破碎的咖啡豆粒度，焙烧温度和焙烧时间对咖啡饮料质量的影响

摘要

咖啡的最佳风味和香气是在烘焙过程中形成的。然而，如果条件没有得到优化，在咖啡烘焙过程中会存在一些问题，如部分烧焦、过度烘焙，以及由于咖啡豆的导热性较低，整个咖啡豆的温度分布不佳。因此，在烘焙过程中，均匀的温度分布是非常理想的。为了达到这些要求，破碎的咖啡豆被放置在单层填充床上，使用循环热空气的封闭系统。本试验采用完全随机设计，3个因素，3个水平，3个重复。考虑的第一个因素是焙烧温度(200℃、230℃、260℃)，第二个因素是焙烧时间(5 min、10 min、15 min)，第三个因素是粒度(4-6 mm、2.36-3.35 mm、1.7-2.36 mm)。生豆的初始含水量(cv。利比亚)确定。收集了烘焙咖啡豆的选择性物理性质和调制饮料的感官接受度的数据。结果表明，其物理性能和感官接受度显著高( ）.这取决于所有研究因素的相互作用。其中，当焙烧温度为230℃，焙烧粒度范围为4-6 mm时，随着焙烧时间的延长，干失重发生了稳定的转变，堆密度也发生了变化。在230°C下以4-6 mm粒径烘焙10分钟的咖啡，感官可接受度得分最高(89.21)。综上所述，温度230℃，时间10 min，粒度在2.36-3.35 mm ~ 4 - 6mm之间是咖啡豆烘焙过程的推荐条件。

1.介绍

咖啡是消费最多的非酒精饮料;其消费主要受其美味风味和香气的影响。经过不同的加工步骤，如收获、洗涤、干燥、烘焙、研磨和拔罐，咖啡才能达到理想的品质[1］．咖啡的质量显着变化，取决于原点，制备方法和处理的变化[2］．

在加工咖啡中，烘焙是最重要的单位操作，影响绿色咖啡豆中的感觉，结构，化学和物理变化。烘焙过程是将特定的感官归因于咖啡酿造的一个非常重要的步骤[3.，4］．在烘焙过程中，咖啡豆要在不同的温度范围内持续烘焙，以达到所需的特性[5］．已经制造了许多类型的烤肉用于烘焙咖啡豆。然而，大多数咖啡烘烤器都是简单的圆柱型，其中包含内挡板，用于混合和滴豆并覆盖在燃气烘箱中[4，6］．根据Kocadańlı等。[7和Redgwell等人[8[这些传统烘焙器的主要缺点是烘焙温度和持续时间，达到烤咖啡的最佳品质所需的耐水性。这些高温和延长烘焙持续时间（15-18分钟）导致咖啡豆的烧焦，并在烤肉室和分隔件上沉积油和焦炭。这使得烤炉的清洁和处理难以理解;此外，烤豆可能会导致烟熏香气。最后，这些传统的咖啡焙烧器被认为是不卫生的[7］．研究人员设计和开发了各种类型的咖啡烘焙机，以克服传统咖啡烘焙机存在的问题。

在许多常见的咖啡烘烤中，较小的豆倾向于以低速移动到床的中心;床横向区域的混合和低传热速率有便于较小程度的烘焙和较轻的烤咖啡[3.，9］．流化床烘焙机通常用于烘焙速溶咖啡的咖啡豆。这些烘焙机因烘焙咖啡质量的一致性和对加工参数的高度控制而受到赞赏。然而，这些烘焙机也存在只适合少量咖啡豆的问题[10］．喷射床焙烧炉是一种流化床焙烧炉;它有一个焦点。然而，要在喷射床式焙烧机中焙烧的颗粒应该较小，它们会造成不稳定或段塞流化[11］．

研究人员得出结论，热空气烘烤器与鼓式烘烤相比，热空气烘焙率为良好的烤咖啡。然而，热空气烘烤器需要更高的工作温度和更高的空气到豆比率。因此，需要最小化烘焙温度和高空气流的需求。此外，最近最近的大多数咖啡焙烧器开发人员都不考虑为接地的咖啡豆烘焙练习。然而，咖啡豆颗粒的烘烤具有相当大的表面积与体积比例有益。咖啡豆的尺寸减少有助于较低的传热阻力，并导致与整个咖啡豆相比相同的热传递量的低温梯度。

