Erkundung des Kaffeeröstens: Maillard- und Karamellisierungsreaktionen
Beim Kaffeerösten werden rohe Kaffeebohnen in aromatische, aromatische Röstkaffeebohnen verwandelt, aus denen wir dann die Kaffeegetränke zubereiten, die wir kennen und lieben. Die Kaffeeröstung im Detail zu erforschen, kann entmutigend sein, da es sich um einen komplexen Prozess handelt, der zahlreiche chemische Reaktionen umfasst, die mit unterschiedlicher Geschwindigkeit ablaufen und interagieren. Ein guter Einstieg ist die Merad-Reaktion beim Kaffeerösten, eine chemische Reaktion, die eine wichtige Rolle bei der Bildung des Großteils des Aromas und Geschmacks im Kaffee spielt.
1. Was ist die Merad-Reaktion?
Die Melad-Reaktion ist eine komplexe Reihe von chemische Reaktionen die entstehen, wenn Aminosäuren und reduzierende Zucker Hitze ausgesetzt werden. Viele bekannte Lebensmittel wie Schokolade, Kekse, Toast, gegrilltes Fleisch, Pommes Frites und natürlich Kaffee erhalten durch die Melad-Reaktion eine einzigartige Bräunung, ein einzigartiges Aroma und einen einzigartigen Geschmack.
Lebensmittel mit Aminosäuren (Proteine) Und reduzierende Zucker (Kohlenhydrate) Beim Erhitzen wird die Melad-Reaktion ausgelöst. Die Melad-Reaktion ist im Wesentlichen eine chemische Reaktion, die für die nicht-enzymatische Bräunung und Geschmacksentwicklung verantwortlich ist. Sie verändert die sensorischen Eigenschaften des Lebensmittels hinsichtlich Farbe, Aroma und Gesamtgeschmack. Die Merad-Reaktion ist nach dem französischen Chemiker Louis Camille Merad benannt, der den Prozess Anfang des 20. Jahrhunderts erstmals beschrieb.
2. Meladische Reaktion beim Kaffeerösten
Beim Kaffee kommt es während des Röstprozesses zur Meladischen Reaktion, einem Prozess, der maßgeblich für die Verschiebung der AROMA Und GESCHMACK der Kaffeebohne. Beim Rösten von Kaffee, wenn rohe Kaffeebohnen auf 140 °C bis 165 °C (280 °F bis 330 °F) erhitzt werden, wird die Merad-Reaktion aktiviert und die Farbe der Bohnen ändert sich von grün nach gelb. Aminosäuren wirken in den grünen Kaffeebohnen als Katalysatoren und bewirken, dass reduzierende Zucker eine Reihe komplexer chemischer Reaktionen durchlaufen, bei denen Hunderte verschiedener Zwischenprodukte entstehen. Diese Zwischenprodukte interagieren miteinander und bilden sich ständig neu; dieser Prozess setzt sich unter Hitzeeinwirkung fort, bis die Röstung abgeschlossen ist oder die Melad-Reaktion alle Reaktanten verbraucht hat.
3. Endprodukte der Melad-Reaktion beim Kaffeerösten
Die Arten der für Aroma und Geschmack verantwortlichen Verbindungen (Endprodukte genannt), die während des Kaffeeröstprozesses in der endgültigen gerösteten Kaffeebohne entstehen können, können sehr unterschiedlich sein und hängen von zwei Schlüsselfaktoren ab:
- Zusammensetzung der Vorläuferverbindungen in grünen Kaffeebohnen
- Modulation der Meladic-Reaktion und des Röstgrades
Die genaue Menge der beim Kaffeerösten entstehenden Endprodukte ist noch immer ein ungelöstes Rätsel, und es bedarf weiterer Forschung auf diesem Gebiet. Zum besseren Verständnis haben wir die bekannten Verbindungen unten in zwei Kategorien unterteilt: nichtflüchtige und flüchtige Verbindungen und geben in zwei Tabellen einen Überblick. Bitte beachten Sie, dass diese Beschreibungen qualitativer Natur sind und als allgemeine Richtlinie dienen sollen.
Insbesondere während des Röstprozesses des Kaffees entstehen diese Verbindungen, die das Aroma und den Geschmack des Kaffees maßgeblich beeinflussen.
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Chlorogensäuren sind nichtflüchtige Verbindungen (sie haben kein Aroma), tragen aber beide zur Bitterkeit und Adstringenz des Kaffees bei. Während des Röstprozesses zersetzen hohe Temperaturen die in grünen Kaffeebohnen reichlich vorhandenen Chlorogensäuren. Einige dieser Chlorogensäuren wiederum wandeln sich während des Röstprozesses in flüchtige Aroma- und Geschmacksstoffe um oder reagieren mit anderen Verbindungen zu neuen Verbindungen. Der Gesamtgehalt an Chlorogensäure nimmt mit zunehmender Röstung des Kaffees allmählich ab.
