コーヒー焙煎

コーヒー焙煎機の音

焙煎されたコーヒー豆は冷却され、洗浄されます。

コーヒーを焙煎すると、生豆の化学的および物理的特性が焙煎コーヒー製品に変わります。焙煎プロセスにより、生豆の味が変化し、コーヒー特有の風味が生まれます。焙煎されていない豆には、焙煎された豆と同等かそれ以上の酸、タンパク質、糖、カフェインが含まれていますが、焙煎中に起こるメイラード反応やその他の化学反応により、焙煎コーヒー豆のような風味はありません。

コーヒーは、焙煎した豆よりも生豆の方が安定しているため、消費される場所の近くで焙煎される傾向があります。^{[1]コーヒーの大部分は商業的に大規模に焙煎されていますが、専門店で提供される}「シングルオリジン」コーヒーの流行に伴い、小規模の商業焙煎も大幅に増加しています。コーヒー愛飲者の中には、豆の風味プロファイルを試したり、できるだけ新鮮な焙煎コーヒーを確保したりするために、趣味として自宅でコーヒーを焙煎する人もいます。

コーヒー豆を焙煎するための最初の器具は、金属または磁器でできた薄い鍋で、15世紀にオスマン帝国とペルシアで使用されていました。19世紀には、大量のコーヒーを焙煎できるように、米国とヨーロッパで商業用焙煎機のさまざまな特許が付与されました。1950年代にインスタントコーヒーが人気のコーヒー飲料になり始めた頃、通の要求に応えるため、より伝統的な淹れ方の飲料を提供する専門コーヒーハウスがオープンし始めました。1970年代には、世界中のさまざまな焙煎と豆を提供する専門コーヒーハウスがさらに設立されました。1980年代と1990年代には、グルメコーヒー業界が大きく成長しました。この傾向は21世紀まで続きました。

歴史

コーヒー豆を焙煎するための最初の器具は、薄くて円形で、多くの場合穴のあいた金属製または磁器製の鍋で、15世紀にオスマン帝国とペルシアで使用されていました。このタイプの浅くて皿状の鍋には長い取っ手が付いており、コーヒーが焙煎されるまで火鉢（熱い石炭の容器）の上に置くことができました。豆は細いスプーンでかき混ぜられました。一度に加熱できる豆の量はわずかでした。^[2]豆を動かし続けるためのクランクを備えた最初の円筒形の焙煎機は、 1650年頃にカイロで登場しました。これは金属製で、最も一般的には錫メッキ銅または鋳鉄で、火鉢または直火の上に置かれました。このデザインのバリエーションがすぐにフランス、オランダ、イタリアで登場しました。これらは次の世紀にヨーロッパ、イギリス、アメリカの植民地で人気を博しました。^[3]

19世紀には、米国とヨーロッパで、コーヒーの大量生産を可能にする業務用焙煎機のさまざまな特許が認められた。しかし、家庭での焙煎は依然として人気があった。1850年代からミズーリ州セントルイスで業務用焙煎工場で働いていた男性は、「焙煎したコーヒーを売るのは大変な仕事だった。みんなが台所のオーブンでコーヒーを焙煎していたからだ」と語っている。^[4] 家庭での焙煎に適した器具が開発され、1849年にはオハイオ州シンシナティで球形のコーヒー焙煎機が発明された。これは、台所の薪ストーブのバーナー開口部に取り付けて使用するものだった。生豆は地元の雑貨店や、通信販売でも入手できた。^[5]焙煎には、オーブンの中の金属板の上に豆を重ねたり、火の上で鋳鉄製のフライパンで豆をかき混ぜたりするような簡単な方法が多くの人に使われた。家庭での焙煎が広く普及していたにもかかわらず、バーンズは、1860年代と1870年代に商業焙煎が大きく進歩し、規模の経済のメリットも得られたため、家庭での焙煎は間もなく消滅するだろうと感じていました。バーンズが特許を取得した商業焙煎機の発明は、米国の焙煎業界に革命をもたらしました。^[6]エメリッヒ・アム・ラインの発明家たちの革新が、ドイツで商業用コーヒー焙煎を大きく前進させたのとよく似ています。^[7]同様に、1864年にフィラデルフィアのアーバックル兄弟が、焙煎したコーヒーを1ポンド(0.45 kg)ずつ入れた便利な紙袋を導入し、マーケティング上の画期的な発明を成功させ、模倣者を生み出しました。^[8]その時から商業用焙煎コーヒーの人気が高まり、1900年代にはアメリカで徐々に家庭での焙煎を追い抜いていきました。^[5] 1903年と1906年に、米国とドイツでそれぞれ最初の電気焙煎機の特許が取得されました。^[9]フランスでは、1920年代以降、特に農村部では、家庭用焙煎機が商業用焙煎機に取って代わられるまでには至りませんでした。コーヒーは、ガラス、鉄板、金網の回転シリンダーを備えたものや、手動、ゼンマイ仕掛け、電動モーターで駆動するものなど、さまざまな器具を使用して、家庭や小売店で少量ずつ濃い色になるまで焙煎されていました。煙や吹き飛ぶ籾殻のため、田舎の住民は一般的に屋外で焙煎していました。^[10]

