咖啡香气萃取的动力学

一杯好的咖啡，需要在香气、味道和口感之间取得微妙的平衡，这与产业链条中的每一个步骤都息息相关，萃取也是其中很重要的一个环节。要对萃取进行微调，掌握萃取相关的物理化学知识是非常重要的。基于这点考虑，Frédéric Mestdagh等人研究了咖啡香气萃取的物理化学特性，分析了20种关键香气物质的萃取动力学。一些关键的咖啡香气物质[1]滑动查看更多图片研究结果表明：萃取速度可能与香气物质的极性相关，而香气物质的挥发性对萃取速度的影响不大。(注：化合物的极性决定于分子中所含的官能团及分子结构)萃取动力学采用SPME-GC-MS（固相微萃取/气质联用）的方法对不同萃取量咖啡的主要香气物质进行定量分析。一些气味剂，如2,3-丁二酮（2,3-butanedione），很快达到最大提取量；而β-大马士革酮（β-damascenone），即使在萃取量达到150 mL后仍能继续提取。3种咖啡香气物质的萃取动力学，初始斜率（a/b）代表了萃取动力学的发展[1]，横坐标-萃取体积，纵坐标-标准化杯中香气物质的量这表明，各种咖啡香气物质萃取的动力学差异很大。挥发性的影响下图中最左边的点是挥发性最低的香气物质，如β-大马士革酮（β-damascenone），而右侧的香气物质挥发性最高，如甲硫醇（methanethiol）。图中的数据点比较分散，举例来说，甲硫醇（methanethiol）和2-乙酰吡嗪（2-acetylpyrazine）具有类似的萃取动力学特性（相近的a/b值），然而它们具有完全不同的挥发性。萃取动力学与咖啡香气物质挥发性的关系[1]横坐标-挥发性（Log[蒸气压]），纵坐标-初始斜率（a/b）这说明，咖啡香气物质的挥发性不能用来解释不同的萃取动力学特性。极性的影响下图中，左侧的数据点代表极性气味物质，如2,3-丁二酮（2,3-butanedione），而右侧的数据点代表极性较低的物质，如β-大马士革酮（β-damascenone）。萃取动力学与咖啡香气物质极性的关系横坐标-极性（log 辛醇/水分配系数），纵坐标-初始斜率（a/b）很明显，极性较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值较高；而极性较低的香气物质提取要慢得多，如β-大马士革酮（β-damascenone）。可见，萃取动力学很可能与香气物质的极性密切相关。香气的平衡如下图所示，随着萃取体积的增加，高极性香气物质的占比减少，而低极性香气物质的占比增加。由此造成的杯中香气平衡的改变，也会影响到消费者对整体香气的感知。高极性物质随萃取体积的增加而减少[1]总结一下，咖啡的香气平衡与香气物质的萃取动力学相关，而萃取动力学（萃取速度）无关香气物质的挥发性，而与萃取物质的极性关系更大；与低极性物质相比，高极性物质释放得更快，导致咖啡萃取过程中香气平衡的变化；要掌握香气平衡，萃取量是一个可调节的参量。本篇参考文献：[1] Mestdagh, Frédéric, Davidek T , Chaumonteuil M , et al. The kinetics of coffee aroma extraction[J]. Food Research International, 2014, 63:271-274.- 欢迎关注作者公众号 -▼版权信息：以上文章内容转载自【coffee疯人院】，转载请联系原作者。作者：疯人院中中侵权请联系：weixin@coffeesalon.com投稿合作：tips@coffeesalon.com