最后,本研究的主要目的是确定咖啡豆颗粒大小的影响,焙烧温度和时间的咖啡烘焙过程封闭系统循环热空气在一层填充床安排在选择物理和感官特性的咖啡豆和啤酒。

2。材料和方法

２.１.植物材料

10公斤出口标准利木品种青咖啡(c·阿拉比卡）eans是由埃塞俄比亚咖啡和茶叶当局，咖啡质量检验和认证中心（Ectacqicc），埃塞俄比亚亚的斯亚贝巴提供的豆类。在1月份收获了该实验中使用的绿色咖啡样品，实验是从4月到2019年7月进行的。杂质（稻壳），不规则豆（羊皮纸）和豆类，具有视觉缺陷（黑色或昆虫攻击）手动分开，不考虑焙烧过程。然后，清洁的咖啡豆填充在聚乙烯袋中并在室温下储存，直到进行原料评估和焙烧实验。

2.2。实验设计

本试验采用完全随机设计(CRD)三因素析因设计。考察了焙烧温度、焙烧时间、焙烧粒度三个层次的影响因素。在本研究中选择的温度范围是基于咖啡豆的特性。当烘焙温度达到190-220°C时，烟雾被释放出来，烘焙咖啡的典型风味被开发出来[12］．但是，为了促进咖啡烘焙过程中的良好传热，热空气应大于190°C;因此，在本研究中，200°C被视为初始焙烧温度。在焙烧温度上限的情况下，通过考虑咖啡豆和热空气的差的热导体的效果来选择260℃[13］．因此，本实验的焙烧温度分别为200℃、230℃、260℃。烘焙时间是根据之前发表的关于咖啡烘焙的科学报告选择的。根据Nagaraju等人[11[流化的喷射床焙烧器需要1.5-6分钟（在310-360°C的烘烤温度范围内），圆柱体烘烤器需要8.5-20分钟（在400-550°C的烤温度范围内）的焙烧时间。在这项研究中，最小5分钟的烘烤持续时间和最大15分钟被设定为焙烧持续时间。因此，在该实验中使用了三种水平（5,10和15分钟）的烘焙持续时间。通过标准筛的可用性考虑了粒度;对于此因素，使用三个水平为1.7-2.36 mm，2.36-3.35 mm和4-6毫米。所有治疗都在三份进行，本研究中进行的总实验运行为81。

２.３.实验描述及步骤

从ECTACQICC带来的咖啡豆样品使用标准筛进行筛选，去除小于4mm的碎咖啡豆并丢弃。然后，在专家小组的帮助下，使用ECTACQICC标准对质量良好的咖啡豆进行原始价值(颜色、形状和外观)的测定[14］．

在烘焙过程进行之前，清洁的咖啡豆在105°C的热空气烤箱(型号:M40-VF bernareggio，意大利)中干燥3小时，然后使用尼玛咖啡研磨机(型号:T-001尼玛8300，印度)研磨。此外，按照试验设计的要求，使用标准筛(Retsch, AS200对照，德国)分离所需大小的碎豆。将大小分选好的碎咖啡颗粒在设计的温度和时间下进行烘焙，并在室温下冷却。在每次运行中，在烘焙时间结束后，使用坩埚收集12克烘焙咖啡豆，并将其密封保存在聚乙烯袋中，直到进行进一步分析。

２.４.烘焙机的配置

为了实现良好的热风循环，将大小均匀的碎咖啡豆放置在不锈钢穿孔板上。这些板被放置在烤箱风扇附近，风扇由强制通风和自然空气对流操作，有利于空气的开启和关闭(型号:M40-VF bernareggio，意大利)，如图所示1．在焙烧过程中，将50g样品放入烘箱内，堵住空气的进进出出，在规定的温度下进行焙烧。

根据标准程序收集了绿色咖啡豆，烤咖啡豆颗粒和制备的咖啡酿造的以下数据。

2．5．原料的描述性感官分析

约有40%的焙烤咖啡的品质取决于生咖啡豆的品质[14］．因此，邀请了来自埃塞俄比亚商品交易所（ECX）的五名专家小组成员，以表征生咖啡豆质量。为每个专家小组成员提供约350克的绿色咖啡豆，根据异常QICC标准评估格式检查质量[14，这个过程重复了五次。根据埃塞俄比亚和美国专业咖啡协会(SCAA)的标准对绿咖啡豆的次级原始价值进行了评估[15］．

