咖啡香氣萃取的動(dòng)力學(xué)

一杯好的咖啡，需要在香氣、味道和口感之間取得微妙的平衡，這與產(chǎn)業(yè)鏈條中的每一個(gè)步驟都息息相關(guān)，萃取也是其中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。要對萃取進(jìn)行微調(diào)，掌握萃取相關(guān)的物理化學(xué)知識是非常重要的。基于這點(diǎn)考慮，F(xiàn)rédéric Mestdagh等人研究了咖啡香氣萃取的物理化學(xué)特性，分析了20種關(guān)鍵香氣物質(zhì)的萃取動(dòng)力學(xué)。一些關(guān)鍵的咖啡香氣物質(zhì)[1]滑動(dòng)查看更多圖片研究結(jié)果表明：萃取速度可能與香氣物質(zhì)的極性相關(guān)，而香氣物質(zhì)的揮發(fā)性對萃取速度的影響不大。(注：化合物的極性決定于分子中所含的官能團(tuán)及分子結(jié)構(gòu))萃取動(dòng)力學(xué)采用SPME-GC-MS（固相微萃取/氣質(zhì)聯(lián)用）的方法對不同萃取量咖啡的主要香氣物質(zhì)進(jìn)行定量分析。一些氣味劑，如2,3-丁二酮（2,3-butanedione），很快達(dá)到最大提取量；而β-大馬士革酮（β-damascenone），即使在萃取量達(dá)到150 mL后仍能繼續(xù)提取。3種咖啡香氣物質(zhì)的萃取動(dòng)力學(xué)，初始斜率（a/b）代表了萃取動(dòng)力學(xué)的發(fā)展[1]，橫坐標(biāo)-萃取體積，縱坐標(biāo)-標(biāo)準(zhǔn)化杯中香氣物質(zhì)的量這表明，各種咖啡香氣物質(zhì)萃取的動(dòng)力學(xué)差異很大。揮發(fā)性的影響下圖中最左邊的點(diǎn)是揮發(fā)性最低的香氣物質(zhì)，如β-大馬士革酮（β-damascenone），而右側(cè)的香氣物質(zhì)揮發(fā)性最高，如甲硫醇（methanethiol）。圖中的數(shù)據(jù)點(diǎn)比較分散，舉例來說，甲硫醇（methanethiol）和2-乙酰吡嗪（2-acetylpyrazine）具有類似的萃取動(dòng)力學(xué)特性（相近的a/b值），然而它們具有完全不同的揮發(fā)性。萃取動(dòng)力學(xué)與咖啡香氣物質(zhì)揮發(fā)性的關(guān)系[1]橫坐標(biāo)-揮發(fā)性（Log[蒸氣壓]），縱坐標(biāo)-初始斜率（a/b）這說明，咖啡香氣物質(zhì)的揮發(fā)性不能用來解釋不同的萃取動(dòng)力學(xué)特性。極性的影響下圖中，左側(cè)的數(shù)據(jù)點(diǎn)代表極性氣味物質(zhì)，如2,3-丁二酮（2,3-butanedione），而右側(cè)的數(shù)據(jù)點(diǎn)代表極性較低的物質(zhì)，如β-大馬士革酮（β-damascenone）。萃取動(dòng)力學(xué)與咖啡香氣物質(zhì)極性的關(guān)系橫坐標(biāo)-極性（log 辛醇/水分配系數(shù)），縱坐標(biāo)-初始斜率（a/b）很明顯，極性較高的成分提取的速度要快得多，如2,3-丁二酮（2,3-butanedione）的a/b值較高；而極性較低的香氣物質(zhì)提取要慢得多，如β-大馬士革酮（β-damascenone）。可見，萃取動(dòng)力學(xué)很可能與香氣物質(zhì)的極性密切相關(guān)。香氣的平衡如下圖所示，隨著萃取體積的增加，高極性香氣物質(zhì)的占比減少，而低極性香氣物質(zhì)的占比增加。由此造成的杯中香氣平衡的改變，也會(huì)影響到消費(fèi)者對整體香氣的感知。高極性物質(zhì)隨萃取體積的增加而減少[1]總結(jié)一下，咖啡的香氣平衡與香氣物質(zhì)的萃取動(dòng)力學(xué)相關(guān)，而萃取動(dòng)力學(xué)（萃取速度）無關(guān)香氣物質(zhì)的揮發(fā)性，而與萃取物質(zhì)的極性關(guān)系更大；與低極性物質(zhì)相比，高極性物質(zhì)釋放得更快，導(dǎo)致咖啡萃取過程中香氣平衡的變化；要掌握香氣平衡，萃取量是一個(gè)可調(diào)節(jié)的參量。本篇參考文獻(xiàn)：[1] Mestdagh, Frédéric, Davidek T , Chaumonteuil M , et al. The kinetics of coffee aroma extraction[J]. Food Research International, 2014, 63:271-274.- 歡迎關(guān)注作者公眾號 -▼版權(quán)信息：以上文章內(nèi)容轉(zhuǎn)載自【coffee瘋?cè)嗽骸?，轉(zhuǎn)載請聯(lián)系原作者。作者：瘋?cè)嗽褐兄星謾?quán)請聯(lián)系：weixin@coffeesalon.com投稿合作：tips@coffeesalon.com