چه اتفاقی هنگام برشته کردن قهوه می‌افتد؟ تغییرات شیمیایی
تا به حال فکر کرده‌اید هنگام برشته‌کاری قهوه، چه فرآیندهایی درون دانه‌ها رخ می‌دهد؟ چه تغییراتی باعث می‌شود دانه‌های سبز، به دانه‌هایی خوش‌طعم و معطر تبدیل شوند؟
در این مقاله نگاهی به برخی از تغییرات شیمیایی در طول فرآیند برشته کاری می اندازیم—از جمله چگونگی شکل‌گیری طعم و عطر قهوه.
واکنش‌های شیمیایی اصلی
قرار دادن دانه‌های قهوه در معرض حرارت در دستگاه برشته‌کاری، صدها واکنش شیمیایی مختلف را به‌راه می‌اندازد. در این فرآیند، برخی ترکیبات از بین می‌روند، برخی دیگر دچار تغییر می‌شوند و ترکیبات جدیدی به‌وجود می‌آیند.
شاید نام فرآیند شیمیایی‌ای به نام پیرولیز را شنیده باشید. این پدیده زمانی رخ می‌دهد که یک ماده‌ی آلی در دمایی بالاتر از نقطه‌ی تجزیه‌اش گرم شود، در نتیجه ترکیبات فرار آزاد می‌کند و ماده‌ای جامد با درصد بالای کربن (مانند زغال) باقی می‌گذارد. در برشته‌کردن قهوه، ما از داغ کردن بیش از حد دانه‌ها (تا حد زغالی شدن) پرهیز می‌کنیم، اما همچنان تغییرات شیمیایی مرتبط با پیرولیز—مانند کاراملی شدن قندها و تولید ترکیبات معطر فرار—رخ می‌دهند.
در ادامه، به واکنش‌های شیمیایی مهمی می‌پردازیم که طعم نهایی فنجان قهوه‌ی شما را شکل می‌دهند.
واکنش میلارد
این واکنش شیمیایی در حدود دمای ۱۵۰ درجه‌ی سانتی‌گراد (۳۰۰ درجه‌ی فارنهایت) آغاز می‌شود—در مرحله‌ای که دانه‌ها هنوز در حال جذب گرما هستند—و در ادامه‌ی فرآیند برشته‌کاری، یعنی در بخش گرمازا، ادامه پیدا می‌کند. در این واکنش، گرما باعث می‌شود کربوهیدرات‌ها با اسیدهای آمینه موجود در دانه‌ها وارد تعامل شوند. نتیجه‌ی این واکنش، تغییر در رنگ، طعم و حتی ارزش تغذیه‌ای دانه‌هاست.
تغییر رنگ دانه‌ها ناشی از تولید ترکیباتی به نام ملانوئیدین‌هاست—مولکول‌های بزرگی که علاوه بر قهوه‌ای‌کردن دانه‌ها، به غلظت و حس دهانی قهوه نیز کمک می‌کنند.
کوچک‌ترین تغییرات در دما یا مدت زمانی که دانه‌ها در معرض واکنش میلارد قرار دارند، می‌تواند تأثیر چشمگیری بر ویژگی‌های نهایی قهوه بگذارد.
مثلاً گزارش‌هایی نشان می‌دهند که قهوه‌ای که مدت بیشتری در این واکنش باقی مانده، غلظت بیشتری (ویسکوزیته بالاتری) دارد. در مقابل، زمانی که واکنش میلارد مدت کوتاه‌تری ادامه داشته باشد، قهوه می‌تواند طعمی شیرین‌تر و اسیدی‌تر داشته باشد. دلیل این موضوع آن است که اسیدهایی که طعم‌های میوه‌ای و شیرین تولید می‌کنند، در صورت ماندن بیش‌از‌حد در واکنش میلارد، تجزیه می‌شوند و از بین می‌روند.
زمانی که برشته‌کاران در حال آزمایش با پروفایل‌های مختلف برشته‌کاری هستند، معمولاً مدت و شدت واکنش میلارد را تغییر می‌دهند و تأثیرات آن را بر ویژگی‌های طعمی قهوه ثبت و بررسی می‌کنند.
تخریب استرکر (Strecker Degradation)
این فرآیند به واکنش میلارد وابسته است. در طی آن، اسیدهای آمینه با ترکیباتی از گروه کربونیل واکنش می‌دهند و ترکیباتی مانند آلدهیدها و کتون‌ها تولید می‌کنند.
به‌عنوان برشته‌کار، لازم نیست دقیقاً بدانیم این ترکیبات چه هستند؛ نکته‌ی مهم این است که درک کنیم این واکنش نقش کلیدی در شکل‌گیری ترکیباتی دارد که عطر و طعم قهوه را ایجاد می‌کنند.
کاراملیزه کردن قندها
در دمای حدود ۱۷۰ درجه سانتی‌گراد (۳۳۸ درجه فارنهایت)، گرما باعث تجزیه‌ی کربوهیدرات‌های پیچیده به مولکول‌های قند کوچکتر می‌شود که قابل حل شدن در آب هستند. این فرآیند باعث افزایش میزان شیرینی‌ای می‌شود که در قهوه دم‌کرده نهایی احساس می‌کنید.
