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甲醇和乙醇皆為醇類,但乙醇在烘焙中遞減走衰,甲醇卻逐漸揚升,在咖啡豆烘焙後,甲醇濃度大增6倍,證實了甲醇是芳香酯的關鍵前驅物。

撰文=韓懷宗

2018年美國與日本科學家在波特蘭國際咖啡科學會議發表的《甲基酯化物決定咖啡風味的品質》(Methyl esteri_ed-components determine the coffee flavor quality)進一步闡述酯化反應對咖啡造香的重要性。

黑咖啡成分3-甲基丁酸甲酯 有利於增加咖啡水果韻、乾淨度

研究員蒐集13支品質不等的瓜地馬拉水洗豆,在GC-MS儀器與杯測師協助下,發現黑咖啡的甲基酯化物3-甲基丁酸甲酯(3-Mthylbutanoic acid methyl ester)、己酸甲酯(Hexanoic acid methyl ester)的含量與杯測分數成高度正相關,這些酯化物是草莓主要芳香物。同時做一項實驗,在黑咖啡添加3-甲基丁酸甲酯,與未添加的對照組進行杯測,結果對照組在總分4的評分中只得到2分,而添加5ppb與10ppb的實驗組分別得到3分與3.5分,在風味描述中發現添加3-甲基丁酸甲酯可增加咖啡的水果韻與乾淨度,頗討好杯測師。

烘焙使甲醇濃度增6倍 被視為甲基酯化物前驅物

研究員從黑咖啡的成分溯源到同批熟豆,也在熟豆中測得3-甲基丁酸甲酯,再往前溯源同批發酵中以及尚未發酵的生豆成分,卻斷鏈了,只測到3-甲基丁酸(又名異戊酸),並未測得3-甲基丁酸甲酯,推論此芳香酯是在烘豆過程中由醣類裂解出的甲醇,再與生豆自含的3-甲基丁酸發生酯化反應而生成3-甲基丁酸甲酯,即有機酸與醇類作用,產生芳香酯。

酯化反應:A酸 + B醇 ⇌ A酸B酯+水

3-甲基丁酸 + 甲醇 ⇌ 3-甲基丁酸甲酯+水

甲醇和乙醇雖為醇類,但在烘焙中的變化不同,乙醇在烘焙中遞減走衰,而甲醇卻揚升,且甲醇在生豆中含量極微,因此甲醇被視為甲基酯化物的首要前驅物。研究員在精密的GC-MS協助下,發現生豆僅含微量甲醇,但烘焙後,熟豆的甲醇濃度大增6倍,坐實了3-甲基丁酸甲酯是在烘焙中由甲醇與3-甲基丁酸作用生成的推論。

與香氣有關!甲醇可增加咖啡熟豆的甲基酯化物

研究員又進行一項實驗,以甲醇噴在生豆上,烘焙後的熟豆果然測得濃度更高的3-甲基丁酸甲酯,證實了甲醇是此芳香酯的關鍵前驅物。本實驗未噴甲醇的對照組生豆,烘焙後的熟豆只含微量3-甲基丁酸甲酯與己酸甲酯(Hexanoic acid methyl ester),但噴了甲醇1毫升、2毫升、3毫升的實驗組生豆,烘焙後熟豆甲基酯化物含量可劇升10倍之多,這證明生豆的甲醇含量與熟豆的甲基酯化物的含量成高度正相關。

生豆甲醇含量影響熟豆甲基酯化物的產量。(圖片來源:寫樂文化出版社提供)

釀酒酵母分泌果膠甲酯酶 提升甲醇含量

生豆的甲醇含量極微,但發酵過程除了產生乙醇外亦可能產生甲醇,這跟菌種篩選有關,研究指出酵母科酵母屬(Saccharomyces)麾下的釀酒酵母(S. cerevisiae)分泌的果膠甲酯酶(pectin methyl esterase)在發酵中能將膠質水解為甲醇和果膠酸,這是提升甲醇含量進而提高熟豆甲基酯化物較自然的良方。

酯化影響咖啡香氣 歸納5大結論

有關甲基酯化物的研究可得到以下結論:

一、甲基酯化物是提高咖啡品質的關鍵成分之一,不只提升水果韻也提高乾淨度。芳香酯的嗅覺閾值很低,容易感知其迷人香。

二、生豆不含甲基酯化物,需靠烘焙的酯化反應來淬鍊。

三、令人訝異的是,甲醇在烘焙中,透過醣類的熱解而發展出來,是甲基酯化物的關鍵前體。這和乙醇在烘焙中衰減恰好相反。

四、發酵前選對酵母菌種,即可透過發酵增加生豆的甲醇含量進而提升熟豆的甲基酯化物。

五、烘焙過程產生許多揮發物,濃度雖然很低不致影響健康,但習慣每爐抽出豆杓聞味數次,日積月累的風險值得留意。

內容來源:《第四波精品咖啡學:新產區、新品種、新沖煮法,最全面的咖啡潮流聖經》,寫樂文化出版社出版

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