การแปรรูปกาแฟ กับปฏิกิริยาทางเคมี

เหตุใด การแปรรูปกาแฟ หรือการโปรเซสกาแฟที่แตกต่างกัน จึงให้รสชาติที่แตกต่างกันออกไปได้ อะไรทำให้ การแปรรูปกาแฟ แบบ honey ทำให้กาแฟมีรสหวานมากยิ่งขึ้น อย่างที่เราทราบกันดีอยู่แล้ว ว่าในกระบวนการแปรรูปกาแฟนั้น สิ่งเหล่านี้ล้วนแล้วแต่ส่งผลต่อกลิ่น รสชาติ และประสาทสัมผัสของกาแฟมากมาย

และในวันนี้เอง เราจะพาคุณเจาะลึกไปถึงข้างในกระบวน การแปรรูปกาแฟ มันเกิดอะไรขึ้นในกาแฟของเรา มีปฏิกิริยาใดที่เกิดขึ้น ในกระบวนการแปรรูปกาแฟที่แตกต่างกัน การหมัก ส่งผลต่อกาแฟของเราอย่างไร วันนี้เราจะไปคุยกัน

ต้นกำเนิดของรสชาติและกลิ่นของกาแฟ

รสชาติที่เราได้รับ และกลิ่นที่หอมของกาแฟนั้น ได้รับการพัฒนา หรือเกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการคั่วกาแฟ สารประกอบที่อยู่ข้างในในเมล็ดกาแฟจะมีการระเหยออกมา ซึ่งสารประกอบเหล่านี้เป็นสารประกอบที่ทำให้เกิดกลิ่น มีการเปลี่ยนแปลงของสารเคมีที่อยู่ในสารประกอบเหล่านี้ ซึ่งล้วนแล้วแต่อยู่ในกาแฟในรูปแบบของสาร หรือกรีนบีน

หากอย่างง่ายที่สุด การย่อยสลายของน้ำตาลเชิงเดี่ยว และสารประกอบพวกโพลีแซคคาไรด์ (polysaccharide) จะเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการคั่ว ซึ่งสิ่งนี้เองทำให้เกิดรสชาติหวาน และการคาราเมลไลซ์ ยังมีสารประกอบอื่นๆ ที่ก่อให้เกิดชาติที่มีความแตกต่างกัน อย่างกรดhydroxycinnamic (ซึ่งเป็นสารประกอบประเภท phenolic ชนิดหนึ่ง) ทำให้เกิดกลิ่นที่เหมือนกับเครื่องเทศหรือกลิ่นที่มีความร้อน ต่อมาเป็นพวกกรด Hydroxy-amino acid อย่างพวก threonine และ serine ในระหว่างกระบวนการคั่ว โปรดเหล่านี้จะถูกเปลี่ยนเป็นสารประกอบที่สามารถระเหยได้ที่เรียกว่า pyrazine และ pyrrole ซึ่งกลิ่นกาแฟคั่วที่เป็นเอกลักษณ์ ก็เกิดขึ้นจากสารประกอบสองตัวที่ว่ามา

จากที่กล่าวไปข้างต้น ทำให้เรารู้ว่าการคั่วกาแฟนั้น ทำให้เกิดรสชาติและกลิ่นในเมล็ดกาแฟของเรา แล้วการแปรรูปกาแฟล่ะ การใช้วิธีการแปรรูปกาแฟที่แตกต่างกัน มันจะส่งผลต่อปริมาณของสารประกอบต่างๆ ที่อยู่ในกาแฟที่แตกต่างกัน เมื่อสารประกอบเหล่านี้ต่างกัน เมื่อนำกาแฟไปคั่วก็จะได้รสชาติและกลิ่นที่แตกต่างกันออกไปด้วย กลิ่นจะมากน้อยเพียงใดก็ขึ้นกับปริมาณของสารประกอบที่อยู่ในเมล็ดกาแฟว่ามากมากน้อยเพียงใด ซึ่งกระบวนการแปรรูปแต่ละแบบให้ผลต่างกันออกไป

การแปรรูปกาแฟ กับการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในเมล็ดกาแฟ

โดยปกตินั้น เชอรี่กาแฟจะประกอบไปด้วยเมล็ดกาแฟ 2 เมล็ด ซึ่งจะล้อมรอบไปด้วยชั้นเมือก หรือเนื้อเยื่อ (mesocarp หรือ mucilage layer หรือ pulp) ซึ่งในส่วนนี้ เป็นส่วนที่มีปริมาณน้ำตาลอยู่ค่อนข้างสูง การแปรรูปเมล็ดกาแฟ ก็เปรียบเสมือนการพยายามเอาเมล็ดกาแฟ ออกจากเปลือก เนื้อ และเยื่อเมือกดังกล่าวนี้ ทั่วโลกที่มีการทำอุตสาหกรรมกาแฟ มีวิธีการที่แตกต่างกันออกไป มีทั้งวิธีการแบบทั่วไปที่ใช้กัน รวมถึงวิธีการที่เปรียบเสมือนวัฒนธรรมของแต่ละท้องที่ แต่โดยทั่วไปแล้ว วิธีการในการแปรรูปจะมีอยู่ 2 รูปแบบ นั่นก็คือแบบ washed และแบบ natural

