Rancidity & Crystallized in Green Bean (1)

Rancidity & Crystallized in Green Bean (1)

การหืนของไขมันและผลึกน้ำตาลในระหว่างตาก : เหตุผลของกลิ่นผักตุ๋นและ Moisture Reversed ในกาแฟตากร้อน
Perception เกี่ยวกับกาแฟไทยที่ว่ากลิ่นรสก็งั้นๆ ไม่ไปทางไหนสักทางนั้นเกิดขึ้นมานานแล้ว คงจะพัฒนาให้เป็นกาแฟพิเศษได้ยาก บอกตรงๆว่าผมก็รู้สึกอย่างนั้น จนตัวเองมาเริ่มสนใจเกี่ยวกับงานโปรเสสจริงๆ จังๆ เมื่อ 6 ปีก่อนทำให้ต้องหาข้อมูลมา suppot การทำงานด้านนี้เลยได้รู้ว่าเหตุใหญ่ประการหนึ่งก็คือ know how การตากกาแฟที่ไม่ได้คำนึงถึงระดับอุณหภูมิที่เหมาะสมและทำตามๆกันมานานเสียจนไม่รู้ตัวว่าสุดท้ายมันได้กลายเป็นภาพจำไปว่า “กาแฟไทยก็กลิ่นถั่วๆตุ่นๆทึบๆอย่างนี้แหละ”
ความจริงก็คือกลิ่น Stew หรือน้ำต้มผักที่เกิดขึ้นในระหว่างการตากมันไปบดบัง Flavor ดีๆของกาแฟไปอย่างน่าเสียดาย
แล้วกลิ่น stew เกิดจากอะไร? เรื่องนี้เป็นเรื่องน่ารู้สำหรับนักคั่วครับ
---

การหืน (Rancidification) คือไขมันที่ไม่อิ่มตัวเกิด oxidation จนกลายเป็นไขมันอิ่มตัว
เวลาที่เราเก็บรักษาอาหารที่มีไขมันไม่อิ่มตัวเอาไว้ไม่ค่อยดี ปล่อยให้อยู่ในความร้อน มีอากาศและความชื้น เมื่อผ่านไปสักระยะหนึ่งไม่ว่าจะถั่วลิสง ถั่วเหลือง น้ำมันพืช(ยกเว้นน้ำมันมะพร้าว) แคบหมู น้ำมันปาล์ม ฯลฯ ก็จะเกิดปฏิกิริยา oxidation ให้กลิ่นเขียวๆตุ่นๆไม่ค่อยน่าอภิรมย์ที่เราเรียกว่ากลิ่นหืน (rancid) ขึ้น ปฏิกิริยาดังกล่าวเราเรียกว่า การหืน หรือ Oxidative Rancidity
อย่างไรก็ตามไขมันจากพืชจะหืนได้ช้ากว่าไขมันสัตว์เพราะมีสารต่อต้านการเกิด oxidation ที่สามารถชะลอระยะเวลาในการหืนได้ เช่น วิตามินอี เป็นต้น

ปัจจัยของการเกิดการหืนมี 3 อย่างคือ ความร้อน (เป็นพลังงานเข้าไปกระตุ้นปฏิกริยา) , ออกซิเจน และความชื้น ( hydrogen จากน้ำไปจับกับโมเลกุลของไขมันทำให้อิ่มตัว) ไม่ว่าพืชใดที่มีไขมันไม่อิ่มตัวเป็นองค์ประกอบแล้วอยู่ในสภาวะนี้ก็จะเกิด Rancidification ได้
สารกาแฟ (green bean) มีไขมัน (lipid) ประมาณ 10-15% โดยส่วนใหญ่เป็น Triglyceride และกรดไขมันไม่อิ่มตัว (Unsaturated Fatty acid) เช่น Linoleic Acid หากส่องดูเมล็ดกาแฟด้วยกล้องจุลทรรศน์ขยายกำลังสูงเราจะเห็นไขมันพวกนี้อยู่ติดกับแนวขอบผนังเซลล์ (cell wall) ครับ ส่วนพวกสารอาหารอื่นๆรวมทั้งโปรตีนอยู่กลางๆเซลล์
Hexanal เป็นกรดไขมันอิ่มตัวที่มีกลิ่นเขียวแบบหญ้า กลิ่นถั่วลันเตา (off-odor green pea) ซึ่งเป็นดัชนีวัดความเป็นกลิ่นหืนตัวสำคัญ หากกาแฟมีกลิ่นหืน ก็มักจะตรวจเจอสารประกอบนี้ นอกจากนั้นยังมีสารอื่นๆเช่น hexadecanoic, heptadecanoic and ocadecanoic acids ที่ให้กลิ่นทำนองเดียวกัน (Makri et al. 2011) หากเราปล่อยให้เมล็ดกาแฟอยู่ในสภาวะบรรยากาศที่มีทั้งความร้อนสูง ความชื้นระดับหนึ่งเป็นระยะเวลานานพอสมควร ก็มีโอกาสที่กรดไขมันภายในกาแฟจะเกิดปฏิกริยาในทำนองนี้ซึ่งส่วนใหญ่เราจะคุ้นเคยในกรณีที่เกิดกับเมล็ดกาแฟคั่วใช่มั้ยครับ
แต่ถ้าในเมื่อกาแฟดิบซึ่งก็มีไขมันเป็นองค์ประกอบเดียวกันถูกความร้อนจนถึงระดับหนึ่งแล้ว...ทำไมจะเกิดการหืนบ้างไม่ได้?

