前言

如果你喜歡這篇文章，請(qǐng)點(diǎn)贊、關(guān)注和轉(zhuǎn)發(fā)，支持我們持續(xù)更新更多有用的內(nèi)容。該文章由：Green Coffee Analytics Part IV – Density[1]，翻譯修改而來(lái)。

在關(guān)于咖啡生豆分析的系列文章中（第一部分 - 水分和水活性，第二部分 - 目數(shù)分級(jí)，第三部分 -?瑕疵豆），還一個(gè)被低估和忽視的因素是密度。實(shí)際上，我們對(duì)于影響咖啡生豆密度的無(wú)數(shù)因素（如海拔、品種、營(yíng)養(yǎng)）以及它們對(duì)品質(zhì)的影響還沒(méi)有完全了解。然而，有一些值得討論的問(wèn)題，包括用于分類和測(cè)量密度的方法，密度對(duì)于咖啡品質(zhì)的可觀察影響，烘焙風(fēng)格以及對(duì)生豆貿(mào)易的意義。

密度的定義

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，密度是指在一定的三維空間內(nèi)能容納的某種物質(zhì)（在我們的例子中是咖啡）的數(shù)量，數(shù)學(xué)上用質(zhì)量除以體積來(lái)表示。在理想的情況下，例如，1.0克的水恰好占據(jù)1.0毫升（或1.0立方厘米）的空間，這意味著水的密度是1.0克每毫升。（這也是我喜歡使用公制單位的原因之一。實(shí)際上，在實(shí)際應(yīng)用中，兩個(gè)不同的測(cè)量——水的質(zhì)量和體積——是可以互換的，這使得計(jì)算和比較變得容易。）

對(duì)于書面表達(dá)，科學(xué)界喜歡用lbs/ft3（每立方英尺的磅）或kg/m3（每立方米的千克）來(lái)表示密度，但實(shí)際上任何重量單位除以任何體積單位都是可以接受的。在大多數(shù)情況下，我默認(rèn)使用g/mL。

測(cè)量方法

有許多方法可以測(cè)量密度，其中最簡(jiǎn)單的方法是使用量筒。這種方法測(cè)量的是“自由沉降”密度，也稱為“自由流動(dòng)”或“散裝”密度。只需將咖啡倒入標(biāo)有特定體積的線條處，稱量咖啡的重量，然后將重量除以體積。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）推薦使用這種方法來(lái)測(cè)量整粒生豆和烘焙豆的密度，可能是因?yàn)樗c現(xiàn)實(shí)世界的情況相符：咖啡自由沉降到麻袋或零售包裝中。

使用這種方法，可以得到足夠區(qū)分咖啡的測(cè)量結(jié)果：當(dāng)我測(cè)量一種咖啡的密度為0.64g/mL時(shí)，我知道它的密度相對(duì)較低，而當(dāng)我測(cè)量為0.67g/mL的咖啡時(shí)，它的密度相當(dāng)均勻，而任何大于0.69g/mL的咖啡我都認(rèn)為是高密度的。通過(guò)進(jìn)行多次讀數(shù)，我能夠重現(xiàn)結(jié)果，并且誤差范圍相當(dāng)小。

你實(shí)際上可以使用任何容器來(lái)進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn)。只需測(cè)量填滿容器至頂部所需的水量，然后測(cè)量填滿同樣容器所需的咖啡重量，并將咖啡重量除以水體積。注意：如果你喜歡英制單位，這會(huì)變得復(fù)雜，因?yàn)橐后w盎司和加侖的體積與磅和盎司的重量不太相符。

自由沉降法測(cè)量的密度讀數(shù)很容易獲得，但有一個(gè)異常：生豆會(huì)沉入水中。這意味著生豆的實(shí)際密度必然大于水，因?yàn)樗哂邢嗟鹊馁|(zhì)量和體積比例，所以其密度為1.0 g/mL。

這個(gè)事實(shí)與我們上面討論的測(cè)量結(jié)果不符，因?yàn)樵趫A筒中的咖啡豆之間有一些空隙。我們必須使用另一種方法來(lái)確定咖啡的實(shí)際密度。

一種低成本且非常準(zhǔn)確地測(cè)量真實(shí)密度的方法是由阿基米德發(fā)現(xiàn)的排水法。通過(guò)將一定重量的生咖啡加入一定體積的水中，并觀察水體積的變化（排水量），就可以得知咖啡的實(shí)際體積。將咖啡的原始重量除以其實(shí)際體積，就可以發(fā)現(xiàn)其真實(shí)密度遠(yuǎn)大于1 g/mL。