根据ECX程序（ECX，2011），允许350克每种样品进行生物豆品质属性（主要缺陷，二级缺陷，制造，形状，颜色和气味）评估。主要缺陷认为那些全黑，全酸，真菌被攻击，昆虫受损的豆类以及异物的存在。根据SCAA的说法，考虑的二级缺陷是部分黑色，部分酸，略微昆虫受损的浮动，未成熟，枯萎和存在的豆类。在埃塞俄比亚标准的情况下，二次缺陷是脂肪，过度，过度，混合干燥，臭剂，褪色，涂层，光和饥饿的豆类。在两者含有咖啡色的情况下，标准标准被评估为蓝色，灰色，绿色，涂层和褪色的变化。根据清洁，相当清洁，痕量光，中等和强度等性质评估气味。制作和形状被评估为非常好，良好，相当好，平均和小。用于初级和二级缺陷的评分尺度从0到15分。在化妆的情况下，在0-5点刻度上评估形状和颜色。在0-10的比例范围内评估气味。 The total primary and secondary qualities of the green coffee were considered for maximum 40 points.

2.6。含水率的测定

绿咖啡粒的水分含量根据Burmester and Eggers [13］．开始时，空湿盘的质量(米₁）确定，然后，50克（米₂）样品在水分料中取出。将样品在105℃下置于热空气烘箱中直至其达到恒定重量（米_3.）.湿基含水率按下式计算。

2.7。烘豆颗粒的物理化学表征

2.7.1。散装密度的测定

生咖啡豆和烘咖啡豆样品(碎咖啡豆样品)的容重是用已知体积的比重计(V_p）.比重计的空重量(米_p)及咖啡样本重量(米_年代)用数字天平(Adam Equipment, PW254实验室天平，美国)测定。然后，净质量(米_n)，根据公式(2）和样品的堆积密度根据等式测定（3.)[16］．

2.7.2。干质量损失的测定

根据Clarke和Vitzthum给出的方法测定咖啡豆样品的总干燥质量损失[3.］．在(W_我）和烤后（W_f）.干质量损失按下式计算。

2.7.3。咖啡饮料的感官分析

由Nima磨床（型号：T-001 Nima 8300，​​India）接地，并基于Ectacqicc标准的250毫升煮沸的水酿造了12克烤咖啡豆。邀请五位专家小组成员评估基于Ectacqicc标准的杯清洁，酸度，体，体育和风味的感官评估属性，并记录了他们的感官分数。小组成员被指示用饮用水在测试每个样品之​​间用饮用水冲洗嘴，以避免残余效果[17］．所有感觉评估均在上午10:00-10:30和下午3:00-3:30进行，以避免饥饿对感觉评估过程的影响[18］．

2.7.4。咖啡因含量的测定

咖啡因的含量是根据Khalid等人[19)方法。以100ppm原液咖啡因溶液配制标准校准曲线。从原液中制备了10、20、30、40和50 mg/L的工作标准。用紫外-可见分光光度计(Perkin Elmer lambda 35, Singapore)在最大吸收205 nm处测量每个溶液的吸光度。

将5毫升煮好的咖啡放入分离漏斗中，然后加入1毫升碳酸钠溶液(20克碳酸钠放入25毫升容量瓶中的蒸馏水中)和20毫升氯仿，提取焙烤咖啡中的咖啡因含量。将分离漏斗倒置三次提取咖啡因，分离非水氯仿层。用石英比色皿在205 nm波长下用紫外-可见分光光度计测定咖啡因提取物的吸光度。根据所制备的标准图测定样品中咖啡因的含量。

2.8。数据分析

使用Minitab 19.2版统计软件对数据进行分析。方差分析(ANOVA)被确定，平均值被Tukey分离并认为显著 ．

3.结果与讨论

３.１.生咖啡样品的原始价值和水分含量

绿咖啡豆样品的初级缺陷和次级缺陷的平均缺陷值分别为9.6和8.8。主要缺陷值表明存在全黑，全酸，真菌和昆虫损坏的豆类;在本研究中使用的绿咖啡豆样本中，外来物质非常少[14］．10分之一的二次缺陷得分为8.8。这表明本研究中使用的咖啡豆由于咖啡豆的不均匀生长和收获后处理方法的变化而含有壳和未成熟或混合的豆类。评估员没有观察到生豆的气味中的任何缺陷，并在10分中得分10。如果出现出现，则分数为5分，其中分数为4.6，这表明存在咖啡豆形状的不规则性。这些缺陷可能是由于洗涤过程中发生的损坏和储存。生豆的颜色得分为4.6分，满分为5，并且这表示由于豆类的二级缺陷，豆颜色褪色。累积的整体原料咖啡豆质量得分为37.6分，满分为40.平均水分含量为8.45％，这种水分含量与国际咖啡机构标准一致。干咖啡豆的水分含量应在8％和12.5％之间[20.］．

