Любой, кто профессионально занимается обжаркой кофе или выпечкой хлеба, слышал о реакции Майяра . Но связанная с этим реакция, называемая деградацией Штрекера , гораздо менее известна и играет решающую роль в обжарке кофе. В этом посте мы собираемся подробно изучить эту недооцененную реакцию, поэтому обязательно приготовьте лабораторные халаты и защитные очки.
Некоторое время назад мы написали введение в реакции Майяра и их роль в обжарке. Это реакции с буквой «s», потому что они представляют собой сложную сеть химических реакций, которые возникают в результате совместного нагрева сахара и белка. Реакции Майяра во многом способствуют восхитительному аромату и цвету многих различных продуктов и напитков, которые становятся коричневыми по мере приготовления или высыхают. Деградация Стрекера часто считается подмножеством реакций Майяра, но, в частности, с кофе она играет очень специфическую и важную роль. Он вносит свой вклад в характерный аромат свежего кофе и создает почти весь CO 2, содержащийся в ваших зернах. Это означает, что деградация Strecker является основной причиной второй трещины - мы настоятельно не рекомендуем вам врастать во вторую трещину. Самое интересное, что на количество соединений Strecker в вашем кофе можно повлиять, изменив способ его обжарки, способ заваривания и способ хранения.
Химия Расщепление по Штреккеру
Деградация Штрекера была впервые обнаружена немецким химиком Адольфом Штрекером в 1862 году. Эта реакция превращает аминокислоты, строительные блоки белка, в летучие ароматические соединения, называемые альдегидами. Альдегиды обычно имеют характерные запахи, и многие из них можно почувствовать даже при очень низких концентрациях, что делает их важной частью сложного аромата свежего кофе.
Деградация по Штрекеру - это двухэтапная реакция: аминокислота окисляется с помощью другого соединения (окислителя), а затем образовавшаяся молекула распадается на альдегид, выделяя при этом аммиак и диоксид углерода.
Деградация Штрекера . Аминокислота превращается в альдегид с помощью молекулы окислителя. Какая бы боковая цепь (R) ни была у аминокислоты, она образует основание альдегида.
Окислитель обычно представляет собой дикарбонильное соединение - молекулу с двумя атомами кислорода, соединенными двойными связями с соседними атомами углерода. Реакции Майяра являются мощным источником такого типа молекул, поэтому деградация Штрекера тесно связана с реакциями Майяра.
Образовавшийся альдегид может образовывать многие другие соединения, включая меланоидины и некоторые из наиболее важных ароматических соединений кофе.
Чем пахнут альдегиды Strecker?
Альдегиды в целом очень ароматны и широко используются в парфюмерии или ароматизаторах из-за их цветочных или фруктовых ароматов. Альдегиды могут охватывать весь спектр кофейных ароматов - от цветочных, травяных и фруктовых до ореховых, солодовых, жареных и землистых. Альдегиды, образующиеся при разложении Strecker, являются важной частью аромата свежего кофе и могут использоваться в качестве индикатора свежести кофе ( Buffo and Cardelli-Freire 2004 ).
Разложение Strecker также играет жизненно важную роль в реакциях Майяра, создавая прекурсоры для всех видов ключевых кофейных ароматов, включая пиразины, которые придают свежеобжаренному кофе большую часть его характерных землистых, ореховых и жареных ароматов ( Toledo et al, 2016 ). Поскольку он участвует в образовании многих важных ароматических соединений, разложение Strecker помогает «направлять» реакции Майяра на создание соединений, которые придают кофе аромат, а не только цвет (Yaylayan 2003 ). Вот почему так важен вкус жареного кофе.
Расщепление по Штреккеру Вызывает вторую трещину
Каждая аминокислота, которая разрушается в результате разложения Штрекера, также высвобождает одну молекулу диоксида углерода. Удивительно, но этого достаточно, чтобы объяснить подавляющее большинство - 80% или более - CO 2, образующегося внутри кофейных зерен во время обжарки ( Wang and Lim 2017 ). Во время обжарки часть углекислого газа, образующегося при обжарке, задерживается в кофейных ячейках, постепенно увеличивая давление внутри.
Первая трещина возникает из-за испарения воды в пар, который создает давление внутри зерна до тех пор, пока не разрушает структуру зерна. Вторая трещина - это аналогичный процесс, который происходит, когда давление углекислого газа внутри отдельных ячеек кофе становится достаточно высоким, чтобы разорвать их. Поскольку в результате разложения Strecker образуется большая часть CO 2 в обжаренном кофе, он также является основным фактором возникновения второй трещины ( Lyman et al 2003 ).
Как влияет обжарка Расщепление по Штреккеру ?
Поскольку разложение по Стрекеру зависит от соединений Майяра, действующих в качестве окислителей, часто предполагается, что это происходит в основном на более поздних этапах обжарки, после того, как температура зерен достигает 160 ° C ( Lyman et al 2003 ). Однако альдегиды Стрекера также имеют тенденцию разрушаться или испаряться при высоких температурах - поэтому, хотя они могут образовываться более быстрыми темпами при высоких температурах, они так же быстро теряются из бобов.
Расщепление по Штреккеру и антиоксиданты
Хотя считается, что реакция Майяра и деградация Штрекера происходят при высоких температурах, обе реакции также протекают при комнатной температуре - но очень медленно. Разложение Strecker происходит в зеленом кофе во время хранения ( Holscher and Steinhart, 1995 ), а также способствует потере вкуса с течением времени консервированного кофе, готового к употреблению.
Поскольку разложение Strecker зависит от окислителя, запускающего первую стадию реакции, антиоксиданты в кофе, такие как хлорогеновая кислота, могут снизить скорость разложения Strecker , помогая сохранить аромат консервированного кофе ( Zheng et al 2015 ).
Хлорогеновая кислота и другие антиоксиданты также могут ингибировать деградацию Strecker во время обжарки. В одном эксперименте, предназначенном для моделирования конкретных реакций в условиях обжарки, исследователи обжаривали одну очищенную аминокислоту вместе с глюкозой ( Wang and Ho 2013 ). Они обнаружили, что добавление антиоксидантов сильно снижает степень деградации Strecker . Пока неясно, повлияет ли это на обжарку настоящего кофе.
Химия обжарки чрезвычайно сложна, и сообщество обжарщиков еще не имеет четкого представления о том, как контролировать конкретные химические реакции, которые происходят во время обжарки. Однако у деградации Strecker есть несколько интересных рычагов, которые мы можем потянуть, в частности, путем настройки температуры заряда и времени обжарки. Деградацию Strecker часто связывают с реакциями Майяра, но недавние исследования показывают, что то, что происходит в начале обжарки, может повлиять на развитие соединений Strecker, что, в свою очередь, влияет на то, какие ароматические соединения создаются в фазе Майяра обжарки. Оказывается, эта менее известная реакция может управлять реакциями Майяра, а не просто следовать за ними.
1 Комментарий