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咖啡豆的微观结构,了解一下

2019年09月17日 | 作者: 重庆百瑞斯特咖啡西点调酒学院 | 分类: 咖啡知识 | 

培训

咖啡最初是一种水果,被亲切地称为咖啡樱桃,从农场到杯子咖啡经历了惊人的转变。然而,大多数咖啡果实在加工过程中会被剥去,只留下咖啡豆(胚乳)及银皮。

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图1:咖啡樱桃的结构

100%阿拉比卡拼配咖啡中往往含有来自世界各地的不同的阿拉比卡亚种或品种。相比之下,单一产地咖啡的定义是来自单一地理位置,单一品种的咖啡。单一产地咖啡通常有独特的风味,风味受生长环境的不同因素,如海拔、气候和土壤的影响。此外,多种方式加工也会影响咖啡的味道。

烘焙过程中发生的物理和化学变化将咖啡种子变成我们熟悉和喜爱的咖啡豆。除了在烘焙过程中发生的化学反应,咖啡豆还会失去水分。水的蒸发造成了内部压力的增加和气体的变化。随着咖啡豆体积的改变,咖啡豆的孔隙结构也会发生物理变化。

我们使用显微镜研究了两种单一产地的咖啡:巴西和巴布亚新几内亚(PNG),对同一产地咖啡生豆和熟豆的微观结构进行了比较。

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表1:两种咖啡的生长环境和加工方式

研究人员特意选择了两种不同品种的咖啡(Yellow Bourbon,Typica),种植在不同的海拔高度,并采用两种不同的处理方法。这两个品种都是阿拉比卡咖啡的亚种。Typica是原始品种,所有其他品种都是Typica的突变或基因选择品种。

图2显示了这两个品种的咖啡樱桃。除了生长环境的不同,这些咖啡在收获后的加工方式也不同,巴西咖啡属于日晒处理,巴布亚新几内亚属于水洗处理。

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图2:阿拉比卡咖啡的不同品种间存在显著差异

扫描电子显微镜

利用SE2检测器对巴西和PNG样品的生豆和熟豆进行了二次电子成像。

扫描电子显微镜(SEM)主要是利用二次电子信号成像来观察样品的表面形态,即用极狭窄的电子束去扫描样品,通过电子束与样品的相互作用产生各种效应,其中主要是样品的二次电子发射。

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巴西咖啡生豆(左图两张)和PNG生豆(右图两张)在两种不同放大倍数下的对比。

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巴西咖啡熟豆(左两张)和PNG咖啡熟豆(右两张)的两种放大倍数下的对比。

从显微照片上可以看出,生豆和熟豆之间存在着显著的差异。生豆有一个非常紧密,多节的结构,孔隙不可见。相比之下,烘培后的咖啡豆密度明显较低,孔隙呈网状结构。然而,在巴西和PNG豆之间并没有明显的结构差异。用ImageJ中的测量工具对烘烤后的豆子的孔隙进行测量,结果表明,这两种豆在烘焙后的结构没有显著的差异。

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巴西熟豆和PNG熟豆的孔隙直径对比

虽然巴西豆和PNG豆没有表现出明显的结构差异,但豆子结构显微照片看起来仍然很酷!

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不同角度的巴西豆显微照

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不同角度的PNG显微照

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显微照最酷的特性之一是银皮的纹理

光学显微镜

光学显微镜是另一种用来观察咖啡豆的技术。光学显微镜的一个优点是固有的彩色图像。与二次电子成像不同,光学显微镜并不能提供太多的景深。

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彩色化

用Adobe Photoshop给一些很酷的咖啡豆SEM图像上色。

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用不同的显微技术研究咖啡豆,发现咖啡生豆和咖啡熟豆的微观结构有很大的不同;两种不同的单一产地的咖啡之间没有显著的差异。咖啡豆是由各种有趣的纹理组成的,下次你喝咖啡的时候,希望你能近距离观察咖啡豆是多么的酷。

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