2021/09/07更新:
最近看了咖啡行者的全息烘焙法,內容就像是我學習烘豆這一年多的總整理般,非常有感觸。
書中整理的圖表也非常的簡單易懂,具有實用性。實務上烘焙會遇到的問題,也給出了解釋與建議。初入烘焙或是進階玩家都很適合觀看。
以烘焙書來說,我建議第一本看咖啡烘豆的科學。第二本為咖啡行者的全息烘焙法。
一本書能表達的,絕對比我一篇的唬爛來得全面,推薦給大家
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前些日子小弟在研究微波烘焙時,剛好整理了一些資料。
加上最近凹大試辨活動的分享理念,決定發這篇文章,希望能貢獻一些小小資訊與心得。
若有大大看到內容有誤,也請幫忙指證,避免分享變成誤導就不好了。

因內容大部份來自開放平台與凹大的電子書,故內容所有權人認為有侵權行為,再煩請告知。

小弟時間較片段,會慢慢整理。先丟圖面,好讓自己有動力

由升溫曲線出發,探討烘豆中的化學反應與物理變化。

化學反應:脫水。梅納。焦糖化。吸熱。放熱。
從下豆開始,生豆從室溫快速的被加熱,生豆外觀由翠綠色*慢慢轉白,這時也許是水份流失或是葉綠素慢慢被高溫破壞所致。
再來豆色慢慢轉黃,當豆子幾乎表面都達到黃色時,我們稱之為轉黃點或是黃點,也就是俗稱脫水期結束的時間點,這時的探針溫度約為145~160°之間。
在烘豆的化學反應中,最為人所熟知的就是梅納反應與焦糖化反應。而梅納反應在轉黃點時,已跑了一小段時間。這也是豆色轉黃的主因。
接著隨著豆溫升高,梅納反應變的更加劇烈,我們會開始聞到類似烤麵包的味道。
而此時豆子接近表層的部份因水份百分比低於一定程度,焦糖化反應開始作用,於是豆色往咖啡色前進。
在01上一篇跟ROR相關的討論中,感謝魚大提供連結,讓我認識了烘豆中的吸熱與放熱反應。在此也提供給各位參考。
放熱反應參考連結:http://hsuehsc.blogspot.com/2017/07/blog-post_29.html
烘焙筆記

物理變化:玻璃態。橡膠態。銀皮脫落。一爆。二爆。
我們拿到生豆初期,生豆的狀態是很堅硬的,一般我們稱之為玻璃態。而在加熱過程中,豆子表面會先軟化,慢慢形成白斑,當豆子整顆轉白,豆子的狀態是相對柔軟的,此時我們稱之為橡膠態。橡膠態下的豆子體積會相對膨脹,故豆表的銀皮會第一階段的脫落,此時豆內的水份也形成了較好的對外通道。基於以上兩個現象,故有些人會選擇在此時 短暫的開大風門抽走銀皮 和 催火加速豆內水份蒸散。橡膠態下的豆子與鍋壁碰撞的聲音會變的較為低沉,而當溫升至大約黃點時,因水份流失,豆子會再漸變為玻璃態,聲音則再次變的較為清脆。當豆溫因加熱繼續上升,我們會迎來一爆。一爆時,豆子一端的組織因受不了內部氣體形成的壓力而爆裂,此時我們會聽到類似爆米花的聲響。若繼續升溫,我們將迎來二爆,這時豆子的組織纖維受不了高溫而斷裂,故聽起來像是燒木材的聲音。
以我的機器來說,第一階段銀皮脫落約在120度開始。第二階段則在一爆。轉黃點則大約落在155度。
烘焙筆記
生豆之細胞質(CP)與細胞壁(CW)結構,此時CW厚約30um。
咖啡豆經第一階段加熱後的細胞質(CP)與細胞壁(CW),此時CP大都經化學變化產生氣體及蒸氣,造成細胞空洞化,CW厚度變薄剩20um。

