در حین فرآیند برشته‌کاری، قهوه دستخوش تغییراتی می‌شود و از دانه‌ای سبز به دانه‌ای معطر و خوش طعم که ما آن را دوست داریم تبدیل می‌شود. در این قسمت اول از مجموعه‌ای دو قسمتی، به بررسی تغییرات فیزیکی‌ای که در داخل دستگاه برشته‌سازی (روستر) رخ می‌دهد، خواهیم پرداخت.
اهمیت ساختار فیزیکی قهوه
آناتومی دانه قهوه برای تولید محصول نهایی برشته‌شده‌ای که طعم و عطر دلپذیری دارد، بسیار مهم است. بدون ساختار فیزیکی خاص دانه، واکنش‌های شیمیایی ضروری برای خلق طعم و عطر مورد نظر نمی‌توانند به درستی انجام شوند.
بریتا فولمر در کتاب The Craft and Science of Coffee بیان می‌کند که “پودر قهوه سبز آسیاب‌شده که تحت تاریخچه‌های دمایی مشابه دانه‌های برشته‌شده قرار می‌گیرد، نمی‌تواند ترکیبات طعمی مورد نظر را تولید کند. دانه دست‌نخورده به عنوان یک ‘مینی راکتور’ عمل می‌کند که محیط واکنش را به گونه‌ای کنترل می‌کند که پیش‌سازهای مناسب بتوانند با ترتیب مناسب با یکدیگر واکنش نشان دهند.”
قهوه چه تغییرات فیزیکی شگرفی را می‌تواند تجربه کند؟
لوبیاهای سبز ساختاری متراکم و فشرده دارند. اما زمانی که آنها را به دستگاه روستر معرفی می‌کنید، قهوه تغییرات فیزیکی عمیقی را هم در داخل و هم در خارج تجربه می‌کند. در اینجا به برخی از این تغییرات فیزیکی نگاه می‌اندازیم.
رنگ
شاید واضح‌ترین تغییر فیزیکی قهوه که قابل مشاهده است، تغییر رنگ آن باشد. قبل از برشته‌کردن، دانه‌های قهوه سبز رنگ هستند. اما در طول فرآیند برشته‌سازی، به دلیل تولید ملانوئیدین، رنگ دانه‌ها به قهوه‌ای تغییر می‌کند. ملانوئیدین‌ها پلیمرهایی هستند که از ترکیب قندها و اسیدهای آمینه تحت تأثیر گرما تشکیل می‌شوند. همچنین در طول برشته‌کردن، کاه یا پوست نقره‌ای که به دانه چسبیده است، جدا می‌شود. این لایه بیرونی شبیه کاغذ به عنوان پوست دانه قهوه شناخته می‌شود.
برشته‌کنندگان و مصرف‌کنندگان معمولاً از سطح رنگ به عنوان پارامترهایی برای ارزیابی کیفیت و مشخصات قهوه استفاده می‌کنند.
رطوبت و کاهش وزن
در لوبیای سبز فرآوری و خشک‌شده، آب حدود ۱۰ تا ۱۲ درصد از ترکیب آن را تشکیل می‌دهد. اما هنگام برشته‌کردن، این مقدار به حدود ۲.۵ درصد کاهش می‌یابد. علاوه بر رطوبتی که به‌طور طبیعی در دانه وجود دارد، برخی واکنش‌های شیمیایی در طول فرآیند برشته‌سازی نیز باعث تولید آب می‌شوند. البته این رطوبت اضافی هم در حین برشته‌کردن تبخیر می‌شود و ساختار فیزیکی قهوه را تغییر می‌دهد.
کاهش رطوبت و تبدیل بخشی از مواد خشک به گاز، دلیل اصلی کاهش وزن کلی دانه پس از برشته شدن است. به طور میانگین، دانه قهوه بین ۱۲ تا ۲۰ درصد از وزن خود را از دست می‌دهد. بسیاری از برشته‌کنندگان، درصد کاهش وزن را به‌عنوان یکی از شاخص‌های کنترل کیفیت در فرآیند برشته‌سازی ثبت و بررسی می‌کنند.
پروفایل‌های مختلف برشته‌کاری می‌توانند بر میزان و سرعت کاهش رطوبت تأثیر بگذارند. تغییر در فعالیت آبی دانه در مراحل مختلف برشته‌کاری، می‌تواند منجر به تفاوت در واکنش‌های شیمیایی شود و در نتیجه، بر ویژگی‌های نهایی قهوه تأثیر بگذارد.
حجم و تخلخل
دانه‌های قهوه یکی از مقاوم‌ترین دیواره‌های سلولی در میان گیاهان را دارند. این دیواره‌ها با حلقه‌های بیرونی خاصی تقویت شده‌اند که به آنها سختی و استحکام می‌بخشد.
در فرآیند برشته‌کاری، افزایش دما و تبدیل آب به بخار باعث ایجاد فشار زیادی درون دانه‌ها می‌شود. این فشار باعث می‌شود ساختار دیواره‌های سلولی از حالت سخت به حالتی انعطاف‌پذیرتر (مانند لاستیک) تغییر کند. این تغییر فیزیکی عمدتاً به‌دلیل حضور پلی‌ساکاریدها (مولکول‌های قندی پیچیده) در ساختار دانه است.
در نتیجه، مواد داخلی به سمت دیواره‌های سلولی رانده می‌شوند و یک فضای خالی حاوی گاز در مرکز دانه باقی می‌ماند. این فرآیند باعث می‌شود دانه‌ها با وجود کاهش جرم، حجم بیشتری پیدا کنند. بیشتر این گاز تجمع‌یافته، دی‌اکسید کربن است که پس از برشته‌کاری به‌تدریج آزاد می‌شود.
