ขอเรียนว่าเจ้า ester มันยังอยู่ในเมล็ดกาแฟจนถึงช่วง first crack (ประมาณ 190-200 C) เกือบทั้งหมดนั่นแหละครับ เอาแค่ช่วงคั่วถึง first crack กันก่อนนะ โอเค เราไปทีละประเด็นพร้อมๆกันนะ
ผมเคยพูดถึงเรื่องนี้ไปแล้วในบทความตอนที่ชื่อว่า “#Dehydration : น้ำออกจากเมล็ดไปยังไง? และทำไมถึงสำคัญต่อ First Crack อย่างยิ่งยวด?” นะครับ ขอลัดข้ามมาสรุปเลยแล้วกันว่า เราสามารถอนุมานค่าความดันที่สร้างให้เกิด first crack ควรอยู่ที่ระดับ 12.5-15.5 bar หรือ 12.5-15.5 เท่าของความดันบรรยากาศ
จากนั้นก็ใช้สมการของ Clausis-Clapeyron ที่กำหนดความสัมพันธ์ของ T ,P และ delta H ( enthalpy of vaporization) ซึ่งถ้าเราให้ T1 เป็นจุดเดือดของ ester ที่ ความดัน P 1 หรือความดันบรรยากาศ และรู้ค่า enthalpy of vaporization ซึ่งเป็นคุณสมบัติเฉพาะของสารตัวนั้นๆ เราก็จะสามารถคำนวณหา T2 หรือ จุดเดือดใหม่ที่ระดับความดันใหม่ P2 ได้ (ดูการจัดสมการเพื่อหา T2 ในภาพประกอบ)
โชคดีทีมีคนทำข้อมูล enthalpy of vaporization ของ ester เอาไว้ด้วย เราเลยมีข้อมูลคำนวณได้ ผมใช้ Excel คำนวณหาค่าจุดเดือดใหม่ของสาร ester 4 ตัวเปรียบเทียบกันที่ระดับความดัน 13 bar ดังนี้
Ethyl hexanoate จุดเดือดที่ 1 bar = 168 C , จุดเดือดที่ 13 bar = 268.67 C
Methyl octanoate จุดเดือดที่ 1 bar = 193 C , จุดเดือดที่ 13 bar = 291.61 C
Ethyl acetate จุดเดือดที่ 1 bar = 77 C , จุดเดือดที่ 13 bar = 170.01 C
Ethyl butanoateจุดเดือดที่ 1 bar = 121 C,จุดเดือดที่ 13 bar = 219.53 C
จะเห็นว่าสาร ester มีจุดเดือดเลื่อนสูงขึ้นประมาณ 100 C ไปสู่ระดับเกิน 200 C เป็นส่วนใหญ่ยกเว้น ethyl acetate ที่มีจุดเดือดต่ำมากๆอยู่แล้ว (boiling point เพิ่ม 8.3 C / 1 bar โดยเฉลี่ย) เป็นการสรุปเบื้องต้นได้ว่าสารให้กลิ่นประเภท fruity/floral โดยมากจะคงอยู่ในเมล็ดกาแฟคั่วในตอนเกิด first crack ค่อนข้างแน่นอน
แหม รู้สึกว่าคุ้มจริงๆที่ได้เรียนวิชา Thermadynamics มาหลายตัวหน่อย (ป.ตรี ยัน ป.โท เลย) เขียนมาถึงตรงนี้ก็บังเอิญไปเจอข้อมูลจาก Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety ( Vol.17, 2018 ) เรื่อง Farm to Consumer : Factors Affecting the Organoleptic Characteristics of Coffee. II : Postharvest Processing Factors
โดย Ahsan Hameed et al ในเอกสารนี้เขามีตารางพูดถึงสารประกอบให้กลิ่นที่ตรวจพบเจอในกาแฟคั่วตั้งแต่ Light – Dark roast เลย โดยมีหมวดของสารประกอบ Ester เป็นเรื่องเป็นราวอย่างชัดเจน ใครสนใจก็ไปค้นหาอ่านดูนะครับ
ที่จริง...แค่ตารางนี้ก็บอกชัดเจนแล้วว่าสาร ester เป็นสารตั้งต้นในการเกิดกลิ่นตั้งแต่ยังเป็น green bean ไปจนถึง roastd bean และเป็นส่วนสำคัญในการกำหนดคุณภาพและคาแรคเตอร์ของกาแฟตัวนั้นๆ
Chenhui Wang et al , Coffee flavour modification through controlled fermentations of green coffee beans by Saccharomyces cereviciae and Pichia Kluyveri : Part I. Effect from individual yeasts.
●
Charles F Forney et al (2000), The Composition of Strawberry Aroma Is Influenced by Cultivar, Maturity, and Storage
●
Ahsan Hameed et al (2018), Farm to Consumer : Factors Affecting the Organoleptic Characteristics of Coffee. II : Postharvest Processing Factors
●
E.L. Krasnykh and S.V. Portnova (2016), Prediction of enthalpies of vaporization based on modified Randic indices. Esters.