1950年代、インスタントコーヒーが人気のコーヒー飲料になり始めた頃、コーヒー通の要望に応えるため、より伝統的な淹れ方の飲み物を提供する専門コーヒーハウスがオープンし始めました。1970年代には、世界中の様々な焙煎や豆を提供する専門コーヒーハウスがさらに設立されました。1980年代と1990年代には、グルメコーヒー業界が大きく成長しました。^[11] 1970年代から1980年代にかけて、シーメンス社のシロッコ家庭用焙煎機が西ドイツで製造され、世界中で販売されました。これは、家庭愛好家向けに作られた小型の流動床焙煎機でした。この製品は、シロッコと呼ばれるサハラ砂漠の熱い風にちなんで名付けられた、商業用の熱風焙煎プロセスにちなんで名付けられました。^[12] 1976年、化学技術者のマイケル・シベッツが、米国で製造するための競合する熱風設計の特許を取得し、これが経済的な代替品として人気を博しました。シベッツは、家庭用焙煎業者は豆の品質に重点を置くべきだと訴えた。^[13] 1986年から1999年にかけて、家庭用焙煎機器の特許出願数が急増した。^[14] 1990年代には、ドラム焙煎機や流動床焙煎機のバリエーションなど、より多くの電動家庭用焙煎機器が利用可能になった。2001年までに、グルメコーヒー愛好家は、インターネットを使用して、郵送で配達される農園で栽培された生豆を購入するようになった。^[15]

プロセス

コーヒー焙煎工程は、コーヒーの加工工程に続き、コーヒーの抽出工程に先立って行われます。焙煎工程は、基本的に選別、焙煎、冷却、包装から成りますが、粉砕工程も含まれる場合があります。生豆の袋は手または機械で開けられ、ホッパーに投入され、ふるいにかけて異物を取り除きます。次に生豆は計量され、手作業、ベルト、または空気圧コンベアで貯蔵ホッパーに移されます。貯蔵ホッパーから生豆は焙煎機に運ばれます。

最初は吸熱反応（熱を吸収する）ですが、175℃（347℉）付近で発熱反応（熱を放出する）になります。^[16]焙煎機にとって、これは豆自体が加熱していることを意味し、焙煎機の熱源の調整が必要になる場合があります。焙煎サイクルの最後に、焙煎された豆は焙煎室から排出され、通常は空気または水で冷却されます。

焙煎の過程で、コーヒー豆は主に水分の損失により、また揮発性化合物の損失により、質量の15～18%を失います。豆の重量は減りますが、焙煎の過程で蒸発した水による内部圧力の上昇による物理的膨張により、豆の大きさは2倍になります。^[17]グリーンコーヒーには、単糖が適量含まれている場合があります。糖は焙煎温度で非常に反応性が高く、豆から水分が蒸発すると、糖はさまざまな方法で熱に反応し始めます。一部はカラメル化反応を起こし、特定のコーヒーに見られるキャラメルの香りを生み出します。^[18]

世界のさまざまな地域で、コーヒーの焙煎にはいくつかの伝統的なバリエーションがあります。たとえば、ベトナムでは、焙煎する前にコーヒーに油（伝統的に澄ましバター）と少量の砂糖を塗って「バター焙煎」することがよくあります。焙煎の過程で、豆にキャラメル状のコーティングがさらに施されます。^[19]

装置

最も一般的な焙煎機は、ドラム式と熱風式の2つの基本的なタイプがありますが、充填床式、接線式、遠心式焙煎機などもあります。焙煎機はバッチ式または連続式のいずれでも作動します。家庭用焙煎機もあります。^[20]