３．２．烘培咖啡豆的物理性质

3.2.1。干燥质量损失

焙烤咖啡的干质量损失有显著差异( ）在研究参数（温度，粒度和焙烧时间）的所有相互作用效果中（表1）.图中给出了咖啡豆粒径为4-6 mm时的干燥质量损失随焙烧温度和时间的关系，用条形图表示2(一个)．4-6 mm咖啡豆颗粒的干质量损失随烘焙温度和时间的增加而增加。这可能是由于有机物质在咖啡豆烘焙过程中以烟的形式逸出[8］．在260°C下烘焙的咖啡豆颗粒(4-6毫米大小)随着烘焙时间的增加，其干质量损失更大(9.53-28.14%)。相比之下，当烘焙温度为200ºC时，4-6 mm咖啡豆颗粒的干燥质量损失最小(2.73-5.35%)。1）.这种趋势可能是由于在较低的烘焙温度下，热空气对咖啡豆的热量传递不足。在230°C的烘焙温度下，4-6 mm咖啡豆颗粒随着烘焙时间的增加呈现出中等(9.55-13.85%)的干质量损失，这与之前的报道一致[4］．与Perrone等人的报告相比，在更高的温度(260°C)和更高的烘焙时间(15分钟)下烘焙的咖啡豆颗粒的干质量损失高约30%。[21］．这种趋势可能是由于豆子颗粒的卷曲形状;它们有利于均匀的温度分布，有利于烘焙好的咖啡，但咖啡豆的外层被烘焙得很高，导致干燥质量损失很高。

粒径在2.36 mm ~ 3.35 mm之间的干失重随焙烧时间和温度的变化如图所示2 (b)．与4-6 mm的咖啡颗粒相似，2.36-3.35 mm的咖啡豆的干质量损失随着温度的升高而增加1）.这可能是由于有机物质在焙烧过程中以烟的形式逸出[8］．在所有研究的焙烧次数中，粒径为2.35 ~ 3.35 mm的咖啡豆的干质量损失都比较大。然而，与4-6 mm咖啡豆颗粒样品的干质量损失相比，在所有烘焙温度和烘焙时间下，2.35-3.35 mm咖啡豆颗粒的干质量损失都更高1）.这种趋势可能归因于焙烧过程中粒度减小和延长时间的相互作用。在所有研究的焙烧时间中，在200°C焙烧温度下的干质量损失最小。在260°C下焙烤10分钟，2.35-3.35 mm大小的咖啡豆的干质量损失(16.91%)在中等至深焙咖啡豆的推荐干质量损失(15-18%)范围内[4］．当焙烧温度为260°C、焙烧时间为15 min时，干质量损失高于推荐值(33.13%)。这种高的干质量损失可能会导致烘培咖啡豆中的基本风味和有机物的降解。Perrone等人[21]报道的干质量损失较本研究低。这可能是由于在目前的研究中使用了比Perrone等人更高的焙烧温度和时间。21] 学习。此外，整个绿色咖啡豆的较大尺寸提供比本研究中使用的尺寸减少的豆类颗粒高的质量传递电阻。

作为焙烧时间和温度的函数，由条形图表示的原料咖啡豆粒度的干燥质量损失范围为1.7mm至2.36mm。2（c）．咖啡豆颗粒（1.7-2.36mm）在260℃下烘烤，与在所有研究的烘焙持续时间内在200°C时进行的烘烤相比，烘烤的干质量损失高。在所有研究的焙烧温度和持续时间的情况下，烤咖啡豆颗粒的干燥质量损失（1.7-2.36mm）显示出非线性。该趋势可能归因于咖啡豆的粒径下粒径的孔隙率的降低。很明显，在较低的焙烧温度（200°C）中，空气运动比在烘焙的较高温度（230°C和260°C）中降低（表1）.Eggers和Pietsch报道，在相同烘焙条件下，粒径为1.7-2.36 mm的咖啡豆比整个咖啡豆表现出更高的干质量损失[4］．这种趋势可能是由于粒度的降低;促进烘焙过程中促进了良好的热量和传质。这导致比未接地的咖啡豆更高的有机物损失。

3.2.2。散装密度变化

烤咖啡豆的堆积密度显着高（ ）.它取决于颗粒大小、焙烧粒度和焙烧温度的所有主要和相互作用的影响1）.

