烘焙如何影響滴水提取:詳細分析

七月7,2017博客, 咖啡, Specialty Coffee

Black Espresso Cup

Roasting Jen Apodaca 的皇家咖啡總監。所有圖片均由 Royal Coffee, Inc. 提供。

在許多情況下,烘焙師會根據最終的預期用途來選擇加熱應用。基於對最終風味特徵的已知影響,濃縮咖啡烘焙將與滴灌烘焙有顯著差異。

不久前在 皇家辦公室、Jen、Evan 和我正在推測在烘焙過程中可能做出的哪些選擇會影響咖啡的溶解度。我們定期沖泡並測量我們的皇冠珠寶選擇的提取百分比,並偶爾推測為什麼一種特定的烘焙似乎與同一種咖啡的第二次烘焙不同。烘焙風格是否可以根據時間、溫度、提取百分比和 TDS 進行量化?

我的一個工作理論與美拉德的發展有關——我的假設通常將在一爆之前在烘焙的這個階段花費的更多時間與更高的溶解度相關聯。我想看看我的同事是否有類似的假設,所以我問 Jen 和 Evan 他們的想法。 Evan 和 Jen 都專注於較深的烘焙,這表明,在某種程度上,它們也可能更易溶解。 Jen 敢打賭,在第 2 次破解之後,“由於咖啡的物理變化,萃取率會下降。”埃文還推測,在一定程度上,較長的糖褐變可能會導致一裂後的溶解度更高。

如果我沒有提到所有這些數字真的不能解決關於咖啡的最終問題:“它的味道如何?”提取百分比永遠不會完全說明風味特徵,但它至少可以告訴我們一些關於咖啡沖泡方式的信息,以及可能需要哪些步驟才能充分發揮其潛力。

變量

我迅速調查了我們的記錄,並能夠分離出大量數據 — 3,750 個數據點與 59 種獨特咖啡的 111 次烘焙的 135 次釀造相關。

對於幾乎每一種咖啡,都進行了兩次烘焙。這使我能夠快速比較和對比提取數據,然後查看烘焙風格是否存在重大差異。

對於單一給定的衝煮咖啡,可能有多達 9 個烘焙變量、3 個生咖啡變量和 10 個提取變量。不幸的是,這提供了一個廣闊的競爭環境。

假設

在所有進行的烘焙中,只有三個進入第二次裂紋。對於所有咖啡,總烘焙時間在 7:30 到 11:59 之間變化,地面 ColorTrack 讀數下降在 54.45 到 62.68 之間,除了三個深烘焙的測量值在 70 到 71.2 之間。無一例外,每一次烘焙都是在我們的 1 公斤 Probatino 上進行的,儘管烘焙批量大小各不相同。時間戳觀察取決於手動輸入和觀察。

每次提取都是在位於海平面的加利福尼亞州埃默里維爾的皇家辦公室釀造的。我們收集的任何提取數據均基於手動測量。當然,手動釀造風格因釀酒商而異。我認為這不太可能,但我們的水成分可能對提取略有影響,而且我知道在過去的一年裡,儘管採用了高質量的催化碳塊過濾,但這里辦公室水中的礦物質含量發生了巨大變化。

並非所有的烤肉對都提供了很好的比較,所以在下面,當我縮小領域以消除無關數據的噪音時,我已經做出了區分。在某些情況下,我選擇通過沖泡設備、烘焙時間範圍或簡單地是否有足夠完整的數據來得出結論來過濾結果。最後,即使數據集相當穩健,也有太多的變量和異常值無法得出嚴肅的結論。未來我希望設計一些實驗來縮小變量列表,但就目前而言,我認為我們可以從下面的分析中收集一些信息。

分析

Looking for overarching patterns across every brew of every roast, many factors appeared insignificant. Perhaps I’d bitten off more than I could chew… roasted weight loss, percentage of time spent in post-crack development, green coffee specs, and the difference between internal and external ColorTrack readings all seemed pretty random, with minimal relationship to brewing parameters.