ドラム式焙煎機は、加熱された環境で生豆を転がす水平回転ドラムで構成されています。熱源は天然ガス、液化石油ガス(LPG)、電気、さらには木材で供給できます。最も一般的なものは、熱源がドラムの下にある間接加熱ドラムを採用しています。直火焙煎機は、炎がドラム内の豆に接触する焙煎機です。現在稼働している機械はごくわずかです。^[21]

流動床式または熱風式焙煎機は、コーヒー豆を持ち上げられるだけの力で、熱風をスクリーンまたは穴あきプレートを通してコーヒー豆の下に送り込みます。この流動床内で豆が回転して循環すると、熱が豆に伝わります。^[22]

ロースト

コーヒー焙煎業者の中には、焙煎中の豆の内部温度に応じて「シティロースト」や「フレンチロースト」など、焙煎の度合いにさまざまな名前を付けているところもあります。「ローストプロファイル」と呼ばれるレシピは、風味特性を実現する方法を示しています。コーヒーの産地、品種、加工方法、水分含有量、豆の密度、または望ましい風味特性など、さまざまな要因が最適なプロファイルを決定するのに役立ちます。焙煎プロファイルは、一方の軸に時間、もう一方の軸に温度を示すグラフとして表すことができます。このグラフは手動で記録することも、焙煎機のさまざまな部分にある温度プローブにリンクされたコンピューターソフトウェアとデータロガーを使用して記録することもできます。^[23]

焙煎度合いを判断する方法の 1 つは、豆の色を評価することです。コーヒーが熱を吸収するにつれて、色は黄色に変わり、その後、だんだんと濃い茶色に変化します。焙煎の最終段階では、豆の表面に油が現れます。焙煎は熱源から取り除かれるまで、さらに濃くなります。^[21]コーヒーは熟成するにつれても濃くなるため、色だけでは焙煎度合いを判断するのに適していません。^[24]^[25]焙煎者は、温度、匂い、色、音を組み合わせて焙煎プロセスを監視するのが一般的です。有名なイタリアの焙煎者ジャンニ・フラージは、高品質のコーヒーを得るためには、職人の焙煎が不可欠であると説明しています (「直火に浸すことは浄化であり、死んだ豆を生き返らせる」、「豆の尊厳は直火でのみ保証される」^[26] )。また、フラージによれば、豆が完璧にトーストされたと定義できるのは、特定の「修道士のチュニック」色のニュアンスを帯びたときであり、これはプロセスの正確な瞬間にのみ得られ、職人はそれを視覚的に把握できなければならない。この特定の色は、生豆の潜在的な香りがすべて解放されたことの証拠です。この工芸システムは、イタリアの作家ルカ・ファリノッティ^[27]によって2019年に受賞した著書^[28] 「世界とレストラン」で体系化されました。

焙煎者が注意を払う「クラック」と呼ばれる現象が 2 つあります。約 196 °C (385 °F) で、コーヒーは割れる音を発します。このポイントは「ファーストクラック」と呼ばれ、非常に浅い焙煎の始まりを示します。ファーストクラックでは、コーヒーの水分が大量に蒸発し、豆のサイズが大きくなり始めます。コーヒーが約 224 °C (435 °F) に達すると、「セカンドクラック」を発します。この音は、豆が内部圧力によって膨張し大きくなり続けるにつれて、コーヒーの構造がもろくなり、割れていることを表しています。^[29]焙煎がさらに進むと、焙煎プロセスの特徴を帯び始め、コーヒーの起源の特徴が失われます。^[30]

コーヒー豆に含まれる脂質は、豆に蓄積された熱と圧力によって液化する。これらの脂質は豆の表面によく見られる。油っぽいコーティングは、深煎りのコーヒー豆に多く見られる。^[29]

これらの画像は、典型的なブラジル産グリーンコーヒーの同じバッチから様々な豆の温度で採取されたサンプルを、主観的な焙煎名と説明とともに示しています。^[31]

例

フレーバー

浅煎りでは、コーヒーは「原産地特性」、つまり、栽培された場所の品種、加工、標高、土壌含有量、気象条件によって作り出される風味をより多く示す。^[35]豆が濃い茶色に暗くなると、豆の原産地特性の風味は焙煎プロセス自体によって作り出される風味に隠れてしまう。深煎りでは、「焙煎風味」が支配的になり、焙煎に使用した豆の原産地を区別することが困難になることがある。グリーンコーヒーにはさまざまな種類の酸が含まれており、味が心地よいものもあればそうでないものもあります。焙煎者にとって特に重要なのはクロロゲン酸 (CGA) です。焙煎の重要な目標の 1 つは、これらの不快な酸を分解することです。^[18]