我測(cè)量了兩種非常不同的咖啡：一種相當(dāng)密實(shí)的水洗埃塞俄比亞，和一種相當(dāng)?shù)兔芏鹊臐衽俜ǖ奶K門答臘?？纯次彝ㄟ^(guò)不同方法測(cè)量出來(lái)的差異。雖然加水有助于準(zhǔn)確地評(píng)估真實(shí)密度，但它并不是咖啡的一個(gè)很好的儲(chǔ)存方法，而且你必須愿意犧牲一些生豆。從絕對(duì)值和理論上講，排水法更準(zhǔn)確，但從實(shí)際情況來(lái)看，自由沉降法更合適。

所有這些要點(diǎn)是：如果你對(duì)自己的方法保持一致，你應(yīng)該能夠觀察到有意義的數(shù)據(jù)，無(wú)論你是采用自由沉降法還是排水法。

出口密度分級(jí)

在咖啡出口之前，通常會(huì)經(jīng)歷至少一次干磨廠的密度分選。然而，讓我們從頭開始，因?yàn)橥ǔＴ诳Х仍购涂Х葯烟业碾A段進(jìn)行密度分選。

在一些國(guó)家（特別是像盧旺達(dá)和布隆迪這樣仍然努力消除馬鈴薯缺陷[2]的地方），特別注重咖啡品質(zhì)的地方，可以在咖啡櫻桃去皮之前對(duì)咖啡進(jìn)行密度分選。農(nóng)民會(huì)將當(dāng)天收獲的咖啡櫻桃放在網(wǎng)里，然后放入一個(gè)桶或水箱中。任何漂浮物都會(huì)被移除，所有密實(shí)的咖啡都會(huì)被賣給洗滌站進(jìn)行處理。這是一種相對(duì)有效的方法，可以在去皮之前分離漂浮物和其他受損的咖啡。

對(duì)于全水洗咖啡，還會(huì)在發(fā)酵后進(jìn)行密度分選。通過(guò)將去皮后的咖啡果皮移動(dòng)到流動(dòng)的窄通道中，可以將漂浮的咖啡（通常是空心種子）與沉淀的高品質(zhì)果皮分開。在許多情況下，這個(gè)過(guò)程可以將咖啡分成三個(gè)質(zhì)量等級(jí)，而最慢、最重、最密實(shí)的咖啡往往具有最好的風(fēng)味和最高的價(jià)格。

然而，即使是未經(jīng)洗滌的咖啡，在干磨廠也會(huì)進(jìn)行密度分選。使用帶有凹槽表面的振動(dòng)臺(tái)，將其傾斜一定角度，可以去除低密度物質(zhì)（如碎豆、空殼、干果皮，甚至異物）。雖然有些難以掌握，但正確校準(zhǔn)的密度臺(tái)可以在許多情況下分選出預(yù)設(shè)的缺陷數(shù)量。相反，校準(zhǔn)不良的密度臺(tái)可能導(dǎo)致缺陷數(shù)量過(guò)多、杯測(cè)品質(zhì)低、或者烘焙困難。

常見的趨勢(shì)

盡管存在一些例外情況，但密度通常會(huì)因地區(qū)的不同而有可預(yù)測(cè)的變化。東非咖啡，尤其是來(lái)自埃塞俄比亞和肯尼亞的咖啡，通常具有非常高的密度，哥倫比亞的Catracha項(xiàng)目的咖啡也是如此。（我最近在分析中注意到的）。相比之下，蘇門答臘和巴西的咖啡通常具有較低的密度。高海拔和較小的篩孔尺寸通常會(huì)導(dǎo)致更高的密度（當(dāng)然也有例外情況），水洗中美洲咖啡傾向于中等密度，而天然咖啡通常比水洗咖啡密度低。與流行觀點(diǎn)相反，水洗咖啡的密度通常低于日曬咖啡的密度（我們將在下面詳細(xì)檢查這一說(shuō)法）。

密度與價(jià)格

從收獲后采用的分選技術(shù)來(lái)看，咖啡的密度非常重要，它與杯測(cè)品質(zhì)和市場(chǎng)上的價(jià)值有關(guān)。讓我們先討論一下經(jīng)濟(jì)效益方面。