ความแตกต่างโดยสังเขปของทั้งสองวิธี วิธีแบบ natural เชอรี่กาแฟจะถูกทำให้แห้งไปเลย โดยที่ไม่ได้เอาผิวหนังด้านนอก และเยื่อเมือกออกมา ยังคงสภาพไว้โดยสมบูรณ์ กลับกันหากเป็นวิธีการแบบ washed จะทำการเอาทั้งเปลือก และเยื่อเมือกดังกล่าวออกจนหมด ก่อนที่กาแฟจะแห้งสนิท อีกวิธีการที่ค่อนข้างได้รับความนิยมเช่นเดียวกัน นั่นก็คือการแปรรูปรูปแบบ honey ซึ่งเปรียบเสมือนตึกร้างของทั้งทั้งทั้งสองวิธีการ โดยจะนำเอาเปลือกของตัวเชอรี่ออก ก่อนที่จะทำการตากจนแห้ง แต่จะทำการเหลือบริเวณเยื่อเมือกไว้ จะมากหรือน้อยก็ขึ้นอยู่กับกระบวนการที่แตกต่างกันออกไป

วิธีการในการแปรรูปกาแฟดังกล่าวนี้ สร้างความแตกต่างของกาแฟทั้งเรื่องของรสชาติและเรื่องของกลิ่น เนื่องจากปริมาณน้ำตาล ที่อยู่ในเนื้อและเมือก ที่ยังคงเหลืออยู่ในกาแฟ ทั้งการแปรรูปรูปแบบ natural และ honey จะมีการเปลี่ยนแปลงซึ่งเป็นกระบวนการเมตาบอลิซึม ซึ่งจะเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมีของตัวสารกาแฟอย่างมีนัยยะสำคัญ ซึ่งปฏิกิริยาดังกล่าวเหล่านี้ทำให้เกิดรสหวานขึ้น และรสชาติที่เป็นเอกลักษณ์ของกาแฟนั่นเอง ซึ่งรสชาติที่ได้จากกระบวนการดังนี้

Germination

เชอรี่กาแฟจะถูกเก็บเกี่ยวเมื่อผลสุกดีแล้ว ซึ่งเมื่อกาแฟสุกดี สิ่งที่เกิดขึ้นภายในภายใน เมล็ดกาแฟจะเริ่มกระบวนการที่เรียกว่า germination ซึ่งกระบวนการดังกล่าวจะไปทำหน้าที่กระตุ้นเอนไซม์บางชนิด และได้ทำการเผาผลาญสารประกอบ polysaccharide ซึ่งกระบวนการดังกล่าวนี้จะทำให้น้ำตาลเริ่มเกิดการสลายตัว

กระบวนการ germination ที่เกิดขึ้นนี้ มีการวิจัยบอกว่า มันมักเกิดกับกาแฟที่ผ่านการแปรรูปรูปแบบ washed มากกว่าแบบ natural ซึ่งน้ำตาลและสารประกอบอื่นๆ จะเกิดการเปลี่ยนแปลงไป จะกลายเป็นสารประกอบที่ให้กลิ่นหอม เมื่อเรานำสารกาแฟเหล่านี้ไปทำการคั่ว และนี่เอง เป็นเหตุผลที่ทำให้กาแฟที่แปรรูปแบบ washed รสชาติที่ได้มีความสว่าง และความคลีนที่สูงกว่า ถึงแม้จะมีสารประกอบที่ให้กลิ่นหอมน้อยกว่า แต่ก็สามารถชูระดับความเป็นกรดได้มากกว่า

Dried Honey Process Coffee Beans

Fermentation

Fermentation หรือเรียกอย่างง่ายว่ากระบวนการหมัก ซึ่งกระบวนการนี้ จะเกิดขึ้นกับกาแฟที่ผ่านการแปรรูปแบบ natural มากกว่าแบบ washed เนื่องจากปริมาณน้ำตาลที่ยังคงหลงเหลืออยู่ในเมือก ในขณะที่ทำการแปรรูป จะเกิดกระบวนการหมักขึ้นตามธรรมชาติ จริงอยู่ว่าทั้งสองวิธีการแปรรูป ล้วนล้วนแล้วแต่มีการหมักเกิดขึ้นด้วยกันทั้งนั้น แต่ด้วยความที่กาแฟ natural มีปริมาณน้ำตาลอยู่มากกว่า จึงเกิดกระบวนการหมักแบบเต็มที่