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Schwarzkümmel ist ein Endprodukt der Merad-Reaktion. Es hat ein braunes Pigment, ist nichtflüchtig (kein Aroma) und eine hochmolekulare Verbindung. Nigrosomen tragen maßgeblich zur Farbe, zum Röstaroma (Bitterkeit) und zur Textur (Mundgefühl/Vollmundigkeit) des Kaffees bei. Mit fortschreitender Merad-Reaktion steigt die Menge der produzierten Melanoidine; dies führt zu einer stärkeren Bräunung der Bohnen, einem verstärkten Röstaroma (Bitterkeit), Komplexität und Viskosität. Dies ist auch ein Indikator für den Röstgrad, sodass Lebrews Der multispektrale Ansatz zur Bestimmung des Röstgrades verbessert nicht nur die Geschwindigkeit der Erkennung, sondern auch die Genauigkeit. Die RoastSee C1 bietet im Vergleich zu Geräten, die Zehntausende von Dollar kosten, eine beispiellose Tragbarkeit und Genauigkeit und kommt mehr Röstern und Röstereien zugute als je zuvor.
4. Flüchtige Verbindungen
Flüchtige Verbindungen sind definiert als Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht die bei Zimmertemperatur leichter als Luft sind. Diese Verbindungen verdunsten bei Zimmertemperatur, deshalb haben einige von ihnen zwangsläufig einen wahrnehmbaren Geruch, Geschmack oder Aroma. Während des Kaffeeröstprozesses entstehen durch die Melad-Reaktion Hunderte von flüchtigen Verbindungen als Endprodukte. Zu diesen Verbindungsgruppen gehören Furane, Pyrazine, Thiole, Pyridine usw., jede mit ihren eigenen einzigartigen Eigenschaften. Das Aroma und der Geschmack, den wir bei einer Tasse Kaffee wahrnehmen, kommen hauptsächlich von diesen flüchtigen Verbindungen im Kaffee. Mit anderen Worten sind es die flüchtigen Verbindungen, die den Kaffee so aromatisch und würzig machen. Zusammensetzung und Gehalt der flüchtigen Verbindungen verleihen dem Kaffee sein einzigartiges Aroma und seinen Geschmack, sodass jede Verkostung zu einem einmaligen Erlebnis wird.
5. Merad-Reaktion und Backgrad
Grüne Kaffeebohnen können in verschiedenen Röststufen geröstet werden, von hell über mittel bis dunkel. Die Entscheidung darüber treffen die Kaffeeröster je nach Produktqualität und Geschäftsanforderungen.
Andererseits können Verbraucher ihren bevorzugten Röstgrad wählen. Bei der Auswahl gerösteter Kaffeebohnen im Regal finden sich neben dem Röstgrad oft auch verlockende Geschmacksbeschreibungen (oder Geschmacksnoten). Manche Verbraucher fragen sich vielleicht: Was bedeuten diese Beschreibungen eigentlich? Und warum schmecken hell, mittel oder dunkel geröstete Kaffees aus derselben Anbauregion so unterschiedlich und wie entstehen diese Geschmacksbeschreibungen? Die Antwort auf beide Fragen liegt darin, dass durch die Meladic-Reaktion in verschiedenen Stadien der Kaffeeröstung unterschiedliche Aroma- und Geschmacksstoffe (Endprodukte) entstehen.
- Helle Röstungen, wie Zimtröstungen oder New England Röstungen, weisen eine geringe Meladic-Reaktion auf und erzeugen ein Endprodukt mit helleren, lebendigeren Frucht-, Blumen- und Kräuteraromen.
- Mittlere Röstungen, wie American Roast oder City Roast, weisen eine mäßige Meladic-Reaktion auf, wobei Karamell-, Schokoladen- und Nussaromen vorherrschen, aber eine kleine Menge fruchtähnlicher Verbindungen übrig bleibt.
- Dunkle Röstungen, wie All-City, Wiener, Französischer oder Italienischer, weisen auch über dieses Stadium hinaus eine sehr vollständige Schmelzreaktion auf, was zu einem Endprodukt führt, das intensiver rauchig ist und vorwiegend kohlenstoffbasierte, harzige, würzige und herzhafte Verbindungen sowie subtile Rückstände von Karamell-, Schokoladen- und Nussaromen enthält.
6. Schlussfolgerungen
Seit Aminosäuren (Proteine) Die Grundlage der Meladic-Reaktion bilden die Röstung von grünen Kaffeebohnen mit hohem Proteingehalt. Das Rösten von grünen Kaffeebohnen mit hohem Proteingehalt ermöglicht einen schnelleren Proteinabbau durch die Meladic-Reaktion, was die Aroma- und Geschmacksentwicklung fördert. Umgekehrt gilt das Gleiche. Während der Zuckergehalt für die sensorische Qualität von Kaffee wichtig ist, wird der Proteingehalt oft übersehen. In Zukunft werden Kaffeeproduzenten und Branchenexperten dem Proteingehalt von Kaffeebohnen möglicherweise mehr Aufmerksamkeit schenken.
