コーヒー豆を含めて、食品が加工または貯蔵中に変色する現象を褐変と呼んでいます。
食品の褐変現象には、酵素作用によるものと、酵素作用によらないものがあります。
前者を酵素的褐変反応、後者を非酵素的褐変反応と呼んでいます。
コーヒー豆(生豆)を焙煎すると、コーヒー豆は黄色・茶色・濃い茶色と褐変して行きます。
コーヒー豆の焙煎で現れる褐変現象は、加熱による化学反応に起因しているので、非酵素的褐変現象です。
コーヒー豆焙煎中の褐変現象は、メイラード反応とカラメル化反応の２つの反応による化学成分変化が、コーヒー豆焙煎中に発生する香りの相当程度は、メイラード反応・カラメル化反応・ストレッカー分解という３つの反応による化学成分変化が関係していると年老いた珈琲豆焙煎屋は考えています。
【目次】
メイラード反応とカラメル化
メイラード反応もカラメル化も、食材を茶色く(褐色に)する化学反応です。
どちらの化学反応も、食べ物を茶色くして美味しくする反応で、糖が存在していることによって発生する現象です。
温度が高くなるときに活発に起こる反応で、食べ物の香りを強くします。
メイラード反応
糖(還元糖、単糖類)とアミノ酸が一緒に存在している時に起こる化学反応で、還元糖とアミノ酸が結合して、その結合して出来た物質が酸素や水と反応しながら、変身を繰り返しながら、最終的にメラノイジンと呼ばれている茶色(褐色)の物質や、芳ばしい香りのする物質を作り出す反応です。
温度が高く無くても発生する化学反応ですが、温度が高くなると反応速度が速くなって、１５５度～１６０度くらいで反応が最も活発になると言われています。
コーヒー豆の焙煎プロセスでは、コーヒー豆温度(焙煎温度)１６０度くらいで、メイラード反応が活発化すると年老いた珈琲豆焙煎屋は考えています。
カラメル化
カラメル化は、糖のみが存在している時に起こる化学反応です。
糖を加熱すると、水分を失って行く過程で分解・結合(様々な化学反応)が起こって、最終的に茶色の物質やカラメル独特の苦味を持つ物質が作られて行く化学反応です。
カラメル化は、糖を加熱することによって発生する化学反応で、ショ糖のカラメル化は１８５度以上で始まると言われています。
コーヒー豆焙煎プロセスでは、コーヒー豆温度(焙煎温度)１８５度～１９０度くらいからショ糖のカラメル化が始まると年老いた珈琲豆焙煎屋は考えています。
しかし、コーヒー生豆に含まれているショ糖(砂糖)は、コーヒー豆温度(焙煎温度)１８５度までにその相当部分が消費されていて、それほど多くのショ糖は残っていないと考えています。
メイラード反応とカラメル化は同時に起こる
食品を加熱すると、メイラード反応に加えてカラメル化も起こるとされていますが、高温で加熱処理するコーヒー豆の焙煎では、カラメル化の占める割合が大きくなるとも言われています。
コーヒー豆の焙煎でも、メイラード反応とカラメル化が同時に起こっていて、一部の糖は糖同士で反応し、一部の糖はアミノ酸と反応するというように、複雑な反応が起きていると年老いた珈琲豆焙煎屋は考えています。
ストレッカー分解
メイラード反応の副反応として起こる反応がストレッカー分解で、メイラード反応の結果生じた化合物(α-ジカルボニル化合物とアミノ酸が脱水縮合してできた化合物)が反応して、炭酸ガスや揮発性芳香物質(加熱香気)を生じる反応だと年老いた珈琲豆焙煎屋は理解しています。
もう少し詳しく
『コーヒー豆焙煎中に発生するメイラード反応、ストレッカー分解、カラメル化反応』について、もう少し詳しく考察した記事をnoteにエントリーしています。