ارزیابی شیمیایی و حسی قهوه های کلد براساس پروفیل های مختلف برشته کاری و روش های دم کردن

در یک تحقیق جامع، اثرات پروفیل های مختلف برشته کاری (زمان / دما) و روش های دم کردن بر ویژگی های فیزیکوشیمیایی و حسی قهوه دمی ارزیابی شده است. برای مقایسه بهتر نتایج از روش‌های کلد برو (قطره ای و غوطه‌وری) و هات برو (فرنچ پرس) استفاده شده تا تأثیرات دمای آب و شرایط روش فنی دم‌آوری بر استخراج ترکیبات شیمیایی قهوه مشخص شود. قهوه‌های رست شده در زمان کوتاه در دمای بالا HTST و در زمان طولانی در دمای پایین LTLT مورد مطالعه قرار گرفتند.

برای تهیه قهوه در این تحقیق، از قهوه تخصصی عربیکا ( Coffea arabica ) از Linares-Nariño (کلمبیا) در همه آزمایش‌ها استفاده شد. دانه‌های قهوه سبز نیز در سال 2018 توسط تولیدکنندگان قهوه فرآوری شده بود.

از آنجاییکه، چندین متغیر استخراج در تهیه قهوه هات برو مورد مطالعه قرار گرفته است. اما تنها چند مطالعه محدود در رابطه با تأثیر چند متغیر استخراج بر ویژگی های شیمیایی و حسی قهوه دم سرد انجام شده، مطالعه حاضر با هدف ارزیابی تأثیر مشخصات برشته کاری RP (زمان- دما) و BM بر ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی و حسی دم‌کرده‌های قهوه انجام شد.

چرا بررسی روش دم کردن قهوه مهم است؟

دم کردن قهوه یک روش استخراج مایع از جامد است که در آن پارامترهای فرآیند تأثیر قابل توجهی بر سینتیک استخراج ترکیبات شیمیایی مختلف موجود در قهوه برشته شده دارند.

ترکیبات شیمیایی فرار و غیرفرار از طریق پیرولیز Maillard و واکنش‌های تخریب Strecker هنگام برشته کاری تولید می‌شوند. در حین استخراج، ترکیبات محلول و غیر محلول در آب، استخراج شده و بسته به تکنیک استخراج در نوشیدنی بدست آمده حل می شوند. این ترکیبات به صورت جامدات محلول یا معلق در قهوه باقی مانند که به طور قابل توجهی به ویژگی های حس شده از قهوه دمی کمک می کنند.

تهیه قهوه کلد برو

محبوبیت قهوه کلد برو

مصرف کنندگان معمولاً نوشیدنی های با کیفیت و سالم را ترجیح می دهند. همین مسئله منجر به افزایش تقاضا برای تولید قهوه دمی با ویژگی های حسی بالا و منحصر به فرد می شود. در این روند، قهوه سرد به یکی از محبوب ترین نوشیدنی ها در کافی شاپ های تخصصی در سراسر جهان تبدیل شده است. تجزیه و تحلیل بازار نشان می دهد که ارزش بازار قهوه سرد در سال 2017 به 321 میلیون دلار رسیده است و پیش بینی می شود تا سال 2023 به 1.37 میلیارد دلار برسد.

روش تهیه قهوه کلد برو

قهوه دم سرد از طریق استخراج آب در دمای 20 تا 25 درجه سانتیگراد یا در دماهای پایین تر و در مدت طولانی تری که می تواند از 8 تا 24 ساعت متغیر باشد به دست می آید و اغلب با روش های قطره ای و غوطه وری تهیه می شود. این روش های دم کردن سرد قهوه از چند جنبه فنی از جمله آماده سازی بسترهای قهوه و زمان دم کردن مورد نیاز متفاوت هستند.

در سیستم قطره ای امکان اضافه کردن آب به طور مداوم وجود دارد. در عوض، در سیستم های غوطه وری، قهوه کلد برو در داخل توری های فیلتر در یک محفظه، ساکن باقی می ماند و مستقیماً در محلول آبکی غوطه ور می شود.