最重要的因素似乎是總烘焙時間,它似乎與提取百分比成反比,每 133 秒的烘焙時間約為 1%,總體趨勢有很多例外。

也有輕微的趨勢,即較淡的咖啡是最易溶的。三種最深的咖啡沒有跟上趨勢,但最淺的深烘焙和次深的淺烘焙之間有 7.5 分的差距,因此中度和深咖啡之間可能存在一些曲率,萃取率下降和上升。

相同的釀造規格

但最終,我覺得我需要開始過濾這些結果以確保我是公平的。我的第一步是消除任何釀造方式不同的烘焙對。由於我想查看萃取變量中的重要因素,因此我將搜索範圍縮小到單一咖啡的不同烘焙的相同沖泡,萃取差異超過 0.5%%。我只剩下 25 種咖啡的 50 次烘焙。

在這 50 次烘焙中,我能確定的唯一重要指標是總烘焙時間與裂紋後糖褐變(或裂紋後發展,以下簡稱 PCD)的比率。然而,數據支持與埃文預期相反的結論!下圖說明了 50 種烘焙咖啡中 PCD 百分比與提取百分比的趨勢。

兩者之間似乎存在輕微的反向關係。在比較每一對時,在 25 個案例中的 18 個案例中,以更高提取百分比釀造的烘焙在 PCD 中花費的時間也更少。這是 72% 的統計顯著性,但並不完全是決定性的。

放棄對萃取差異很小或幾乎沒有差異的其他釀造對的檢查是不公平的。如果上述趨勢成立,則相反的情況也應該成立:萃取百分比差異最小的咖啡也應該表現出 PCD 百分比的最小差異。碰巧的是,落入該樣本集的咖啡數量完全相同:25 種咖啡的 50 次烘焙。這些對幾乎從中間分成兩個子類別。 12 對在提取方面幾乎沒有差異(小於 0.2%),其他 13 對差異很小(在 0.2% 和 0.49% 之間)。

在提取百分比幾乎沒有任何差異的 12 對中,除了一對之外的所有對的 PCD 百分比都有顯著差異(超過 0.5%)。在 13 對略有差異(介於 0.2% 和 0.49% 之間)的對中,有 8 對的 PCD 百分比較低。可以說,這反駁了這一趨勢。低 PCD 百分比和高提取百分比之間的相關性充其量是微不足道的,並且可能無關緊要。

相似的總烘烤時間

我的下一步是按總烘焙時間重新組織和縮小我的數據集。如果我可以專注於同一咖啡以小於 30 秒的差異烘焙兩次的配對,也許我可以找到影響釀造的美拉德反應或裂紋後發展的共同因素。

我找到了 21 種咖啡(42 次烘焙)滿足 30 秒或更少烘焙差異的先決條件。在這 21 對中,儘管烘焙風格不同,但有 2 對的提取百分比沒有差異。這兩種都是用 Bonavita 釀酒機釀造的濕殼蘇門答臘咖啡。

大多數其他咖啡未能擊敗隨機賠率。事實上,對於 21 對中的兩對,我們在釀造上加倍了,在這兩種情況下,在第一次釀造中提取百分比較高的烤肉在第二次釀造中的提取百分比較低——這是令人沮喪的不一致,這是肯定的.

如果我將結果縮小到萃取差異很大(0.5% 或更多)的咖啡,那麼只剩下 9 對。我在每一對中尋找最易溶解的啤酒的趨勢。

雖然大多數具有較高溶解度的咖啡傾向於較短的烘焙時間,在初始乾燥階段花費的時間百分比較大,美拉德反應和 PCD 的時間較少,並且 ColorTrack 讀數較輕,但沒有一致或確定的。

有了這麼小的樣本集,這裡的證據似乎並不支持關於咖啡釀造提取差異的明確結論,因為烘焙風格的變化影響了烘焙到相似結束時間的咖啡。

僅自動衝煮循環

由於缺乏結論性結果而感到沮喪,我決定再次重組數據。在我看來,手動釀造可能會引入無法解釋的變量,而這些變量可能會使結果變得混亂。如果我能從醞釀差異中消除人為因素,也許我們會看到更好的趨勢。 Bonavita 的自動衝煮循環確保了一致的衝煮參數,給定一致的劑量、研磨和水重,因此我將所有烘焙範圍縮小到僅使用 Bonavita 衝煮的那些。