還記得小學(xué)時(shí)代的那個(gè)謎語(yǔ)嗎？一磅羽毛和一磅鉛哪個(gè)更重？答案當(dāng)然是它們一樣重，都是一磅。不同之處在于密度：一磅鉛明顯更密實(shí)，占用的空間更小。同樣，一袋60公斤的低密度咖啡和一袋60公斤的高密度咖啡在重量上完全相同。不同之處在于，需要更多的低密度咖啡豆和更多的空間才能達(dá)到60公斤。

因此，高密度的咖啡更有價(jià)值。在相同的空間內(nèi)，密實(shí)的咖啡比低密度的咖啡重。每一顆采摘、加工和分選出來(lái)的高密度咖啡豆都更有價(jià)值，因?yàn)樗鼈儽鹊兔芏鹊目Х榷怪氐枚嗷蛘哒加玫目臻g更少。想看看數(shù)學(xué)計(jì)算嗎？讓我們?cè)俅问褂蒙厦嫣岬降奶K門答臘和埃塞俄比亞之間的例子。

（注：我使用了自由沉降法得到的實(shí)際數(shù)字，并將其轉(zhuǎn)換為稍大一些的單位以提高效率：1.0 g/mL = 1.0 kg/L。我將其分別四舍五入為埃塞俄比亞0.68 kg/L和蘇門答臘0.64 kg/L。）

要用0.68 kg/L的埃塞俄比亞咖啡裝滿一袋60公斤的袋子，需要88.2升的容積。要用0.64 kg/L的低密度蘇門答臘咖啡裝滿同樣重量的袋子，你需要93.8升的空間。這意味著你需要多6.3%的蘇門答臘咖啡才能裝滿一袋60公斤！

在這種情況下，蘇門答臘的農(nóng)民必須采摘多出6.3%的咖啡櫻桃。因?yàn)樘K門答臘咖啡占用了6.3%更多的空間，如果一個(gè)相同的集裝箱在達(dá)到重量限制之前，就已經(jīng)裝滿了空間，那么它的運(yùn)費(fèi)可能會(huì)更貴。低密度咖啡在烘焙過(guò)程中往往會(huì)損失更高的重量百分比，這意味著它們對(duì)于烘焙商來(lái)說(shuō)也不太劃算。如果這兩種咖啡在原產(chǎn)地以每磅3.50美元的價(jià)格出售，那么埃塞俄比亞咖啡每磅大約比蘇門答臘咖啡貴0.20美元。僅僅由于密度相差0.04 kg/L，蘇門答臘咖啡在一個(gè)300袋的集裝箱中可能損失超過(guò)8500美元的利潤(rùn)。

太瘋狂了，對(duì)吧？低密度咖啡，在整個(gè)咖啡供應(yīng)鏈中，都不太劃算。

這里還有一個(gè)我偶然發(fā)現(xiàn)的啟示，但你可能已經(jīng)猜到了：有時(shí)候，咖啡生產(chǎn)者和出口商會(huì)被指責(zé)運(yùn)輸更濕潤(rùn)（含水率）的咖啡，他們的想法是“因?yàn)樗錆M了水，所以它更重，更有價(jià)值。”但是記得我們討論過(guò)用排水法測(cè)量時(shí)，咖啡實(shí)際上比水更密實(shí)嗎？這意味著，不考慮杯中的品質(zhì)，運(yùn)輸更濕潤(rùn)的咖啡增加的價(jià)值可以忽略不計(jì)。生咖啡中水分含量越高，密度越低。

為了證明這一點(diǎn)，我調(diào)查了最近50個(gè)皇冠分析。一個(gè)趨勢(shì)出現(xiàn)了，如下圖所示。隨著密度增加（從左到右），水分減少（從上到下），大約每0.04 g/mL自由沉降時(shí)水分減少1%。

當(dāng)我計(jì)算這些數(shù)字時(shí)，我想起了我從溫度跟蹤實(shí)驗(yàn)中剩下的咖啡。同一種咖啡，用兩種不同的包裝方式，到達(dá)時(shí)的總水分含量不同，所以我可以用一種真實(shí)的咖啡來(lái)測(cè)試這個(gè)理論。

