Trasformazioni chimiche in fase di tostatura

Dopo aver già visto i cambiamenti fisici, vediamo ora più da vicino le più importanti trasformazioni chimiche che avvengono in fase di tostatura

La tostatura è una dei processi più delicati che avvengono in torrefazione. Quando il caffè viene tostato subisce dei cambiamenti inevitabili di natura fisica e chimica: oggi ci concentriamo sulle mutazioni chimiche che avvengono all’interno dei chicchi di caffè e che ne alterano la composizione, il peso, il gusto e il volume durante la tostatura. Poniamo ora sotto lente d’ingrandimento i tre processi principali: l’asciugatura, la reazione di Maillard e la caramellizazione degli zuccheri.

L’asciugatura

L’asciugatura è la fase della tostatura in cui il caffè assorbe calore riducendo la temperatura all’interno del tamburo. Si tratta di un processo endotermico e permette ai chicchi di caffè di perdere alcune caratteristiche per guadagnarne altre. In questa fase iniziale avviene fondamentalmente una perdita d’acqua, che si trasforma in vapore all’interno del chicco e la struttura cellulare all’interno del chicco si espande. Contemporaneamente, avviene anche una perdita di peso come abbiamo visto parlando delle reazioni fisiche.

Allo stesso tempo, alla trasformazione dell’acqua in vapore consegue un aumento del volume e un calo di densità dei chicchi. Un’asciugatura troppo rapida distribuisce il calore in modo non uniforme, rischiando di bruciare i chicchi all’esterno; al contrario, un’asciugatura troppo lenta porta i chicchi ad essere poco tostati, e quindi ad avere un gusto amaro e poco sviluppato.

La reazione di Maillard

Si tratta di una reazione piuttosto conosciuta nel mondo della chimica che occorre quasi quotidianamente nella vita di ciasuno di noi, conosciuta con il nome dello studioso che per primo l’ha sperimentata: Louis Maillard. Nel, caffè, questo processo inizia prevalentemente quando i chicchi raggiungono i 150°C di temperatura, mentre viene ancora assorbito endotermicamente il calore ed inizia la fase esotermica. La crescente temperatura provoca una reazione fra gli amminoacidi e i carboidrati contenuti nei chicchi, che di conseguenza variano quindi di colore, sapore e contenuto nutrizionale, producendo melanoidine. Questa è la fase in cui si creano gran parte dei composti aromatici, di conseguenza è importante che avvenga con tempi e temperature corrette. Temperature troppo elevate con un tempo conseguentemente troppo breve non permetterà a questi composti di svilupparsi, risultando in un caffè molto più povero a livello aromatico e più acidulo. Temperature troppo basse, al contrario, “lesseranno” il caffè inibendo queste reazioni poiché non ci sarà l’inerzia necessaria a portarle avanti in maniera corretta.

Anche se non ci avevate fatto caso, queste sono reazioni che accadono comunemente anche quando prepariamo il pane, una torta o una bistecca alla griglia!

Caramellizzazione degli zuccheri

Superati i 170°C il calore scompone i carboidrati complessi in molecole di zucchero più piccole. Questo processo farà perdere ancora vapore all’aumentare della temperatura facendo caramelizzare gli zuccheri e si manifesta con il “primo crack”. È proprio grazie alla fase di caramellizzazione che il livello di dolcezza dei chicchi percepito verrà incrementato, conferendo chimicamente ai chicchi le note più dolci della mandorla, della nocciola e del caramello. Questa fase è anche detta “sviluppo” (development time), viene misurata dal primo crack alla fine della tostatura e caratterizza enormemente il colore del chicco tostato e l’impatto finale che andremo ad ottenere in tazza. Per questo viene monitorata con molta attenzione perché esalterà le note più acidule e fruttate quando è più breve e risulterà invece più dolce e bilanciata quando viene estesa un po’ di più. Non c’è un tempo di sviluppo giusto o sbagliato di per sè, tutto dipenderà dal risultato finale che vorrò ottenere e dal metodo di estrazione che servirà per preparare il prodotto finito. In linea generale una tostatura leggera viene usata per estrazioni a filtro, una media (con sviluppo di 1:30 o 2:00) per il cupping e una più scura per l’espresso. Come guida di riferimento dobbiamo considerare che a tempi di estrazione più lunghi corrispondono tempi di sviluppo più brevi, ma divertitevi a sperimentare! Non esagerate con i tempi però altrimenti alla caramellizzazione seguirà la carbonizzazione e successivamente la combustione. Quindi via i telefoni o qualsiasi elemento di distrazione e tenete sottomano acqua ed estintori!

Per saperne di più guarda l’ “episodio di “estratti di Bloom” . Piccole pillole di formazione nel tempo di un estrazione

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