烘焙筆記
梅納反應:「糖或澱粉」與含有「蛋白質或胺基酸」等成份食材一起烹煮才會產生,如炒洋蔥、烤麵包與煎牛排呈現的色澤與香氣。

蛋白質是由生命的基本結構單元—胺基酸所構成的長鏈分子,它們是具有極特殊化學結構的有機化合物。
人體的蛋白質是由20種眾所周知的胺基酸組成。最近,又發現了另外兩種胺基酸。
所以,地球上所有的動植物蛋白質都是由這22種胺基酸構成的。
分類:根據其結合基團不同。可分為脂肪族胺基酸、芳香族胺基酸、雜環胺基酸、無環胺基酸(acyclic)、鹼性胺基酸、含硫胺基酸、含羥基(醇)胺基酸、含碘胺基酸等。

焦糖化反應:單純「糖」受熱後分子瓦解的過程。
當我們在製作純糖食品時,可以觀察一下,煮糖的升溫過程中,顏色會由白*轉淡黃色再進入咖啡色,並且會愈來愈深。而口感會由軟慢慢變硬。所以你可回想一下,各種糖製品,偏軟的是不是顏色都偏淡,而偏硬的是不是顏色都偏深? 這有一部份原因是糖中的水份慢慢流失,當低於一定百分比之後,焦糖化反應開始作用。我們在煮糖的過程中,高溫環境測量糖中的水分百分比是極為困難的,故直接量測糖的溫度做對比是相對容易的方案。
烘焙筆記

綠原酸

味道與風味
味道是味覺,目前大家公認的味覺有:酸、甜、苦、鹹、鮮 五種。而咖啡中,酸、甜、苦是較普遍被討論的。
至於咖啡風味就我的認知是嗅覺,味覺與舌面觸覺的綜合感受,其中以嗅覺最為關鍵。
烘焙筆記

熱的傳遞方式:傳導、對流、輻射。
一般在討論烘豆時,必會提到這三種熱傳遞方式。
我從一般討論文章中推論這三種方式的分類,是以主要熱"源"來做區分。
但我自己從相對微觀的觀點來看,所有熱傳遞皆可屬於傳導熱。
傳導:一般會帶來相對厚實的口感。生豆與鍋壁或是豆子之間的接觸為其主要來源。
對流:風味相對乾淨。熱風(無論是如何產生)為其主要來源。
輻射:風味相對乾淨。紅外線熱源或是微波為其主要來源。
其實許多熱源提供的都是複合性方式,在烘豆系統中更是如此。因此就是烘焙中熱傳遞的百分比,你如何定義與分類而已。
這邊特別提一下,微波相對於其他加熱方式,豆體內是比豆體外較容易受熱的,這在單一豆子時是成立的。但一堆豆子時,情況會相對複雜的多。不太討論細節的話,其實只要知道它會提供相對乾淨的風味即可。

