Caffeinated chem

你的咖啡怎么喝?奶油吗?糖吗?来点化学怎么样?

诺亚燕,Intersession背后的教练课程烤:咖啡的分子烹饪,希望他的学生认为他们的人准备早上啤酒一样比咖啡师的化学家燕背后深入探究了艺术与科学的完美的一杯咖啡。

本课程详细介绍了在一杯咖啡中产生香味的化学和生物反应,分析了烘焙过程、制备方法,以及甜味剂和奶精之间的区别,同时还研究了它们对健康的好处和影响。

“咖啡是生物和化学之间有趣的交集,”严说。“一方面,这是咖啡豆如何生长的问题,另一方面,这是如何酿造和烘焙的问题。当我们煮咖啡时,我们可以看到这些反应和过程是统一的。”

在每节课上,学生们会比较不同咖啡的味道,而严则通过可爱的卡通化学公式来解释它们的区别。

Noah Yan teaches

图片说明:诺亚严教授烘焙:咖啡的分子美食学课间课程

图片来源:威尔·柯克/约翰·霍普金斯大学

去年12月,严毕业于约翰霍普金斯大学克里格艺术与科学学院,获得了分子与细胞生物学学位。他说,开设这门课的想法从大一开始就在他的脑海中慢慢形成。

“我来自旧海湾地区,那里有一家叫做Philz的咖啡店,让我吃惊的是,比起其他地方,我更喜欢Philz的咖啡。我必须弄清楚他们在做什么不同的事情。”

事实证明,一切都始于豆子。

化学上,咖啡豆由绿原酸、碳水化合物、咖啡因、蛋白质、氨基酸、脂质和水组成。在种植、收集和烘焙咖啡豆时所做的决定会影响这些元素,并赋予咖啡豆最后的味道。

Noah Yan's coffee bean illustration

图片说明:诺亚·严的咖啡豆插画

咖啡树分为两种不同的品种
2arabicas和罗布斯塔。每一种植物都有其独特的优势和风味,这取决于它生长的地理位置和湿度。阿拉比卡(Arabica)植物生长在海拔较高、水分较低的地方,而罗布斯塔(robusta)则生长得不那么广泛,对害虫的抵抗力更强。虽然两者在咖啡文化中都有自己的地位,但在浓咖啡和速溶咖啡中仍很受欢迎。

咖啡树的果实被收集起来,然后剥成咖啡豆或种子。选择一种提取种子的方法是咖啡最终味道的早期影响。种植者可以用水来清洗果肉,让太阳把它烤掉,或者让微生物发酵直到果肉脱落。

每一种方法都以自己的方式影响着种子的构成,比如添加额外的微生物,增加水分含量,或者在烘焙之前加热豆子。

这时,仍然是绿色的豆子必须经过烘烤,才能将这种简单而又苦涩的味道变成一杯独特的咖啡。当咖啡豆被烘烤时,水分蒸发,打破了蔗糖海中的H2O链。60312大分子糖很难与其他分子结合成葡萄糖和果糖。

When heat is applied, H2O evaporates, breaking the sucrose bonds and creating simpler sugars

图片说明:当加热时,水蒸发,打破蔗糖键,生成简单的糖

图片来源:Noah Yan插画

其中一些较简单的糖会产生焦糖,提供坚果、水果和黄油的味道,而另一些糖则与蛋白质发生褐变美拉德反应,生成不同种类的糖,产生更复杂的甜味。

当水从咖啡豆中蒸发时,它会形成一个裂缝,水蒸气会从这里涌出。在200摄氏度的温度下,就可以做出香味浓郁、花香浓郁、果香浓郁的轻度烘焙了。

如果咖啡豆继续烘烤,赋予咖啡果味的绿原酸就会分解成新的苦味化合物,赋予深色烘焙咖啡特有的风味。在这些较高的温度下,糖也会以二氧化碳和水的形式被消耗掉,从而产生不那么甜的饮料。

当咖啡豆被烘烤到所需的程度后,它们的酿造方式将影响最终的味道。

首先,将烤好的豆子磨碎,这样就能影响到水与豆子的相互作用,以及从豆子中提取味道的方法,而水温也会影响到从豆子中渗出的化合物的数量。这最后的咖啡酿造过程需要仔细注意。如果水太热,它会分解在烘焙过程中形成的复杂化合物,产生不那么吸引人的味道。如果咖啡渣在水里泡得太久,就会萃取出更多的苦味化合物,让啤酒的味道变得扑鼻而来。

在漫长的过程的最后,化学反应完成了,味道交织成独特的东西,你终于有了一杯咖啡来享受。考虑到从植物到你的杯子的漫长而复杂的旅程,下次你拿起你的早餐乔,也许去给你最喜欢的化学家留点额外的小费。

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