡因,一种略带苦味的白色粉末,兴奋剂,生物碱.它可以提神但会刺激中枢神经,造成心跳加速等效应.因此有些人只能喝去咖啡因咖啡.去咖啡因是利用溶剂把咖啡豆内的咖啡因萃取出来,可用下列溶剂:(1)二氯甲烷(CH2Cl2)或四氯乙烯(C2Cl4).(2)乙酸乙酯(CH3CO2C2H5).(3)二氧化碳超临界流体.

2. 烘培 - 将咖啡生豆加热使内部热分解而生成独特的色泽,风味与芳香.更明确的说是使豆子水份蒸发,体积膨胀,碳水化合物焦化,油脂穿透豆壁使芳香释放出来.热解会分解豆子的天然成份,形成至少800种新的挥发性芳香化合物.在不同的种植,储存及烘焙条件下产生的咖啡豆各具特性芳香味.特别是焦糖化,它使碳水化合物烘焙后产生甜味,焦糖化的糖更丰富浓郁,但过度焦糖化使咖啡有烧焦味.

3. 研磨 - 将烘焙后的咖啡豆研磨成粉.目的是增加咖啡的表面积,以增加冲泡的效率.

4. 冲泡 - 就是以水为溶剂来萃取咖啡内水溶性成份或藉著蒸气压力或水压力把油脂挤压出来的过程.在此原理之下有将近十种冲泡工具,包括冲咖啡器,真空壶,渗滤壶,电动滴滤式咖啡机,摩卡壶等,将逐一示范并讨论.

5. 乾燥 - 亦即去除溶剂,如果是制造即溶咖啡,这时候要进行乾燥.除水方法有煮乾,晒乾,加脱水剂(如CaCl2,MgSO4,CaSO4,Na2SO4,K2CO3)等.最先进的方法是用冷冻乾燥法,它是在低温时利用冰的升华的乾燥法.

6. 糖或奶精 - 有人喝要加糖或奶油.加糖也有学问,蔗糖有热量,怕胖的人要加少含热量的合成甜味剂.奶油也有热量,怕胖的人加脱脂奶油或植物奶精.有些咖啡要加牛奶泡沫,牛奶泡沫其实是牛奶表面之乳脂和一定比例之空气混合而成.

 

专有名词介绍:

• 1. 溶液(solution): 两种或以上化合物所形成的均匀混合物,含量最多者称为溶剂(solvent),其余的通称溶质(solute).
• 2. 溶解(dissolve): 溶质与溶剂形成溶液的过程.
• 3. 萃取(extraction): 利用溶剂把某物质溶解而从另一物质中抽取出来.化学分离方法之一.
• 4. 热解(pyrolysis): 加热使化学物质分解成较小物质.
• 5. 冷冻乾燥(freeze drying): 利用升华来去除溶剂的方法,必须在低温低压下才行.
• 6. 超临界流体(supercritical fluid): 物质的压力及温度超过临介点后气体与液体的界线消失的状态.
• 7. 泡沫(foam): 气体与液体形成之均匀混合物.即溶咖啡(instant coffee):加水即可饮用的咖啡萃取物.