我們在這些設備上進行了大量的沖泡,分析了 27 種咖啡的 53 次烘焙,在粗略地查看所有沖泡時,我終於能夠看到我認為非常明確的趨勢。我能夠再次確認 PCD 比率和提取百分比之間存在輕微的反比關係……或者我想:

我還能夠再次看到美拉德時間與提取百分比的反比關係的總體輕微趨勢,在美拉德反應中每花費 50 秒,提取率大約降低 1%,有一個顯著的異常值:巴西花費 5:35美拉德反應並產生 23% 的萃取率(未在下面描述)。

我還能夠再次確認總體趨勢,表明較短的烘焙時間和較高的提取百分比之間存在很強的關係。

還有趨勢線證據表明,較淺的烘焙顏色會導致較高的溶解度。

然而,當我比較烘焙對時,這些趨勢中的問題很快就出現了。我磨練了 21 種咖啡,每種咖啡都經過兩次烘焙,每種咖啡都沖泡了一次。在這 21 種咖啡中,有兩種是那些令人討厭的逆勢蘇門答臘咖啡,具有相同的提取數量但不同的烘焙風格,它們包含在以下統計數據中:

美拉德反應時間、較低的 PCD 百分比和 ColorTrack 讀數都未能擊敗隨機機會。所以說真的,烘焙時間似乎是我可以自信地說影響這些咖啡溶解度的唯一主要因素之一。然而,也有一個例外。

我從上一組中排除的一種咖啡被烘焙了兩次,每次烘焙都沖泡了兩次。釀造方法的唯一區別是研磨設置,以及在較粗研磨設置(+0.76% 提取和第二次提取較低(-0.45%)的情況下具有更高提取的烘焙。太令人沮喪了!為什麼會發生這種情況) ?

兩次烘焙的烘焙長度相差 20 秒,美拉德時間相差 25 秒(總時間較長的烘焙美拉德持續時間較短),PCD 相差 4.3%(相當顯著),ColorTrack 讀數相差 0.87。我很難相信在 Mahlkonig EK43 上對研磨度進行簡單的 0.5 調整會導致萃取過程中發生如此巨大的變化,這使我得出結論,至少在這種情況下,操作員錯誤可能不會被簡單地作為一個因素消除通過查看自動滴水沖泡週期。

結論

我不相信我們分析的證據可以支持適用於所有咖啡所有烘焙的所有釀造參數的決定性結論。但如果我們磨練我們的注意力,我認為這裡有很好的信息。

  • Bonavita 啤酒似乎在烘焙風格和萃取之間產生了一些關聯,至少從整體趨勢的角度來看。然而,手動沖泡風格並不總是堅持這些趨勢,因此得出以下結論似乎是合理的 小的變化 受人為影響 手工沖泡 是提取中更重要的因素 甚至比烘焙中最顯著的差異.
  • 全面的, 烘焙風格可能是一個促成因素 在某些情況下,咖啡的溶解度, 但不是在所有條件下,也不是在所有咖啡中都普遍.有時可以在高提取百分比和以下烘焙指標之間建立關聯:
    • 較低的 PCD 百分比
    • 更短的美拉德反應時間
    • 更短的烘焙總長度
    • 顏色較淺的烤肉
  • 我認為有理由推測——沒有進行足夠的測試來果斷地得出結論—— 咖啡中可溶於熱水的大部分相同物質也在經過更長的時間、更高的溫度和更深的顏色後被烘烤掉.咖啡在烘焙過程中的峰值溶解度可能比我預期的要早得多——也許早在一爆開始時。溶解度似乎受到烘焙時間的強烈影響,而不僅僅是溫度或顏色。

在運行所有這些數字之後,最重要的是,我認為烘焙提取率並不是烘焙咖啡的最佳方式。杯具並使用您的味覺,而不是嘗試按數字烘焙以獲得最佳口味的啤酒。

(編者註:Royal Coffee 是當前的每日咖啡新聞廣告商,儘管這篇文章的構思和發布是為了世界各地的咖啡專業人士的利益。)

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