ในระหว่างการหมัก จุลินทรีย์ จะเข้าไปทำปฏิกิริยากับโปรตีน คาร์โบไฮเดรต และกรด chlorogenic ซึ่งเป็นสารตั้งต้นของสารประกอบที่ทำให้เกิดกลิ่นในกาแฟ ผลลัพธ์ที่ได้ไม่ใช่เพียงแค่กาแฟมีรสหวานเท่านั้น มันยังทำให้กาแฟมีกลิ่นหอมต่างๆ มากมายไม่ว่าจะเป็นกลิ่นของดอกไม้ กลิ่นของผลไม้ หรือกลิ่นคาราเมลได้อีกด้วย หากเราเปรียบเทียบกาแฟแบบ washed มีความสว่างและระดับความเป็นกรดที่สูงกว่า กาแฟแบบ natural ก็จะเผยให้เห็นถึงกลิ่นที่มีความเฉพาะ และเอกลักษณ์ของกาแฟแต่ละชนิดมากกว่า

และหากเป็นการแปรรูป honey ที่เราจะนำเอาเปลือกของเชอรี่ออก สิ่งที่เกิดขึ้นคือ จะเกิดกระบวนการหมักบริเวณเมือกรอบๆ ได้ง่ายมากยิ่งขึ้น นั่นทำให้กาแฟความหวานที่เด่นชัดมากยิ่งขึ้น มากกว่ากาแฟที่ผ่านการแปรรูปแบบ natural เสียอีก โดยทั่วไปแล้วกาแฟจะให้กลิ่นถั่ว และกลิ่นเนยมากกว่า

กระบวนการหมักที่ว่ามานี้เอง สามารถที่จะสร้างความแตกต่างให้กับรสชาติของกาแฟได้มากมาย แต่ก็จำเป็นต้องได้รับการควบคุมอย่างระมัดระวังมากๆ การหมักที่มากจนเกินไป อาจจะทำให้กรด acetic และสารประกอบ phenolic มีระดับที่สูงเกิน ซึ่งทำให้กาแฟมีรสขมและรสเปรี้ยว (รสเปรี้ยวแบบไม่อร่อย) เนื่องจากเกิดจุลินทรีย์ในกาแฟที่สูงเกินและหลากหลายเกิน การหมักของเราเราจึงไม่สามารถที่จะคาดเดาได้

ทั้งสองกระบวนการที่กล่าวมา จำเป็นจะต้องมีความสมดุลกัน เพื่อทำให้รสชาติของกาแฟเป็นไปได้อย่างดีและยอดเยี่ยม

การแปรรูปกาแฟ และการคั่วกาแฟ

อย่างที่ได้กล่าวไปด้านบนนี้ การแปรรูปกาแฟนั้น ส่งผลกระทบทางเคมีต่อสารกาแฟของเรา แต่การคั่วกาแฟนั้น จะทำหน้าที่ในการเปลี่ยนสารเคมีเหล่านี้ ให้เป็นสารประกอบที่ให้กลิ่นหอมกับเรา ดังนั้นการที่เราเลือกพิจารณา จับคู่วิธีการแปรรูปกาแฟแต่ละแบบ กับการคั่วกาแฟแต่ละแบบถือว่าเป็นสิ่งสำคัญ

อย่างหากเป็นกาแฟแบบ natural ซึ่งจะมีน้ำตาลอยู่ในตัวเมล็ดกาแฟในปริมาณที่มาก ดังนั้นจึงค่อนข้างมีความไวต่อความร้อนระหว่างการคั่วมากขึ้น โมเลกุลของน้ำตาลจะเกิดการสลายตัวได้อย่างรวดเร็วกว่าระหว่างกระบวนการคั่ว ทำให้เกิดรสชาติไหม้ที่ไม่พึงประสงค์ ดังนั้นผู้คั่วจะต้องระมัดระวังเกี่ยวกับเรื่องของอุณหภูมิให้มาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงเริ่มต้น

coffee beans berries drying natural process

กาแฟ washed เป็นหนึ่งในกาแฟที่ผ่านกระบวนการแปรรูปที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในอุตสาหกรรมกาแฟ ธรรมชาติของการแปรรูปแบบนี้ จะทำให้ได้กาแฟที่มีความสะอาด สามารถโชว์รสชาติและกลิ่นของแหล่งกำเนิด และตัวพันธุ์กาแฟให้กับเราได้ และถึงแม้ว่ากาแฟรูปแบบนี้จะได้รับความนิยม แต่หลายคนก็ยังคงชื่นชอบกาแฟ natural หรือแม้แต่ honey ซึ่งเป็นกาแฟที่รสหวานและมีกลิ่นผลไม้ด้วย และไม่ว่าคุณจะชื่นชอบกาแฟที่ผ่านการแปรรูปรูปรูปแบบใด ทั้งรสชาติและกลิ่นที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการแปรรูปกาแฟ ก็ยังถือว่าเป็นอะไรที่น่าทึ่ง และน่าสนใจไม่น้อยในการดื่มกาแฟปัจจุบันนี้