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咖啡豆的化学之旅

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欢迎观看《化学与生活》科普视频

第五期 咖啡豆的化学之旅

咖啡×化学系列 I

呡一口那棕褐色的液体!

有没有远山树林的味道?

一定一定要点击视频喔!

咖啡之旅

咖啡树原产于非洲亚热带地区,以及亚洲南部的一些岛屿,后来从非洲出口至世界各国。

烘焙咖啡豆的做法由也门的阿拉伯人发明,随后传到埃及人与土耳其人,并最后传到全世界。

1 8 世纪开始,咖啡馆是作家写作、画家画画、音乐家演奏音乐、舞蹈家跳舞的地方。

这是一个穿越时空的平行世界,是创作时刻发生的生活之地,是灵感迸发、煜煜生辉的地方。

实验室里的咖啡间

剑桥的分子生物学实验室(LMB)一共诞生了 12 位诺奖得主。

可能现在还有个规定:如果有人在咖啡间讨论问题,咖啡间是不能关闭的,以防他们错过了一个好的idea;如果咖啡间关闭了,一个good idea也许永远就消失了。

LMB|摄影:李炳

南方科技大学化学系2017届毕业生

现剑桥大学化学系博士研究生

2 020 年诺贝尔化学奖得主Charpentier跟Doudna博士,她们在波多黎各咖啡馆的首次相见(2 011 ),是改变“生命”的一次邂逅。

经过大量的头脑风暴和实验失败之后,终于 开发出了一种用于基因编辑技术的方法。

咖啡×化学

从化学的角度,咖啡烘焙和风味之间有怎样的关系呢?

手冲咖啡、意式浓缩和冰滴这些常见的冲泡方式,在咖啡萃取和奶咖制作的过程中蕴含了哪些物理化学现象呢?

南科大化学系《化学与生活》科普专栏将与你分享有趣的冷知识!

本期《咖啡豆的化学之旅》介绍咖啡种类、如何鉴别阿拉比卡和罗布斯塔两种咖啡、咖啡烘焙的化学之旅,以及咖啡豆的孔隙结构,从化学的角度了解咖啡豆。

咖啡种类

阿拉比卡和罗布斯塔,这两种咖啡豆具有许多重要的化学差异,导致它们各自的咖啡因含量和风味的不同,包括是否含有咖啡醇和咖啡豆醇。

典型的化学标记法应用:

根据对16-O-甲基咖啡醇的定量分析测定,可以检测高价格的阿拉比卡咖啡产品中是否混入了罗布斯塔咖啡。

咖啡烘焙的化学之旅

烘焙既是物理过程,也是化学过程。将咖啡生豆加热至200 °C 以上,凸显出咖啡中的天然风味。

热量是咖啡烘焙的基本元素,引起剧烈的化学变化,包括热解、氧化、还原、水解、聚合和脱羧等。

色素生成主要涉及美拉德反应、焦糖化反应和氧化反应。

(详细介绍请看视频)

咖啡豆的孔隙结构

除了烘焙过程中发生的化学反应,咖啡豆还会失去水分,水的蒸发会造成内部压力的增强和气体的逸出。

由于改变了咖啡豆的体积,咖啡豆的孔隙结构也发生了物理变化。

说到这里婷姐先去磨咖啡了

本系列将连载四期

end

预告

风味的形成与咖啡的化学成分密切相关。咖啡中的化学成分取决于很多因素,包括咖啡豆、采后处理、萃取方法、研磨度粗细、冲煮时间和水温等。

敬请期待下一期《咖啡×化学II》!

制片 编导 撰稿 翻译 何绮婷

拍摄 后期 陈周斌

剪辑 林少聪

出品 南方科技大学化学系

图文编排 吴笑弟

致谢 Natural High

版权说明 版权所有!禁止未经授权使用本视频的内容及文案,否则将追究法律责任。未经授权严禁任何形式的媒体转载和摘编,并且严禁转载至微信以外的平台。

往期科普一览

1

:酸碱指示剂

2

:蓝色颜料

3

:防晒的奥秘

4

:建筑X化学

参考文献

1) Montenegro G., Chirouze C. Caféologie-Histoires et sensations. Gründ, 2017.

2) D’Amelio N., De Angelis E., Navarini L., Schievano E., Mammie S. Green coffee oil analysis by high-resolution nuclear magnetic resonance spectroscopy. Talanta, 2013, 110, 118-127.

3) Maillard L. C. Action des acides amines sur les sucres; formation de melanoidines par voie méthodique (Action of Amino Acids on Sugars. Formation of Melanoidins in a Methodical Way). Compt. Rend. 1912, 154, 66-68.

4) Chichester C. O. Advances in Food Research. Advances in Food and Nutrition Research 30. Boston: Academic Press. 1986.

5) Tareke E., Rydberg P., Karlsson Patrik, Eriksson Sune, Törnqvist Margareta. Analysis of acrylamide, a carcinogen formed in heated foodstuffs. J. Agric. Food Chem. 2002, 50(17), 4998-5006.

6) Hodge J. E. Dehydrated Foods, Chemistry of Browning Reactions in Model Systems. J. Agric. Food Chem. 1953, 1(15), 928-943.

7) Everts S. The Maillard Reaction Turns 100. Chemical & Engineering News. October 1, 2012, 90(40), 58-60.

8) Nursten H. E. The Maillard Reaction: Chemistry, Biochemistry, and Implications. Royal Society of Chemistry, 2007.

9) Nunes F. M., Coimbra M. A. Role of hydroxycinnamates in coffee melanoidin formation. Phytochem Rev., 2010, 9, 171-185.

10) Echavarría A. P., Pagán J., Ibarz A. Melanoidins Formed by Maillard Reaction in Food and Their Biological Activity. Food Eng. Rev., 2012, 4, 203-223.

11) Virk-Baker M. K., Nagy T. R., Barnes S., Groopman J. Dietary Acrylamide and Human Cancer: A Systematic Review of Literature. Nutr. Cancer, 2014, 66(5), 774-790.

12) Mottram D. S., Wedzicha B. L., Dodson A.T. Acrylamide is formed in the Maillard reaction. Nature, 2002, 419, 448-449.

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14) Schenker S., Handschin S., Frey B., Perren R., Escher F. Pore Structure of Coffee Beans Affected by Roasting Conditions. J. Food Sci., 2000, 65(3), 452-457.

(来源:南方科技大学 版权属原作者 谨致谢意 如需转载请联系原作者)

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