----

การสลายตัวเนื่องจากความร้อน (Thermal Degradation) ของไขมันในระหว่างการตากแห้ง
เมื่อ 3 ปีก่อน ผมเคยเขียนเล่าถึง paper งานวิจัยที่บราซิลของ Flávio Meira Borém แห่ง Universidade Federal de Lavras/UFLA เรื่อง Scanning electron microscopy of coffee beans subjected to different forms processing and drying (2012) ซึ่งคราวนั้นผมเอามาเขียนเพื่อช่วยอธิบายแนวคิดของการตากแบบ LTLH ที่ปรีดาพยายามพัฒนาขึ้น (https://www.facebook.com/arkhom.suvannakita/posts/2504975649536510) คราวนี้จะขอเอากลับมาเล่าอีกครั้งนะครับ

เขาทำการทดลองตากเมล็ดกาแฟเปรียบเทียบที่อุณหภูมิสามรูปแบบ คือ 50/40 C, 60/40 C ,และ 40/60 C ( Tช่วงต้นของการตาก/Tช่วงท้ายของการตาก ) จากนั้นจึงนำเมล็ดไปส่องดูเซลล์กาแฟด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเลคตรอน (SEM) พบว่า

1. ในเซลล์ของ green bean จะมีโปรตีนและไขมัน (Lipid) บรรจุอยู่ทุกเซลล์ หากกาแฟโตไม่เต็มที่หรือไม่สมบูรณ์ เราอาจจะเห็นช่องว่างในโพรงเซลล์เหล่านี้กันได้ เหมือนกับห้องที่ไม่มีคนอยู่

2. การตากกาแฟโดยทั่วไปนั้นเรามักจะทำการตากกลางแจ้งซึ่งอาจโดนแสงแดด และอุณหภูมิที่แตกต่างกันไปในแต่ละช่วงของวัน ได้มีการทดลองให้ตากกาแฟในห้องที่มีความร้อนสูงประมาณ 40C , 50C , 60C แล้วนำเมล็ดที่แห้งแล้วมาถ่ายภาพ SEM

3. ผู้วิจัยตรวจพบว่า มีการหดตัวของเซลล์เกิดขึ้นโดยทั่วไปเป็นปกติ สำหรับ wet process แต่กรณี dry process (ซึ่งใช้เวลาตากนานกว่า โดนความร้อนนานกว่า) ยังสังเกตเห็นว่ามีหยดของเหลวกลมๆเริ่มเกิดขึ้น (เข้าใจว่าเป็นน้ำมัน) พร้อมทั้งผนังเซลล์ก็มีการปริจนเกิดช่องโพรงเล็กๆระหว่างผนังเซลล์เหล่านั้นด้วย

4. เมื่อเพิ่มระดับความร้อนเป็น 60C (ช่วงต้นของการตากใช้ 40C แล้วปรับเป็น 60C ในช่วงท้าย) ก็จะเห็นหยดกลมของ lipid ชัดเลย และเซลล์ก็หดมาก มีการฉีกขาดของ cell wall สรุปคือเกิดการรั่วขึ้นระหว่างเซลล์เพราะโครงสร้างเซลล์พัง (บางคนเรียกว่าเซลล์แตก)

5. เซลล์ของเมล็ดกาแฟจะมีความเสียหายในระดับที่รุนแรงแตกต่างกันไป ตามแต่ความรุนแรงของความร้อนที่เขาได้เผชิญในช่วงระหว่างการ drying โดยสามารถสังเกตว่าน้ำมันจะเกิดกลายสภาพเป็นหยดแล้วไหลผ่านระหว่างเซลล์ได้ (ซึ่งอาจเกิดการหืนเนื่องจาก oxidation ได้ในเวลาต่อมา และเกิดกลิ่นที่เป็น defect ที่มักเจอในกาแฟตากแดดจัดเช่นกลิ่นสตูว์ - ผมวิเคราะห์เอง)