观察到4-6mm的绿色咖啡豆粒径的平均堆积密度为550克/升。数字3（a）显示咖啡豆的堆积密度随烘焙温度和时间的增加而变化。在200°C的烘焙温度下，在咖啡豆颗粒大小为4-6 mm的情况下，烘焙的咖啡豆容重在467-483 g/L的范围内。与初始堆积密度相比，在200°C下烘烤4-6 mm大小的豆子，其堆积密度损失范围为14.5%至10.9%1）.230°C的烤咖啡豆显示散装密度为413.25克/升至525克/升，因为烘烤时间从5分钟到15分钟变化为4-6毫米尺寸的咖啡豆颗粒。在烘烤温度260°C的情况下，观察到堆积密度为30.9-20％（384-446g / L）的损失，为4-6毫米咖啡豆粒子（表1）.

在最高烘焙温度(260°C)下烘焙最短时间(5分钟)的咖啡豆颗粒(4-6毫米)观察到，由于咖啡豆体积和质量的比例变化，其堆积密度呈线性下降趋势1）.这些体积和质量的变化使得在高焙烧温度下烟雾的形式逸出了有机物质[22］．相比之下，对于4-6 mm大小的咖啡豆，经过10分钟和15分钟的烘焙时间，230°C的烘焙温度后，其体积密度下降。这表明，在烘焙10分钟时，随着烘焙温度的升高，质量叶变大，豆体积膨胀减小[23］．对于4 - 6mm大小的咖啡豆颗粒，在230°C的烘焙温度下，经过15分钟的烘焙时间，体积几乎达到了最终的容量，但质量损失量逐渐减少[24］．

颗粒大小在2.36-3.35 mm的生咖啡豆的堆积密度为563 g/L。2.36-3.35 mm大小的咖啡豆颗粒的堆积密度随烘焙时间和温度的变化如图所示3（b）．咖啡豆粒径为2.36-3.35毫米，在200°C观察到的堆积密度为437.21-517.46g / l，用于所有烘焙凋亡，散装密度损失8.08-22.34％。在230°C的情况下，咖啡豆粒径为2.36-3.35mm，显示堆积密度为417-463.51g / l，并​​报告所有研究的烘焙持续时间内的损失为17.67-25.93％。然而，在260℃的烘焙温度的情况下，堆积密度范围为419.05g / L至483.64g / L，在所有焙烧持续时间内观察到14.20-25.48％的堆积密度损失。在所有研究的焙烧温度中，260°C显示散装密度较高;这可能是由于对豆颗粒的高热量传递，并且这促进了更多挥发性组分从咖啡豆逸出（表1）.与粒径为4 ~ 6mm的咖啡豆相比，粒径为2.36 ~ 3.35 mm的咖啡豆容重损失较大。在研究的烘焙温度下，较小尺寸的豆子颗粒有助于提高单位体积的表面积，这是体积密度损失较大的原因[21］．

最小(1.7-2.36 mm)的绿咖啡豆颗粒的堆积密度为604.29 g/L。数字3（c）显示咖啡豆堆积密度的变化（1.7-2.36 mm）抵抗焙烧温度和时间。在200℃下烘烤的最小咖啡颗粒显示堆积密度范围为544.79-571.06 g /升。类似地，观察到的堆积密度的损失为9.84％-5.49％，因为焙烧持续时间从15分钟变化至5分钟。在烘烤温度的情况下，烤咖啡豆颗粒的堆积密度（1.7-2.36 mm）范围为522.06g / l至535.03克/升，并且观察到13.60-11.46％的损失，因为焙烧时间从15分钟变化分别为5分钟。在烘烤温度260°C的情况下，观察到烤咖啡豆颗粒的堆积密度（1.7-2.36mm）为501.08-514.97g / L（17.07-14.78％）。在较高的烘焙温度下，空气的粘度增加，残余咖啡豆的较小粒径导致较低的封装孔隙率，这限制了热空气循环的流动[22］．同样，1.7-2.36 mm粒径的咖啡豆颗粒的堆积密度损失也与其他两种粒径的咖啡豆颗粒的堆积密度损失趋势相似1）.随着焙烧温度和焙烧时间的增加，堆密度损失也增大。初始粒径越大，体积膨胀导致的堆积密度降低幅度越大。

