数据分析烘焙对滴滤咖啡萃取的影响

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大多数情况下,烘焙师会根据成品熟豆的用途选择烘焙风格。意式浓缩烘焙和滴滤烘焙方法极为不同,用这两种方法烘焙出的咖啡口味也千差万别。

前不久在 Crown 公司的办公室,我和 Jen、Evan 正在讨论烘焙过程中的哪些步骤和因素会影响咖啡最终的可溶度。在公司,我们经常会对烘焙样品进行冲泡,并检测萃取率。若遇到同一款咖啡在不同两次烘焙当中萃取率差别较大的情况,我们会尝试找出其中的原因。在不断的工作和探索中,我们都产生了同样的疑问:烘焙风格真的可以用时间、温度、萃取率和TDS来量化吗?

我负责的一项工作是研究咖啡烘焙过程中的美拉德反应。我的推测是:咖啡从开始烘焙到“一爆”的时间越长,咖啡可溶度越高。我想知道我的同事是否和我有着同样的想法,因此我找来了 Evan 和 Jen ,他俩都从深度烘焙咖啡的角度向我提出了质疑,因为深度烘焙咖啡的可溶度也很高。Jen打赌说,在“二爆”之后,“咖啡萃取率会降低,因为咖啡发生了物理变化”。Evan 补充道,焦糖化时间越长,同样可能会使咖啡在“一爆”之后可溶度变高。

当然,我的意思并不是单靠数字就能决定咖啡的口味,但至少数字可以帮助我们更加深入了解咖啡萃取的过程,以及如何才能充分发挥咖啡的潜质。

一、变量

为一探究竟,我查找了过去的数据记录,并收集整理出了3750个数据点,设计135次冲泡、111次烘焙、59款不同咖啡。

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每一款咖啡都至少进行了2次烘焙,通过对不同烘焙批次的对比,我们可以找出不同的烘焙风格是否会对咖啡的可溶度产生影响。

从一杯冲泡好的咖啡中,我们可以得出9种烘焙变量、3种生豆变量和10种萃取变量。我们尽可能多地收集和分析了各种变量,以保证结果的准确性和可信度。

二、假想

在所有样品中,仅有3款进入了“二爆”。所有的咖啡烘焙时间都在7:30-11:59之间,ColorTrack 色度均在54.45-62.368之间,除了3款深度烘焙咖啡色度在70-71.2之间。所有咖啡均是用1kg Probatino 烘焙的,但批量有所差别。计时均是从手动将生豆倒入烘焙炉的一刻开始。

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所有咖啡均是在位于加州的 Royal Offices 进行。所有冲泡数据均是由手工记录。冲泡采用手冲滴滤方式。我个人认为我们所用的水的水质和矿物质含量可能会对咖啡萃取造成轻微影响,因为去年以来由于更换了一次过滤器,办公室水的矿物质含量发生了较大改变。

经过研究,我们发现并不是所有样品的对比都具有参考性,因此我们花了一些时间将无效的、可能会对实验结果造成负面影响的数据进行了筛检。最后,我还是想说,我们的数据虽然已经非常全面,但仍有很大的局限性,未来我希望通过进一步的实验对这一结论进行证实。

三、分析

在实验开始时,我发现由于数据涵盖面广,分析起来的难度非常大,许多参数的重要性变得微乎其微,参考价值很低,例如烘焙过程中的重量损失、爆裂后咖啡豆成熟所用时间占比、生豆参数、炉内和炉外 ColorTrack 度数都有很大的随机性,且与冲泡参数的关联度极小。

或许重要性最高的是总烘焙时间,它与萃取率之间的关系非常密切,总烘焙时间变化133秒,便会造成萃取率变动1%,二者之间的关联趋势十分明显。

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另一大趋势显示,轻度烘焙的可溶度或许更高。3款深度烘焙咖啡虽然趋势不尽相同,但最轻的深度烘焙和最深的轻度烘焙之间可溶度差距达到了7.5%,因此或许在中度烘焙和深度烘焙之间的某一点,萃取率会出现反弹。

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保证萃取参数相同

最终,为保证结果真实公正,我决定对数据进行筛选。首先第一步,我准备删除掉冲泡参数不相同的对照组。此外,我还删除了同款咖啡不同烘焙冲泡结果的萃取率差距低于0.5%的对照组。最终,我筛选出了25款咖啡的50款烘焙样品。