همچنین برشته‌کاری تخلخل دانه را افزایش می‌دهد و در نتیجه چگالی آن را کاهش می‌دهد. این افزایش تخلخل، دانه را بسیار محلول‌تر می‌کند، که برای تهیه یک نوشیدنی خوش‌طعم و با کیفیت، امری ضروری است.
روغن ها
دانه‌های قهوه حاوی لیپیدها یا همان روغن‌ها هستند. در فرآیند برشته‌کاری، فشار بالای داخلی باعث می‌شود این روغن‌ها از مرکز سلول به سمت سطح دانه حرکت کنند.
لیپیدها نقش مهمی در حفظ ترکیبات فرار داخل سلول دارند. ترکیبات فرار، موادی شیمیایی هستند که در دمای اتاق فشار بخار بالایی دارند و بسیاری از آنها برای شکل‌گیری طعم و عطر قهوه ضروری‌اند. در نبود روغن‌ها، این ترکیبات ممکن است تبخیر شوند و از بین بروند. به همین دلیل، تغییرات فیزیکی مرتبط با روغن‌ها می‌توانند به‌طور مستقیم بر طعم نهایی قهوه تأثیر بگذارند.
هرچه زمان برشته‌کاری طولانی‌تر باشد، تغییرات ساختاری در دانه قهوه آشکارتر می‌شود. با گذشت زمان، چگالی دانه به‌طور پیوسته کاهش می‌یابد، گازهای بیشتری تولید می‌شوند و در برشته‌کاری‌های بسیار تیره، ممکن است روغن‌ها به سطح دانه مهاجرت کنند.
این تغییرات فیزیکی تا حدی دلیل تفاوت طعمی بین قهوه‌هایی با درجات مختلف برشته‌کاری را توضیح می‌دهند. با این حال، واکنش‌های شیمیایی قابل‌توجهی نیز در طول برشته‌کاری رخ می‌دهند که تأثیر زیادی بر ویژگی‌های نهایی قهوه دارند.
تغییرات فیزیکی قهوه در هر مرحله برشته‌کاری
پروفایل‌های مختلف برشته‌کاری بر طعم، عطر و ویژگی‌های نهایی قهوه تأثیر می‌گذارند. این تأثیرات به دلیل فرصت‌های متفاوتی است که برای انجام واکنش‌های شیمیایی در هر مرحله از فرآیند برشته‌کاری ایجاد می‌شود.
با این حال، هر پروفایل برشته‌کاری که انتخاب کنید، سه مرحله اصلی وجود دارد: خشک کردن، قهوه‌ای شدن (واکنش میلارد) و توسعه. این اصطلاحات در واقع توصیف‌کننده مراحل مختلف تغییرات شیمیایی و فیزیکی هستند که در فرآیند برشته‌کاری رخ می‌دهند.
خشک کردن
مرحله خشک کردن بلافاصله پس از نقطه عطف آغاز می‌شود. نقطه عطف زمانی است که شما لوبیاهای سرد را به دستگاه برشته‌سازی می‌دهید و حرارت داخل دستگاه ابتدا کاهش می‌یابد، سپس شروع به افزایش می‌کند. زمانی که دما شروع به بالا رفتن می‌کند، به آن نقطه عطف گفته می‌شود. در این مرحله، رطوبت موجود در دانه‌ها شروع به بخار شدن می‌کند و فشار داخلی دانه‌ها افزایش می‌یابد.
واکنش میلارد
وقتی دانه‌های قهوه شروع به قهوه‌ای شدن می‌کنند، واکنش میلاارد آغاز شده است. این فرآیند معمولاً در دمای حدود ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد (۳۰۲ درجه فارنهایت) رخ می‌دهد. در طول واکنش میلارد، گازهایی مانند دی‌اکسید کربن، بخار آب و برخی ترکیبات فرار آزاد می‌شوند. فشار داخلی دانه‌ها به حدی افزایش می‌یابد که دیواره‌های سلولی دانه شکسته می‌شود و این باعث ایجاد صدای “پاپ” می‌شود که به آن کرک اول گفته می‌شود.
در این مرحله، ملانوئیدها شروع به شکل‌گیری می‌کنند. این ترکیبات نه‌تنها باعث تغییر رنگ دانه‌ها به قهوه‌ای می‌شوند، بلکه بر طعم نهایی قهوه نیز تأثیر می‌گذارند.
توسعه
پس از کرک اول، فرآیند برشته‌کاری از یک واکنش گرماگیر (که در آن دانه‌ها حرارت را از درام جذب می‌کنند) به یک واکنش گرمازا (که در آن دانه‌ها حرارت آزاد می‌کنند) تغییر می‌کند. در این مرحله، تغییرات فیزیکی در دانه‌ها ادامه می‌یابد: تخلخل دانه افزایش می‌یابد، روغن‌ها به سمت دیواره‌های سلول حرکت می‌کنند و رنگ دانه‌ها تیره‌تر می‌شود.
اگرچه فرآیند برشته‌کاری قهوه ممکن است ساده به نظر برسد، اما در واقع یک فرآیند پیچیده است که شامل تغییرات فیزیکی و شیمیایی متعددی می‌شود. همه این تغییرات به دلیل ساختار منحصر به فرد دانه‌های قهوه ممکن شده است.
بنابراین، دفعه بعد که دستگاه برشته‌سازی را خالی می‌کنید یا یک کیسه قهوه می‌خرید، لحظه‌ای توقف کنید و به فرآیندهای جذابی که هر دانه برای رسیدن به این مرحله طی کرده است، فکر کنید.
برگردان از Perfect Daily Grind