สรุปจากข้อมูลที่เล่ามา การตากกาแฟกันกลางแดดร้อนนานจนเกินไปหรือปล่อยให้อยู่ในโดมตากพลาสติกแบบไม่ควบคุมอุณหภูมิโดยหวังให้กาแฟแห้งเร็วๆเพราะความกลัวเชื้อราและหวังประหยัดเวลาจึงกลายเป็นการทำให้กาแฟเกิดกลิ่นหญ้าเขียวและถั่วดิบ เนื่องจากไขมันที่สลายตัวในระหว่างการตากร้อนสามารถเกิดปฏิกริยา oxidation ได้ง่ายขึ้น
Flavor โดยรวมของกาแฟคั่วที่ได้จากกาแฟเหล่านี้จะค่อนข้างทึบ ออกเขียวๆ หา taste note สดชื่นต่างๆไม่เจอ หากหวังจะคั่วอ่อนทำเป็นกาแฟชง Filter ไปชงสู้กาแฟนอกดังๆก็ต้องบอกว่าไม่ค่อยมีลุ้น แต่เอาไปคั่วกลางคั่วเข้มก็พอได้อยู่
หากสังเกตเมล็ดกาแฟที่ตากร้อนพวกนี้เราจะเห็นกายภาพบางอย่างร่วมกันเช่น การโค้งงอของสารกาแฟ (Bending) หรือสีสันที่ออกไปทางเขียวอมเหลืองทั้งๆที่ไม่ได้เป็นกาแฟ Honey หรือ Dry (นึกภาพใบไม้สีเขียวที่วางตากแดดนานจนกลายเป็นสีน้ำตาล) ครับ

ประเด็นเรื่องของการหืนที่เกิดกับ green bean นี่ไม่ค่อยจะมีใครพูดถึงเท่าไหร่เพราะจะว่าไปสารกาแฟ​ wash ดีๆมันก็กลิ่นเขียวๆ​ทำนองเดียวกัน​ ดูไม่ค่อยแตกต่างอะไร​ แต่ผมเห็นว่าเป็นเรื่องสำคัญมาก เพราะที่เราโปรเสสกันแบบหลงทิศหลงทางกันมานานก็เพราะไม่เห็นความสัมพันธ์ระหว่างคุณภาพของ flavor กับการตากกาแฟนี่แหละ หากคนคั่วตระหนักและดูสารเป็นก็จะเลือกซื้อได้เหมาะสมหรือบางทีอาจถึงกับช่วยให้คำแนะนำแก่เกษตรกรผู้ปลูกเพื่อการปรับปรุงสารในปีต่อไป
หากจะมีใครพูดว่าถึงกลิ่นจะทึบก็ไม่เป็นไรหรอกมั้ง เพราะสมัยนี้อยากเติมแต่งกลิ่นอะไรก็สามารถทำได้โดยการ infused แล้วนี่...ผมขอเห็นต่างครับ

ผมเชื่อว่าการเติมแต่งกลิ่นสังเคราะห์ไม่ใช่หนทางที่ยั่งยืนในการพัฒนากาแฟ เพราะมันไม่ได้ช่วยให้กาแฟมีคุณภาพดีขึ้นเลย...รังแต่จะทำให้แย่ลง​
ส่วนคำว่า "คุณภาพ" ที่แท้จริงนั้นคืออะไร?
'นักคั่วที่แท้' ต้องหาคำตอบให้กับตัวเองครับ

ทิ้งท้าย
บางทีเราก็อาจเจอสารกาแฟตากร้อนบางแบบที่มีสีเขียวก่ำอยู่ข้างในและมีความเงาเคลือบอยู่ด้านนอกได้เหมือนกันครับ สารกาแฟแบบนี้เราเรียกว่า Crystallized Bean และสร้างปัญหาที่ยุ่งยากในระหว่างการเก็บรักษาค่อนข้างมาก
เอาไว้มาคุยต่อตอน 2 ครับ
----
เอกสารประกอบ
1. Pereira and Moreira (2021). Quality Determinants In Coffee Production
2. Ivon Flament (2002). Coffee Flavor Chemistry
3. Flávio Meira Borém (2012). Scanning electron microscopy of coffee beans subjected to different forms processing and drying (2012)
4. Jean Nicholas Wintgens (2004). Coffee : Growing, Processing, Sustainable Production
5. Andrea Illy & Rinantonio Viani (2005) . Espresso Coffee : The Science of Quality