3.2.3。烘培咖啡豆咖啡饮料的感官品质(杯值)分析

一旦咖啡煮好了，它的杯清洁度、酸度、口感和味道的感官质量将由专家小组评估，每一个感官属性的结果将在下一节讨论。

3.2.4。杯清洁

杯子的洁净度是不同特征的感官特性的集合，如沉淀特性、泡沫的发展和可持续性时间，以及煮好的咖啡的整体视觉外观。杯子的清洁度占咖啡饮料总质量的15% [14］．杯子清洁显着高（ ）这取决于所研究参数的主要和相互作用的影响。

从200°C烘烤的不同尺寸豆类制备的饮料的杯子清洁值如图所示4（a）．在200℃焙烧温度下，当焙烧时间为5 ~ 15 min时，所有粒径(4 ~ 6 mm, 2.36 ~ 3.35 mm, 1.7 ~ 2.36 mm)的杯清洁度值分别从8.08 ~ 9.42,8.48 ~ 11.4,9.11 ~ 12.83。在所有研究的颗粒尺寸中，1.7 mm至2.36 mm咖啡豆颗粒的咖啡饮料具有较高的杯清洁度值。这可能是由于小颗粒比大颗粒更容易传热，并在小颗粒中比大颗粒释放更多的发泡剂，如半乳甘露聚糖和阿拉伯半乳聚糖[25］．

在230°C下烘焙咖啡豆颗粒制备的咖啡饮料的杯清洁度结果如图所示4（b）．在研究的粒径为4-6毫米，2.36-3.35 mm和1.7-2.36mm，杯子清洁值分别从10.85增加到12.94,12.97至11.02和13.8至11.98，因为烘焙持续时间上升从5分钟到15分钟。获得从焙烧温度为230℃的咖啡饮料获得高杯清洁值（13.08）15分钟。在所有研究的颗粒尺寸中，从较小的杯清洁值观察到由较小的豆尺寸制备的咖啡饮料。这可能是由于热空气和咖啡豆之间的相互作用，这些豆豆在烘焙过程中提升。在所有研究的颗粒尺寸的情况下，由于烘烤持续时间从10分钟增加到15分钟，由于咖啡豆中的发泡组分（不同蛋白质）的饱和度，杯清洁方法的可接受性几乎相同[26］．

经过260°C的烘焙，咖啡饮料的杯清洁度结果如图所示4（c）．在研究的粒度范围内（4-6毫米，2.36-35mm，1.7-2.36mm），杯子清洁值范围为12.40-9.50,12.46-8.90和11.74-8.22，因为焙烧时间从5变化 min to 15 min. Cup cleanness values of the coffee beverage was highly appreciated as the roasting time increased from 5 min to 10 min; however, as the roasting time reaches to 15 min, the cup cleanness values were decreased. This trend may be due to higher temperature in roasting forms components responsible for foam proteins. As the roasting time increases, the high temperature denatures the foam forming components [27］．对于焙烤咖啡豆粒径为1.7-2.36 mm的咖啡饮料，随着焙烤时间的增加，杯子清洁度可接受性降低。随着粒径的减小，杯的清洁度值降低;这可能是由于在较高的烘焙温度(260°C)下，形成泡沫的成分会降解，较小的颗粒密度较低，不易在煮好的咖啡中沉淀。

3.2.5。酸度

酸度值表示咖啡提取物在咖啡冲泡中的浓度。它占咖啡饮料总质量的15% [14］．咖啡饮料的酸度显着高（ ）取决于所研究因素的所有主要和相互作用的影响。

如图所示5(一个)，在200°C的焙烧温度下，随着焙烧时间的延长，对于每种被研究的粒度，酸性的感官可接受性也会增加。在200℃焙烧温度下，随着焙烧时间从5 min增加到15 min，粒度为4-6 mm，粒度为2.36-3.35 mm，粒度为1.7-2.36 mm的样品酸性范围分别为5.10-9.14,7.82-10.52,8.92-11.33。这一趋势可能是由于随着烘焙时间的增加，咖啡豆中的单糖和多糖很容易提取[8］．由烘焙咖啡豆粒径为4-6mm的咖啡饮料，在200℃下显示出相对较低的杯酸度值。相比之下，咖啡饮料来自烤的最小颗粒（1.7-2.36mm），升高了杯酸度的较高分数。这种趋势可能是由于粒径较小的粒径，提供更高的体积比，并促进糖分成分更好地提取酿造酿造[8，28］．