距離上次測(cè)量水分已經(jīng)過(guò)了幾個(gè)月，但果然，用GrainPro包裝（咖啡麻袋內(nèi)塑料袋）的樣品讀數(shù)為11.4%，而用麻袋包裝的樣品更高，為12.1%。對(duì)每種咖啡進(jìn)行四次自由沉降測(cè)量和兩次小排水量測(cè)量后，較干燥的GrainPro咖啡比較濕潤(rùn)的麻袋咖啡更密實(shí)（0.673 g/mL自由沉降，1.19 g/mL排水法）（0.659 g/mL，1.16 g/mL）。

這只是一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，但是有了兩種不同水分含量的同一種咖啡可以使用，讓我更有信心重申：是的，更干燥的咖啡更密實(shí)，因?yàn)樗某煞质歉弑壤目Х群退?。更濕?rùn)的咖啡在儲(chǔ)存和烘焙過(guò)程中會(huì)損失更高比例的重量，進(jìn)一步降低了它的價(jià)值。

密度與品質(zhì)的關(guān)系

我無(wú)法提供更多數(shù)字給你。我對(duì)與密度和感官品質(zhì)直接相關(guān)的領(lǐng)域沒(méi)有特別扎實(shí)的研究。但是根據(jù)一些經(jīng)驗(yàn)，我認(rèn)為我們可以從一些軼事中分享一些關(guān)于密度在烘焙機(jī)和杯中的意義的觀察。

在過(guò)去的幾個(gè)月里，當(dāng)我們對(duì)咖啡進(jìn)行皇冠分析時(shí)，Jen Apodaca和我注意到密實(shí)的咖啡對(duì)熱量的反應(yīng)有其獨(dú)特性。不論水分含量如何，最密實(shí)的咖啡在后期美拉德反應(yīng)和進(jìn)入一爆時(shí)都有類似的活動(dòng)：它們失去了動(dòng)力。密度高的咖啡往往會(huì)停滯，并且需要額外的熱能來(lái)避免發(fā)生會(huì)使咖啡變焦和平淡化風(fēng)味特征的放熱反應(yīng)（這里有一個(gè)最近皇冠分析中這種現(xiàn)象的好例子）。

為了應(yīng)對(duì)這種現(xiàn)象，Jen和我采取了非常相似的方法。首先，我們傾向于用一個(gè)熱鼓溫度來(lái)充電，但火焰很低。這意味著烘焙機(jī)中保留的熱量非常高，但最初較低的熱量應(yīng)用使得咖啡與鼓達(dá)到平衡稍微慢一些，這有助于避免在熱能滲透到密實(shí)內(nèi)部之前過(guò)熱豆子外部。

其次，我們傾向于在顏色開始變化后增加熱量。無(wú)論是通過(guò)一次調(diào)整還是多次，目的是保持或者在必要時(shí)增加咖啡在接近一爆時(shí)的動(dòng)力，確保有足夠的內(nèi)部熱量來(lái)突破并避免在熱水蒸氣從爆裂的種子中釋放時(shí)溫度平坦（這里有一個(gè)最近皇冠珠寶分析中這種現(xiàn)象的好例子）。

是否要在一爆期間降低熱量的應(yīng)用，很大程度上取決于上述兩個(gè)步驟的有效性。有時(shí)候，最密實(shí)的咖啡在一爆開始的幾秒鐘內(nèi)就需要盡可能多的熱量來(lái)防止變焦；有時(shí)候，它們只需要最低限度的額外動(dòng)力，就會(huì)很快恢復(fù)熱量吸收。

在風(fēng)味方面，這意味著更普遍的事情，但是因?yàn)槊軐?shí)咖啡中的糖和酸在烘焙過(guò)程中更能抵抗溫度的突然變化，它們可能在烘焙后的產(chǎn)品中更好地保存。我傾向于認(rèn)為，最密實(shí)的咖啡比較不密實(shí)的咖啡有更明亮、更復(fù)雜的酸和更原始、更類似蔗糖的糖味。當(dāng)然，這只是一個(gè)非常粗略的劃分，并不應(yīng)該被視為一個(gè)硬性規(guī)則。值得注意的是，由于水分含量較高而密度較低的咖啡會(huì)隨著時(shí)間而失去水分。這種蒸發(fā)導(dǎo)致重量減少，也導(dǎo)致與水汽遷移導(dǎo)致直接相關(guān)的杯測(cè)風(fēng)味降低。

參考資料

[1]

原文網(wǎng)址: https://royalcoffee.com/green-coffee-analytics-part-iv-density/