烘焙節奏與烘焙計畫:時間。風門。火力。轉速。ROR。入豆溫。回溫點。轉黃。一爆。二爆
這邊提供一個我所認知把豆子烘熟的手法,至於烘到美味,得靠每個人的綀習與嘴巴了。
時間
小弟的半熱風玩家機,目前基本烘焙節奏為 5,4,1.5~2。一爆後溫升10度 +/- 5度範圍。淺焙至淺中焙為主。
其中 5 又可細分為 2+3,2min為豆溫100度以下,3min為100度至轉黃點。
然後配合ROR曲線由左高至右低緩降提供熱能。若依我上述節奏,我轉黃點ROR會控制在約13-15左右,一爆點ROR控制在10以下。
熱風比強的,可以嘗試縮短一爆前節奏。全熱風機烘完一鍋6分鐘下豆也是常有的事。而若以傳導為主要熱源,可以試著延長脫水期看看。
風門
若就是想簡單烘熟的話,風門的目的就是在幫助水氣與煙的排出,這時我會建議由小開到大為原則。
當然你也可以嘗試一風到底。或是在銀皮脫落的時間點,短暫開大風門。
若是以思考風門在烘焙概念中到底扮演什麼角色,我認為風門是在調整傳導熱與對流熱的比例。比例不同,自然風味取向就不同。
不過提醒一點,風門還需配合火力或是說節奏。大風門期望著高對流熱帶來的乾淨風味,自然節奏也要偏向熱風機的較短烘焙總時間,否則單純開大風門火力不變,導致整體烘焙時間拉長,非常有可能只會得到一杯平淡的咖啡。
另外,我曾聽過一種說法,還不只一位烘友這麼說過,最近剛好有烘友又提出,我節錄如下:相同火力,在某個的風量之下,風越大,升溫越快,超過這個值就下降得很快。
這直覺覺得很奇妙對吧? 我的理解是,風路是一個連續的流動,當你開大風門當下,原來溫度的熱風被抽的更急,故提供了更多熱能,所以升溫更快。但我想過段時間,相對較低溫的熱風被帶進來時,升溫還是下降的。這種遲滯現象,會隨著系統保溫性愈好與風路容量愈大而愈加明顯。簡單的類比,可以想像用蓮蓬頭沖澡時,熱水太燙,水龍頭往冷水方向偏一點,你必需等一段時間才能得到較低溫的水一樣。
火力
火力我目前是配合著ROR緩降趨勢與預計的烘焙節奏在調整。
市場主流在明火的設計是瓦斯針閥配上壓力表。這邊分享一下我請廠商改火源的經驗。
當初本著家庭烘焙的想法,住家大樓本就使用天然氣,故請廠商將火源燃料改為天然氣。
後來到貨試烘幾鍋後,發現火力對應壓力表,壓力表要達到起始壓力顯示時火力的瓦斯流量已太高。還有火力對應壓力表精度不足的問題。
比如一爆後,我降火,火力需在紅線區5-10mmH2O的最小一格裡去變動。最大火力40mmH2O已非常夠用。這都再再造成我用火的困擾…
烘焙筆記
在與廠商連絡後得知傳統瓦斯改天然氣,設計變動的只有火排裡的瓦斯火嘴改為天然氣火嘴,然後壓力表改為低壓區間的表頭。
故我目前短暫解法為:天然氣火嘴孔部份貼上銅箔遮避,以提升管內壓力。目前看來,火源還算穩定有效。分享給有考慮使用天然氣火源的烘友參考。(其實我還想改火排高度,甚至是火排的型式…
另外,瓦斯針閥會飄動的問題我也碰到了,這與01上另一篇RF300烘友升級試機時,試烘火神500X時也有提及。這些小地方,烘友試機時也可以多注意唷
烘焙筆記
轉速
鍋爐轉速對我的意義就是均勻的烘焙,其次才是風味。甚至可以說,風味乾淨,就只是均勻的結果。要靠轉速差異創造什麼熱流向的改變,在鍋爐攪拌葉片設計上是何其困難。大容量鍋爐可能還相對容易實現。
豆子在加熱過程中,水份會散失,結構也會愈來愈脆弱,燙傷的風險自然會升高,故原則上是隨著升溫而加快轉速。目前主流做法,通常是固定轉速到底,或是一爆前固定一爆後拉轉。
一般轉速馬達是由旋鈕控制電壓來達到調速的功能,但轉速還與負載有關,負載愈大,轉速愈慢。咖啡在烘焙的過程中,重量是會變輕的,故傳統控壓馬達,在固定電壓下,鍋爐轉速本就會愈來愈快,只是程度還是得看馬達規格和失重對整體負載的百分比。所以不變動電壓若能達到你心中的均勻烘焙,我建議固定轉速電壓即可。
風門火力轉速推薦連結:https://youtu.be/yjwrnKFRcb4

在聊聊烘焙計畫前,其實最重要的是了解你手上的生豆,再來就是對於自身烘豆機的熟悉程度。但直接聊生豆總覺得太生硬了,就邊說邊聊,最後再分享一些觀點吧。
入豆溫
這邊說說幾個決定入豆溫的想法。
1. 烘豆機探針偵測到的一爆溫度。在完全沒有依據,對生豆與烘豆機都不太熟悉的情況下,可以試著依一爆溫度為起點。目前常見的一爆溫度約在190-200度之間。
2.依處理法調整:水洗>蜜處理>日曬。生豆發酵乾燥處理時間。密度。
3.依烘焙節奏調整:在預想的風火配置與時間分配下,入豆溫提供了烘焙師的想法是否能夠順利實現的第一步。我個人習慣依回溫點與手法去反推入豆溫的溫度,當回溫點如預期,這時的烘焙節奏就很好控制。故我個人偏好使用此方式設定入豆溫。
回溫點
回溫點為溫度探針偵測到的轉折點。影響較直接的:入豆溫愈高回溫點愈高,室溫或是說生豆原始溫度愈高回溫點愈高,豆量愈多回溫點愈低。還有入豆後的這段風火操作。
另外其他影響因素還有濕度,生豆密度,探針的置放位置和粗細,最後是溫度計的取樣頻率。這邊針對探針粗細進一步討論,最早我是與有物理背景的烘友巫老師討論,然後某天在下面連結影片中確認想法是沒錯的。不過最近凹大更新的影片中,有更詳細的說明,有興趣的建議看看。
現象是細探針回溫點較快發生,溫度較低,故接連著正ROR也較快發生,峰值較高。粗探針則反之。
烘焙筆記
參考連結:https://youtu.be/5t0232487nA
凹大分享:https://youtu.be/OIyMmAwRfns