在4-6 mm、2.36-3.35 mm、1.7-2.36 mm粒度范围内，在230℃下焙烤的咖啡饮料，其酸度值分别为10.40-13.55、10.62-13.35、11.02-11.691）.如图所示5 (b)，由所有研究的粒度制备的咖啡饮料增强了酸度值，因为焙烧持续时间从5分钟增加到10分钟。然而，咖啡饮料的酸度值开始为最小粒径减小，并且在230℃的烘焙温度下保持较大粒度的恒定。例如，豆类内部的单糖和多糖在220℃下完全降解了木糖（多糖）易降解8］．在230°C的焙烧温度下，随着焙烧时间的增加，所有研究的颗粒的杯酸性值都有所下降。与在200°C烘焙的咖啡豆制成的咖啡饮料相比，在230°C烘焙的咖啡豆制成的咖啡饮料在1.7-1.36 mm的颗粒大小上的杯酸性评分更低。咖啡饮料的粒度为2.36-3.35 mm，在230°C的焙烤温度下焙烤10分钟，酸度分数最高。

260°C下焙制的粒径为4-6、2.36-3.35、1.7-2.36 mm的咖啡饮料，其酸度分值分别为9.52-12.69、8.18-13.46、7.91-11.201）.从260°C烤的较小尺寸的咖啡颗粒制备的咖啡饮料给出了较低的酸度评分。然而，由较大的粒径（4-6mm）制备的咖啡饮料在260℃下烘烤观察到略微增加，直至烘焙时间超过其他粒子尺寸（图5 (c)）.这可能是由于高温焙烧的作用降解了必需的多糖[8，29］．由粒径为2.36-3.35 mm的260°C烘焙5min的咖啡豆制成的咖啡饮料与其他两种粒径相比具有更高的杯酸性值。然而，粒径为4-6毫米的咖啡饮料，在260°C下烘烤10分钟和15分钟，与其他两种粒径的咖啡相比，其酸度得分最高。这意味着，粒度的减少导致了在较低的焙烧时间的高酸度分数，但不是太小的颗粒。

3.2.6。身体的价值

泡制咖啡饮品的身体价值代表了黏度和口感的综合效果。它占烘焙咖啡饮料总质量的15% [14］．咖啡体值显着高（ ）这取决于所有研究的交互作用和主要影响的时间和温度。然而，颗粒大小并不显著( ）影响咖啡饮料的身体价值。

由200°C烘烤的咖啡豆制成的咖啡饮料的体价值如图所示6(一)．如图所示，颗粒大小为1.7-2.36 mm的咖啡饮料，经过15分钟的烘焙，获得了最高的body value得分(13。57)。这一趋势可能是由于随着豆粒尺寸的减小，脂质和葫芦巴碱的提取量增加[30.］．粒径为2.36-3.35 mm的咖啡饮料获得的杯值较低(13。24)，然后是1.7-2.36 mm的颗粒，焙烧时间为10 min(9.10)。随着咖啡豆粒径的减小，咖啡豆并不利于脂类的迁移，由于初始浓度较高，脂类出现在咖啡豆表面[31.］．类似地，在体值（9.10）中减少了4mm至6mm粒度的咖啡，但在由2.36-3.35mm（10.23）和1.7的粒度制备的咖啡饮料中观察到身体值的差异并不多。-2.36 mm（10.54），在200℃下烘烤5分钟。这种趋势可能归因于由其较大尺寸和较低的导热率引起的豆内的差的传热差[32.］．

用230°C烘焙的咖啡豆制成的咖啡的身体价值如图所示6 (b)抗烘焙时间和温度。如果研究所有研究的咖啡粒度（4-6毫米，2.36-35 mm和1.7-2.36mm），则咖啡饮料的体重随着烘烤时间的增加而增加（表1）.然而，最高的体值被分配到从1.7毫米到2.35毫米颗粒大小的咖啡豆在15分钟的烘焙。这种趋势可能是由于蒸发和气体形成等内部过程的重叠[33.］．随着粒度的增大和焙烧时间的延长，其体值也随之增加。这一趋势可能与高温焙烧过程中油脂和葫芦巴碱的粘度降低有关，随着粒度的增大，传质阻力增大[31.］．