در این تحقیق، روش تهیه کلد برو کلد برو (قطره ای و غوطه وری) و نمونه ای از روش های دم کردن قهوه هات برو متداول (فرنچ پرس) برای درک بهتر نقش دمای آب و شرایط فنی BM در استخراج ترکیبات شیمیایی موجود در قهوه های برشته شده مورد مطالعه قرار گرفت.

تهیه قهوه cold berw

طعم حس شده از قهوه دم سرد

گزارش شده است که قهوه کلد برو دارای طعم متفاوتی است که معمولاً نسبت به قهوه هات برو شیرین و شکلاتی تر، دارای بوی میوه ای و گلی بیشتر، تلخی و اسیدیته متوسط، و بادی خامه ای تعبیر می شود، زیرا شرایط استخراج (زمان / دما) آن متفاوت است.

نتایج تحقیقات انجام گرفته روی قهوه کلد برو

اگرچه قهوه دم سرد یک روند رو به رشد گسترده در بازار قهوه است، اما اطلاعات مربوط به تفاوت های قابل توجه و ویژگی های متمایز آن در مقایسه با قهوه داغ، محدود است. به همین دلیل، اخیرا چندین تحقیق روی مطالعه فرآیند استخراج قهوه سرد متمرکز شده اند. ترکیبات غیرفرار، مانند کافئین، تریگونلین و اسیدهای کافئوئیلکینیک CQAs بیشترین ترکیبات مورد مطالعه در قهوه سرد بوده اند.

در این تحقیقات نشان داده شده که غلظت‌های CQA و کافئین در قهوه‌های دم سرد با درجه برشته کاری و دمای آب مورد استفاده در طول فرآیند استخراج مرتبط هستند.

همچنین در مقایسه با قهوه‌های هات برو، نتایج زیر بدست آمده است:

• کاهش اسیدیته،
• غلظت کمتر ترکیبات قهوه‌ای رنگ
• مواد جامد کمتر در محلول TDS

این نتایج نشان می‌دهد ترکیبات خاصی از قهوه در این روش دم کردن، کمتر استخراج می شود.

در نهایت، مشخص شده که ویژگی های شیمیایی و حسی قهوه دمی با ترکیبات غیرفرار و فرار موجود در قهوه رست شده مرتبط است. مشخص شده این ویژگی ها در طول فرآیند برشته کاری ایجاد می شوند.

در مطالعات اخیر مشاهده شده که عوامل زیر روی ویژگی های حسی قهوه های دم سرد تأثیر می گذارد:

• درجه برشته کاری،
• نسبت قهوه به آب،
• روش دم کردن BM
• و فعل و انفعالات آنها

تاثیر برشته کاری روی  ارزیابی حسی قهوه

اگرچه قهوه‌ها در درجات مختلف برشته‌ کاری مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، اما تا آنجا که محققان می‌دانند، تأثیر پروفایل‌های برشته کاری (زمان/دما) روی تهیه نوشیدنی‌های سرد هنوز مورد بررسی قرار نگرفته است.

واکنش های شیمیایی که در طول فرآیند برشته کاری، رخ می دهد به انتقال حرارت بستگی دارد. بنابراین، تعادل بین زمان و دما برای رسیدن به درجه رنگ مشخصی در طول این فرآیند مستقیماً بر ترکیب شیمیایی نهایی و خواص حسی قهوه‌سازها تأثیر می‌گذارد.

ترکیبات آلی فرار VOCs به طور گسترده در قهوه رست شده و قهوه داغ گزارش شده است. با این حال، گزارش های منتشر شده برای قهوه های سرد در این زمینه وجود ندارد.

نتایج ارزیابی شیمایی قهوه کلد برو

برخی از ترکیبات طعم دهنده در عصاره های کلد برو که به روش قطره ای تهیه شده اند، شناسایی شدند مانند:

• 2-فورفوریل استات،
• 5-متیل فورفورال، پیریدین، فورفورال،
• 2-استیل فوران، پیریدین،
• 2-متوکسی فنل و فورفوریل الکل

علاوه بر این، وجود برخی از فوران‌ها، پیرازین‌ها، کتون‌ها، آلدئیدها، پیرول‌ها، استرها، لاکتون‌ها، فورانون‌ها و فنل‌ها در قهوه دم سرد تهیه‌شده در دمای 19 درجه سانتی‌گراد با قهوه تخصصی از کلمبیا گزارش شد.