一爆

下豆點
這邊提供幾個抓下豆點的常用方式:
1.取樣杯測。依習慣的曲線或操作方式控制風火,然後不同時間點拿取至少夠杯測的取樣量。這在大公斤數的烘豆機中應該蠻有參考價值。可以由此方式做出你的生豆地圖,什麼生豆適合什麼焙度、風味的主軸是什麼? 適合做冷飲或是奶咖嗎? 等等。
取樣杯測參考連結:https://youtu.be/sct2FWVkmDw?t=373
2.聞香下豆。 到底是剛聞到香氣就下?或是香氣強烈時下豆?還是香氣不見時下豆?
這可以各自實驗常用生豆依感官取樣杯測或是上述不同條件鍋次杯測做比較。
這結論除了每人的感官靈敏度、生豆特性差異外,散熱系統也是我認為對結論會有所差異的變因。下豆到常溫花兩分鐘還是三分鐘,也許得到的結論就因此有異。若下雨天造成冷風的濕度過高,會不會又有影響呢? 嗅覺也因濕度受影響?
3.下豆區間。到達預計發展時間與溫度,甚至一爆聲響頻率下豆。由升溫曲線,我將依發展期的時間、溫度大致區分為四個區間。以下只是我的概念,希望大家還是以失重、焙度儀數值與杯測風味為準。
A:短時低升溫。焙度淺,特殊處理法或是日曬豆的極淺焙?
B:短時高升溫。焙度中淺,高RD,也許較適合手沖系統?
C:長時低升溫。烘度淺中,低RD,也許較適合義式系統?
D:長時高升溫。焙度中,堅果、可可調性的豆子?
這邊進一步說明,烘焙是連續的,當你要達到四個區間,其實一爆前很有可能手法就會有所變動,這很難獨立出來操作。如果硬性操作,得到的結論也很可能無法成為通則。

Quaker(奎克)豆本質上是未成熟的咖啡生豆,一般都是烘焙過後才容易發現,豆色較淺的多,切開聞會有穀物味。由於對風味沒有幫助,所以基本上都會挑掉。

失重率
在我的CHA-300半熱風小機台中,依差不多的烘焙節奏、發展時間與溫升去做失重率的對比。這台烘出來的失重率就是與市面上其他烘豆機來得明顯偏高至少1%左右。Scott Rao曾經提過豆表烘焙值一樣時,失重比較高的批次,發展較為完整。聽起來很合理,但我從我的杯測感受卻是完全感受不出來,沒控好有草味是常有的事
參考連結:http://hsuehsc.blogspot.com/2017/10/dehydration-roast-loss.html

生豆
烘焙筆記
含水率:一般來說,含水率愈高的生豆,需要愈多的熱能。使用相同的風火,會得到愈長的烘焙總時間,要維持相同節奏就得加火。但在我的經驗中,含水率的影響並不大,我想這是因為生豆相對於我的烘豆機系統佔比過小的原因。也許生豆量增加、鍋體改成薄鍋或直火鍋,此影響就會相對明顯了。
豆體大小:豆體大的,內外差容易形成,香氣足,適合手法? 豆體小的,油脂結構較完整,內外差較一致,適合義式?
品種:講到品種,各位一定要看看凹大分享的這篇! 非常有趣,自己點進去吧!
https://hotonicoffee.blogspot.com/2019/07/blog-post_26.html?fbclid=IwAR1eiYgTCcV_UpaYTc0X8JibzW56zl0YJBl9qOYajpAnYlDwIXNsC8Ou5bE
除了生豆一些測量參數外,這邊提一些對我來說相對有趣的事。
1.衣索比亞原生種:衣索比亞產區因為品種太多,所以寫品種時,是無法獨立明確的寫出單一品種名稱的,所以我們用原生種來概括稱呼這個產區的品種。
2.生豆的產品名稱:這邊舉列最有名的音樂家系列。生豆進港後,經烘焙杯測後,依風味取向,決定這批生豆叫什麼名字,而不完全是生豆商依預期下單的批次命名。也就是說,我向莊園下單巴哈取向的生豆批次,但收到貨後,杯測出來的風味取向如果偏向蕭邦,那我就用蕭邦來命名賣出這批生豆?
3.疫情下的生豆生態發展:交通成本的增加,心理上的壓力,尋豆師再也無法自如的遊走在各產區之間。故在避免碰雷的心態下,只能與之前關係就良好的莊園合作,或是依國際評鑑比賽的得獎豆子名單中下單,這勢必造成大者恆大,而消費者想要偶爾碰到高CP值的生豆機會應該就變少了