在这50款样品中,最明显的趋势出现在总烘焙时间和爆裂后焦糖化反应之间(或爆裂后生豆成熟,简称“PCD”)。但数据分析所得出的结果与Evan的预测完全相反!下图展示了PCD比例与萃取率对比趋势图:

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结果显示,二者的趋势其实是相悖的。在对比每个对照组时,萃取率较高的样品通常PCD时间较短,在25个比较组中,有18个体现出了相同特点,比例达到72%,虽没能保证100%,但仍证明了这一趋势的普遍性。

当然,我们也不能忘记比较萃取率差别较小或几乎不存在的对照组。如果上述趋势真实存在,那么萃取率差别较小的对照组,其PCD比例差别也应当较小。为此,我们将25个对照组分为两类,其中有12个萃取率几乎没有差别,差别小于0.2%;另外13组则差别较小,差别在0.2-0.49%之间。

在第一类12个对照组中,PCD差别明显,超过0.5%;另一类13个对照组,PCD差别较小。实验结果跟我们的预测相悖,因此我们认为,萃取率和PCD或许并没有太大关联。

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相同烘焙时间

我的下一步计划是统一烘焙时间,以进一步明确和缩小数据库范围。如果同一款咖啡2次烘焙时间差距不高于30秒,那么我就可以找出美拉德反应或PCD对于咖啡萃取率的影响。

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现有的样品中,有21个对照组的烘焙时间差距小于30秒,其中,有2组虽然烘焙风格完全不同,但并没有显示明显萃取率差异。这2组都是湿法脱壳苏门答腊咖啡,并用 Bonavita 冲泡的。

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但结果令人失望,数据的随机性太大,无法支撑确凿论断。因此我认为,烘焙风格的改变,如果烘焙时间相同,并不会对咖啡萃取率造成太大影响。

只选用自动冲泡

对于之前实验结果略显失望的我,决定重新审视我所收集到的数据。我发现,或许是手冲方法令我的实验结果显得乱七八糟。如果我能去除人为干扰因素,或许我们能够更好地看出数据的趋势。Bonavita 自动滴滤壶或许能够保证粉量、研磨、水量等冲泡参数,帮我更好控制数据的准确性。

最终我们决定使用这套总设备对27个对照组进行冲泡。事实证明,我的决定是对的,实验结果终于趋向清洗。

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通过这次试验,我再次发现了美拉德反应时间与萃取率之间的反向相关趋势,美拉德反应时间每延长50秒,萃取率便会下降1个百分点。特例只有一个:我的巴西咖啡的美拉德反应时间为5:35秒,萃取率仍高达23%。

此外,我再次确认了较短烘焙时间与高萃取率之间的关联。

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而且,实验结果还显示,成品颜色越轻,萃取率越高。

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但又是苏门答腊咖啡给我出了难题,虽然烘焙风格完全不同,但萃取率居然完全相等,以下是数据结果:

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美拉德反应时间、较低的PCD比例、ColorTrack 色度均不适用。因此,烘焙时间的长短是唯一可以确定100%会影响咖啡可溶度的因素。

结论

我并不认为我们的实验结果适用于所有咖啡。但单从这次的实验结果来看,仍有很多值得借鉴的地方:

1. Bonavita 能够保证咖啡冲泡品质稳定统一,能够体现出明显的数据趋势。手动冲泡存在一定人为干扰因素,会导致数据离散和趋势不稳定。因此我们可以确定,人为干扰是造成萃取率波动的一大因素之一。

2. 总的来讲,烘焙风格虽有可能影响咖啡可溶度,但并非绝对。其中有可能造成咖啡可溶度较高的因素有:

– 较低LCD比例

– 较短美拉德反应时间

– 较短烘焙时间

– 较轻成品颜色

3. 虽然没有进行严谨、大批量的实验,但我可以确定的是,咖啡的可溶度形成于烘焙的早期阶段,也就是接近“一爆”开始的时间段。相比温度或颜色,可溶度受烘焙总时间的影响更大。

综上所述,我认为烘焙并不应以追求高萃取率为目标。咖啡的好坏取决于你的舌头,而非在烘焙时反复计算数字。

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文章来自:今昔物语 www.jinxiwuyu.com


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