بعلاوه، قهوه‌های کلدبرو قطره‌ای، تلخ‌تر از قهوه‌های دم سرد تهیه‌شده با روش غوطه‌وری توصیف شده‌اند.

نتایج ارزیابی شیمیایی و حسی قهوه های کلد برو

نتایج ارزیابی شیمیایی و حسی قهوه های کلد برو

نتایج این تحقیق نشان داد که نوشیدنی‌های قهوه به وضوح از نظر مشخصات برشته کاری زمانی که از آب داغ (3 ± 90 درجه سانتی‌گراد) برای دم کردن آنها استفاده می‌شد، متمایز بودند.

تمایز دیگری نیز با توجه به دمای آب مورد استفاده در دم کردن قهوه مشاهده شد. قابل ذکر است، تفاوت بین قهوه های هات برو و کلد برو (2 ± 19 درجه سانتیگراد) بر اساس اسیدیته قابل تیتراسیون بالاتر و فراوانی برخی از ترکیبات بود.

نرخ استخراج غیرفرار نیز با بالاتر رفتن دمای دم کشیدن قهوه افزایش یافت.

در دمای یکسان، روش قطره ای برای تهیه قهوه دمی، نرخ استخراج بالاتری نسبت به روش غوطه‌وری داشت که نشان می‌دهد فرآیند استخراج قهوه تحت‌تاثیر طراحی و عملکرد سیستم دم‌آوری سرد قرار دارد.

قهوه دم سرد تهیه شده با روش HTST و قطره ای، دارای بالاترین مقدار بازده استخراج، و همچنین بالاترین محتوای کافئین، تریگونلین، اسیدهای 4 و 5 کافئویل کوئینیک CQAs بودند.

صرف نظر از مشخصات برشته کاری، قهوه‌های کلد برو تهیه شده با روش قطره ای دارای طعم‌ تلخ‌تر و برشته‌تر بودند. در عوض، قهوه های هات برو و کلد برو که با روش غوطه‌وری تهیه شدند، دارای طعم شیرینی، آجیلی، کاراملی و مالت بیشتری بودند. به نوبه خود، این ویژگی ها یک همبستگی معکوس را با غلظت کافئین، تریگونلین، CQAs و TDS نشان دادند.

یافته‌های این مطالعه نشان می‌دهد که ترکیبات فرار و غیرفرار موجود در قهوه برشته شده به شرایط برشته کاری از جمله زمان و دما بستگی دارد. به نوبه خود، وجود آنها در نوشیدنی های بدست آمده می تواند به شرایط عملیاتی استخراج و روش های دم کردن قهوه مربوط شود.

نتیجه گیری

این مطالعه، تفاوت‌ بین قهوه هات برو و کلد برو که با روش دم‌آوری متفاوتی تهیه شده بودند را نشان داد. روش دم کردن با استفاده از آب داغ (3 ± 90 درجه سانتیگراد) باعث تمایز قابل توجه نوشیدنی های قهوه دمی نسبت به HTST و LTLT RPs شد.

قهوه هات برو با  ویژگی هایی مثل TA بالاتر و فراوانی برخی از ترکیبات مانند 2-(متیل سولفانیل متیل)فوران، 4-اتنیل-2-متوکسی فنل، 1-(فوران-2-ایل-متیل) پیرول متمایز شد.

نکات مهم

• قهوه های کلد برو، اسیدیته قابل تیتراسیون پایین تری نسبت به قهوه های هات برو نشان دادند.
• کلد برو قطره ای، کافئین و اسیدهای کافئویل کوینیک بالایی را دارا بود.
• برشته کاری طولانی مدت و دمای پایین باعث افزایش میزان پیرازین ها هنگام دم کردن می شود.
• برشته کاری سریع باعث افزایش کل مواد جامد محلول TDS و شدت بادی (حس چشایی) شد.
• کلد برو و هات برو با روش غوطه وری دارای TDS پایین و شیرینی بیشتری بودند.