以下に焙煎度合いとそれぞれの風味を説明します。これらは定性的な説明であり、主観的なものです。

カフェイン含有量は焙煎度合いによって大きく左右されることはない。^[37]^[38]カフェインは200℃（392℉）まで安定しており、285℃（545℉）付近で完全に分解する。^[39]焙煎温度が200℃（392℉）を超えることはほとんどなく、285℃（545℉）に達することはほとんどないため、コーヒーのカフェイン含有量は焙煎プロセスによって大きく変わることはないと思われる。^[40]^[41]これと、深煎りのコーヒーには浅煎りのコーヒーよりもカフェインが多く含まれるという一般的な誤解にもかかわらず、豆は焙煎されると水分を失い膨張する。その結果、挽いて体積で測ると、より密度の高い浅煎りのコーヒーの方が深煎りのコーヒーよりもカフェインが多く含まれることになる。^[42]^[43]

自家焙煎

自家焙煎とは、少量の生豆を個人消費用に焙煎するプロセスです。20世紀に入ってからも、自宅でコーヒーを飲む人は、焙煎済みのコーヒーを購入するよりも、自宅でコーヒーを焙煎する方が一般的でした。その後、商業コーヒー焙煎会社の台頭により、自家焙煎の人気は衰えました。近年、自家焙煎コーヒーが復活しています。^[44]場合によっては経済的な利点もありますが、主に完成品の品質と特性をより細かく制御するための手段です。

パッケージ

焙煎コーヒーの保存期間を延ばすには、熱、酸素、光にさらされないように最適な環境を維持することが重要です。焙煎コーヒーの最適な保存期間は、通常 2 週間、挽いたコーヒーは約 15 分です。何らかの保存方法がなければ、コーヒーは古くなります。最初の大規模な保存技術は、缶に真空パックすることでした。しかし、焙煎後にコーヒーはCO2_を放出するため、真空パックするコーヒーは、密封する前に数日間ガスを抜く必要があります。より迅速に包装できるように、加圧キャニスターまたは圧力逃し弁付きのアルミホイルで裏打ちした袋を使用できます。冷蔵および冷凍は、劣化を遅らせます。焙煎した豆は、冷蔵保存すれば最長 1 か月間は新鮮であるとみなすことができます。^[要出典]コーヒーを挽いたら、すぐに使用するのが最適です。

排出と制御

粒子状物質（PM）、揮発性有機化合物（VOC）、有機酸、燃焼生成物は、コーヒー加工からの主な排出物です。^[45]洗浄および石抜き装置、焙煎機、冷却機、インスタントコーヒー乾燥装置など、いくつかの作業がPM排出源です。焙煎機は、アルコール、アルデヒド、有機酸、窒素および硫黄化合物などのガス状汚染物質の主な発生源です。焙煎機は通常、天然ガスの燃焼によって加熱されるため、燃料の燃焼により一酸化炭素（CO）と二酸化炭素（CO _{2 ）が排出されます。カフェ}イン除去、インスタントコーヒーの抽出および乾燥作業も、少量のVOCの発生源となる可能性があります。粉砕および包装作業からの排出物は、通常、大気中に放出されません。

焙煎および冷却操作から排出される粒子状物質は、通常、大気中に放出される前にサイクロンに送られます。焙煎操作からのガス状排出物は、通常、サイクロンで PM を除去した後に、熱酸化装置または熱触媒酸化装置に送られます。一部の施設では、焙煎機を加熱するバーナーを熱酸化装置として使用しています。ただし、望ましい動作温度は通常 650～816 °C (1,202～1,501 °F) であり、ほとんどの焙煎機の最高温度よりも 93～260 °C (199～500 °F) 高いため、独立した熱酸化装置の方が効率的です。一部の施設では、標準的な熱酸化装置と同等の制御効率を達成するために、より低い動作温度を必要とする熱触媒酸化装置を使用しています。焙煎機の排気が焙煎機を加熱するバーナーに送られるシステムの制御効率を改善するために、触媒も使用されます。スプレードライヤーからの排出は、通常、サイクロンとそれに続く湿式スクラバーによって制御されます。

ギャラリー

ディードリッヒ IR シリーズコーヒーロースター
古い薪焼きコーヒー焙煎機
購入前にコーヒーサンプルを焙煎したり、生豆を焙煎したりするための2バレルコーヒー焙煎機
アンティークの「ミニョン」5バレルテスト焙煎機
中規模コーヒー会社の焙煎室

参照

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