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咖啡的化學

由咖啡的製程(混合,去咖啡因,烘培,研磨,沖泡,乾燥)來探討這些化學方法(混合,萃取,熱解,切割,萃取,脫水)的原理.並推廣至生活中其他類似製程(泡茶,泡牛奶,泡藥酒)等.使真正的玩家可以玩得更可得心應手;非但知其然,更知其所以然.

化學概念:溶劑,溶質,溶液,溶解,萃取,相變化,升華。由生咖啡豆到一杯熱咖啡的製造過程,化學家可以說是完全參與了。

1. 去咖啡因—一般咖啡豆約含2%咖啡因,一種略帶苦味的白色粉末,興奮劑,生物鹼.它可以提神但會刺激中樞神經,造成心跳加速等效應.因此有些人只能喝去咖啡因咖啡.去咖啡因是利用溶劑把咖啡豆內的咖啡因萃取出來,可用下列溶劑1)二氯甲烷(CH2Cl2)或四氯乙烯(C2Cl4).(2)乙酸乙酯(CH3CO2C2H5).(3)二氧化碳超臨界流體.

2. 烘培—將咖啡生豆加熱使內部熱分解而生成獨特的色澤,風味與芳香.更明確的說是使豆子水份蒸發,體積膨脹,碳水化合物焦化,油脂穿透豆壁使芳香釋放出來.熱解會分解豆子的天然成份,形成至少800種新的揮發性芳香化合物.在不同的種植,儲存及烘焙條件下產生的咖啡豆各具特性芳香味.特別是焦糖化,它使碳水化合物烘焙後產生甜味,焦糖化的糖更豐富濃郁,但過度焦糖化使咖啡有燒焦味.

3. 研磨—將烘焙後的咖啡豆研磨成粉.目的是增加咖啡的表面積,以增加沖泡的效率.

4. 沖泡—就是以水為溶劑來萃取咖啡內水溶性成份或藉著蒸氣壓力或水壓力把油脂擠壓出來的過程.在此原理之下有將近十種沖泡工具,包括沖咖啡器,真空壺,滲濾壺,電動滴濾式咖啡機,摩卡壺等,將逐一示範並討論.

5. 乾燥—亦即去除溶劑,如果是製造即溶咖啡,這時候要進行乾燥.除水方法有煮乾,曬乾,加脫水劑(如CaCl2,MgSO4,CaSO4,Na2SO4,K2CO3)等.最先進的方法是用冷凍乾燥法,它是在低溫時利用冰的升華的乾燥法.

6. 糖或奶精 —有人喝要加糖或奶油.加糖也有學問,蔗糖有熱量,怕胖的人要加少含熱量的合成甜味劑.奶油也有熱量,怕胖的人加脫脂奶油或植物奶精.有些咖啡要加牛奶泡沫,牛奶泡沫其實是牛奶表面之乳脂和一定比例之空氣混合而成.

●專有名詞介紹:
1. 溶液(solution):兩種或以上化合物所形成的均勻混合物,含量最多者
稱為溶劑(solvent),其餘的通稱溶質(solute).
2. 溶解(dissolve):溶質與溶劑形成溶液的過程.
3. 萃取(extraction):利用溶劑把某物質溶解而從另一物質中抽取出來.化學分離方法之一.
4. 熱解(pyrolysis):加熱使化學物質分解成較小物質.
5. 冷凍乾燥(freeze drying):利用升華來去除溶劑的方法,必須在低溫低壓下才行.
6. 超臨界流體(supercritical fluid):物質的壓力及溫度超過臨介點後氣體與液體的界線消失的狀態.
7. 泡沫(foam):氣體與液體形成之均勻混合物.即溶咖啡(instant coffee):加水即可飲用的咖啡萃取物.
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