養豆目的:二氧化碳。酵素(酶)。油脂。
養豆的第一個目的:在上述烘豆的化學反應中可以得知,烘焙過程會產生二氧化碳,而熟豆中的二氧化碳在咖啡萃取時,會降低萃取效率。故養豆一段時間,讓部份二氧化碳排出,將有助於我們咖啡沖煮。手沖中的悶蒸與義式中的預浸也與此有關。
養豆的第二個目的:風味養成。在生活中,發酵作用一直都在運作著,從咖啡種植到熟豆沖煮。當熟豆烘焙完成,發酵作用會使風味熟成,這在淺焙豆中更是能感受到差異。可以想像成香蕉或是芭樂等水果,放一段時間後,味道與風味的改變。
養豆的第三個目的:在義式萃取中,我們一般不會使用剛烘焙好的熟豆,烘好一個月的熟豆甚至更理想。這是因為時間能讓熟豆中的油脂更均勻的分佈。(當然排放二氧化碳也是原因之一)
養豆期:烘焙手法。熟豆狀態。
節奏:快烘的養豆期較短,風味較強烈,但相對賞味期較短。慢烘反之。
焙度:淺焙養豆期較長,深焙反之。
豆體:狀態愈炸烈的熟豆,養豆期愈短。
最佳賞味期:
參考連結:https://youtu.be/G1gx4Qq4RKk

風味輪
風味輪可視為一種統計語言,自然描述會取決於取樣品。
每個國家的飲食習慣、料理與食材不盡相同,
甚至是地形與氣候都會影響人的感觀。
當取樣品是美國人,出來的描述自然是他們生活中較常見的食材風味。
這時創造出來的風味輪,我們可以比喻它為英語。
當你對華人講英語時,華人自然是一堆問號。
語言的目的在於溝通,故對到什麼人講什麼話是在自然不過。
所以帶你品飲的老師,如果是懂得多國語言的人,你真是太幸運了!

風味品飲的建立,最好的方法就是一群人互相分享,這群人最好還是士農工商,來自江湖各地
若是有老師相伴,建議在風味的描述上能更具體。
比如蘋果味,哪是青蘋果還是紅蘋果? 是靠近蘋果皮的香氣呢? 還是蘋果果肉的味道?靠近果蒂的果肉? 咬到蘋果種子那區的味道?

舊版風味輪,它把香氣(aroma)區分三大類:酵素作用的(enzymatic,花香、果香、草本香)、焦糖化的(sugar browing,堅果、焦糖、可可香)、乾餾的(dry distillation,樹酯、香料、碳燒香),其中酵素類香氣,分子量小,出現得早,揮發性高,一爆後的發展溫度過高時間過長時,很容易就會把它燒光;焦糖化類香氣,分子量中等,一爆前後開始大量發展出來,但伴隨著焦糖化的過程也會產生大量的酸,香味發展與酸味降解是主要課題;乾餾類香氣,分量最大,焦糖化到一定程度會進到乾餾反應,它可以除掉咖啡的草本生澀味,但也會生成苦味並加深咖啡的顔色。
參考連結:https://hotonicoffee.blogspot.com/2017/09/blog-post_18.html

Slow Start Fast Finish(SSFF)強調焦糖化香氣? Fast Start Slow Finish(FSSF)強調酵素類香氣?

水活性高,適合長梅納期? 水活性低,適合短梅納期?
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