واکنش کاراملیزاسیون تا پایان فرایند برشته‌کاری ادامه دارد و در ایجاد طعم‌های شیرین و معطری مانند کارامل و بادام در عطر قهوه نقش مهمی دارد.
ترکیبات فرار و غیرفرار
در قهوه‌ی برشته‌شده معمولاً از ترکیبات فرار و غیرفرار صحبت می‌شود. به طور کلی، ترکیبات فرار مسئول ایجاد عطر قهوه هستند و برخی ترکیبات غیرفرار بر طعم آن تأثیر می‌گذارند. اما این ترکیبات دقیقاً چه هستند؟
ترکیبات فرار موادی آلی هستند که در دمای اتاق فشار بخار بالایی دارند و به راحتی به صورت گاز درمی‌آیند. بسیاری از این ترکیبات در مرحله توسعه‌ی برشته‌کاری، مخصوصاً در واکنش تخریب استرکر (Strecker Degradation)، شکل می‌گیرند. وقتی این ترکیبات فرار به هوا منتشر می‌شوند، ما عطر مخصوص قهوه را حس می‌کنیم. برخی از مهم‌ترین این ترکیبات عبارتند از:
آلدهیدها: که بوی میوه‌ای و تازگی به قهوه می‌دهند.
فوران‌ها: که رایحه‌ی شیرین و کاراملی ایجاد می‌کنند.
پیرازین‌ها: که بوی خاکی و زمینی دارند.
ترکیبات گوگردی، مانند ۲-فورفوریل تیول: برخی از این ترکیبات عطری خوشایند مانند “قهوه بو داده” دارند، اما بعضی مثل متان تیول بوی نامطبوعی مانند کلم گندیده ایجاد می‌کنند.
گایاکول: که طعمی دودی و تند به قهوه می‌بخشد.
همچنین دی‌اکسیدکربن هم یک ترکیب فرار است که در ایجاد عطر نقشی ندارد، اما بر غلظت و حس کلی قهوه تأثیرگذار است.
ترکیبات غیرفرار
ترکیبات غیرفرار موادی هستند که در دمای اتاق پایدارند و تبخیر نمی‌شوند. برخی از این ترکیبات در طول فرآیند برشته‌کاری تغییر می‌کنند، اما بسیاری دیگر پایدار باقی می‌مانند و نقش مهمی در طعم و ویژگی‌های قهوه ایفا می‌کنند.
برای مثال، کافئین یکی از ترکیبات غیرفرار است که مسئول بخشی از طعم تلخ قهوه است. کافئین به‌طور طبیعی در قهوه وجود دارد و در طول برشته‌کاری تغییر چندانی نمی‌کند.
سایر ترکیبات غیرفرار شامل ساکارز (که شیرینی قهوه را شکل می‌دهد)، لیپیدها (که باعث ایجاد غلظت و حس دهانی می‌شوند) و ملانوئیدین‌ها (مولکول‌هایی که رنگ قهوه و غلظت آن را ایجاد می‌کنند) هستند.
نقش اسیدها
اسیدها نقش مهمی در طعم قهوه دارند و نسبت به گرما حساس هستند. در طول فرآیند برشته‌کاری، برخی از اسیدها تجزیه می‌شوند و برخی دیگر شکل می‌گیرند.
به عنوان مثال، اسیدهای سیتریک و تارتاریک که طعم‌های میوه‌ای و شیرینی به قهوه می‌دهند، در برشته‌کاری تجزیه می‌شوند. بنابراین، برشته‌کاری طولانی یا با دمای بسیار بالا می‌تواند باعث کاهش قابل توجه شیرینی و طعم میوه‌ای قهوه شود.
قهوه همچنین مقدار زیادی اسید کلروژنیک دارد که در برشته‌کاری به اسید کافئیک و اسید کوینیک تجزیه می‌شود. این دو اسید، به همراه اسید کلروژنیک، باعث ایجاد تلخی و حس گسی در قهوه می‌شوند.
برشته‌کاری قهوه مجموعه‌ای از واکنش‌های شیمیایی است که به شکل‌گیری طعم، عطر و غلظت نهایی فنجان قهوه کمک می‌کند. بسیاری از این واکنش‌ها نسبت به تغییرات دما و مدت زمان قرار گرفتن در معرض گرما بسیار حساس هستند. بنابراین، حتی تغییرات کوچک در روش برشته‌کاری می‌تواند تأثیر قابل توجهی روی ویژگی‌های نهایی قهوه داشته باشد.
درک فرآیندهای شیمیایی که در طول برشته‌کاری رخ می‌دهد و دلایل این تغییرات، به شما کمک می‌کند تصمیمات آگاهانه‌تری بگیرید. با شناخت بهتر نحوه تشکیل و تغییر ترکیبات شیمیایی در این فرآیند، می‌توانید بفهمید چه چیزی درباره قهوه‌تان درست یا نادرست است و از این دانش برای بهبود دسته‌های بعدی بهره ببرید.
برگردان از Perfect Daily Grind