【コーヒー焙煎】豆の含水量による焙煎進行の変化を考察

同じ条件で豆の水分量だけ変えた場合、焙煎の進行にどの程度影響するのか、専門書で少し触れられている物もあるようですが実際のところは・・・
ということで

• 豆の水分量別焙煎比較
• 豆の水分量で焙煎進行が変化する理由
• 豆の水分量毎の焙煎のコツ

解説していきます。

豆の含水量別焙煎比較

乾燥させた生豆と通常の生豆でどのような差が出るのか、焙煎、検証します。

筆者の所有する焙煎機「aillio Bullet」でドラムの回転速度、火力、煎り止めのタイミングを1ハゼ開始から1分に固定し比較していきます。

生豆の含水量別比較①(水分少ない)

• 中点：85.7℃
• 1ハゼ：9:02
• 2ハゼ：ー
• 煎り止め：10:02
• 減少率：13.0%(250.0→217.5)
• 味わい：②と比較すると収賄性のある酸味の割合が少し強い。

生豆の含水量別焙煎比較②(通常)

• 中点：85.7℃
• 1ハゼ：8:45
• 2ハゼ：－
• 煎り止め：9:45
• 減少率：13.2％(250.0→217.0)
• 味わい：①より収賄性のある酸味が少なく、少し香も強く感じた。

上記の比較により、少なくとも含水量の多かった②の方が効率よく火が入り、また水分が抜けている事が考察できます。

豆の含水量で焙煎進行が変化する理由

豆に含まれる「水分の伝熱効率」と蒸発を促す「ゴム化」が鍵になります。

• 水の伝導率は空気の約20倍

豆の含水量が多い豆ほど、この水分を媒介にして熱が伝わるので火が入りやすい事が推察されます。

が、問題が一つ

生豆に含まれる水分は「結合水」といって、タンパク質等と結合して簡単に蒸発する事ができないのです。

• ガラス転移による「ゴム化」

生豆に含まれるセルロースなどの非晶質の物質を加熱していくと、ある温度を境にガラス転移という現象により生豆が「ゴム化」することで柔らかくなります。

※豆の含水量で焙煎進行が変化する理由に関しては「コーヒーの科学」より出典、参考にしております。

そして、この「ゴム化」もといガラス転移にはある性質があります。☟

含水量が多いと水分が抜けやすい

含水量が多いほど「ゴム化」が長い。
ガラス転移が始まる温度、ガラス転移点は含水量が多いほど低くなるという特性があります。これはつまり、早い段階ででゴム化する事を意味するので、より多くの水分を効率よく抜けるということ。

生豆の含水量ごとの焙煎のコツ

水分が多いほど序盤は火力強め。(でも良い)
となります。

水分が多い豆はゴム化の期間が長く、序盤に火力を強めても火を入れられて水分を抜きやすいという事になります。逆に水分が少ない豆はゴム化の期間が短く、火力が強いと十分に火が入る前に再硬化してしまう危険性が高いので、慎重に焙煎を進めていく必要があると言えそうです。

水分が多いと・・・
序盤に火力を高めても火が入りやすく、水分も抜きやすい
水分が少ないと・・・
序盤に火力が高いと火が入り難く、水分も抜けにくい

上記の傾向を考えて好みのバランスに調整しましょう。

※ゴム化が終わり再硬化(ガラス化)した後のアプローチで最終的な味が決まると思うので、ここだけ意識すれば上手くいくというものではありませんので、ご了承ください。

まとめ

生豆の含水量が焙煎に与える影響とは

「aillio Bullet」で投入温度、火力、ドラムの回転速度、煎り止めを１ハゼ開始１分で固定して比較

含水量少ない【10：02】と普通の煎り止め時間【9分45秒】で比較すると、時間にして17秒、焙煎後の重量減少率では0.2%の差が出ました。

豆に含まれる「水の伝熱効率」と蒸発を促す「ゴム化」が鍵に。

• 水の伝熱効率は空気の約20倍
  水分が多い事で豆全体に効率よく熱が加わる。

• ガラス転移によるゴム化
  生豆に含まれるセルロース等は過熱によりガラス転移して「ゴム化」して水分の蒸発を促す。

ガラス転移して「ゴム化」する際の温度である「ガラス転移点」は含水量が多いほど低くなるので、結果的にゴム化している期間が長くなり、水分が抜けやすい。

水分が多いほど序盤は火力強め。(でも良い)

以上、「豆の水分量による焙煎進行の変化」を検証、解説しました。
検証のサンプルが少なく、まだ確信が持てるわけではありませんが、水分が多い豆＝生焼けになりやすい、という定説に新しい視点での考察が進められたかと思います。