在260°C下烘烤咖啡豆制成的咖啡饮料的体价值如图所示6 (c)．在所有处理中，较小粒径(1.7-2.36 mm)的咖啡饮料在烘焙5分钟后获得了最高的body value评分(13.52)。这可能是由于高焙烧温度(260°C)导致脂质和葫芦巴碱成分的降解[34.］．在粒径范围为1.7-2.36mm的粒度范围内烘烤15分钟，烘烤的损失在最小体值（4.11）中，在15分钟内放大。这可能是因为由于其较小尺寸而导致质量和热流的阻力较低。

3.2.7。味道

咖啡酿造的风味可接受性代表了咖啡的味道的原创性。它占烤咖啡的总质量的15％[14］．咖啡的味道非常好( ）取决于所研究参数的所有主要和交互效果（表1）.

从200°C烘烤的豆类制备的咖啡饮料的风味值与粒径和焙烧时间均显示在图中7（a）．如图所示，随着焙烧时间和粒度增加，饮料的风味可接受性增加。所有研究的粒度和烘焙持续时间，风味值在12.3-6.08的范围内。获得最高的风味（12.3）值，以烘焙咖啡粒径为4-6mm的烘焙制备，在200℃下烘烤15分钟。相反，获得最低的风味（6.08）值在200℃下烘烤5分钟的较小粒径（1.7-2.36mm）咖啡豆制备的咖啡豆。这可能是由于由于较小尺寸的豆粒颗粒的较低传质阻力而形成有机化学品的风味和逸出的风味逸出35.］．

在230°C烘烤的酿造咖啡豆的风味值针对烘焙持续时间和研究粒度7 (b)．对于粒径为2.36 mm至3.35 mm的咖啡豆，经过15分钟的烘焙，其风味值最高，为13.67。相比之下，4 mm至6 mm颗粒，焙烧5 min的啤酒风味值最低。这可能是由于咖啡因的苦味和绿原酸的减少，因为在烘焙过程中，长时间的接触[36.］．

从260°C烤的豆类制备的咖啡酿造的味道值如图所示7 (c)抵抗烘焙时间和粒度。为咖啡酿造的粒度为4mm至6mm粒径，烘烤5分钟，观察到最高的风味值。相反，对于从1.7mm至2.30mm咖啡颗粒制备的咖啡粒子，烘烤15分钟，观察到最低风味值。这意味着最高的焙烧时间和最低颗粒尺寸与咖啡啤酒的风味值负相关。随着烘焙时间增加，风味部件以气体形式逸出或经历不同的化学降级，并导致最小的风味值[37.，38.］．

3.2.8。咖啡因含量

根据酿造咖啡的感官可接受性评分，4种加工条件被评为1级（即，得分≥85），这些加工条件被选为咖啡因含量测定。烤咖啡的咖啡因含量显着高（ ）这取决于焙烧时间、温度和粒度。

咖啡豆在230°C下烘烤10分钟，粒径为2.36-3.35 mm，制成的咖啡饮料中咖啡因含量最高(55.6 mg/250 ml)2）.随着咖啡因在酿造中的增加，风味可接受性降低了感官可接受性，并与SteT等人一致。[39.］．为了支持本研究的结果，不同的作者报告了本研究类似范围的咖啡饮料中的咖啡因含量。例如，Bertrand等人。[31.]报道咖啡中的咖啡因含量为49.5 mg / L.此外，埃塞俄比亚阿拉伯（品种）咖啡含量（品种）咖啡馆的Bechch Maji，Gediyo Yirgachefe，TEPI和Godare Origins报告为56.3mg / L，55.8 mg / L，56.2 mg / L和56.15 mg / L [40］．因此，所报告的数值与本研究的结果在一定程度上是一致的。

4.结论

本研究使用的是水分含量为8.45%的出口标准LIMU咖啡豆。气味、妆容、形状、颜色等主要和次要缺陷的原始值为37.6分(满分40分);结论是，在这项研究中使用的生咖啡豆没有显示出重大缺陷。随着焙烧温度的升高和焙烧时间的延长，各粒度的干质量均降低。由于在烘焙过程中质量的损失和体积的膨胀，烘焙后的咖啡豆比生咖啡豆的体积密度低。体积密度的变化随粒径的减小而减小。在200°C下烘烤的所有粒径的咖啡，其杯值和杯洁净度评分随着烘焙时间的延长而增加，并表现出更好的泡沫稳定性和良好的沉降。在所研究的粒度中，在200℃焙烧温度下，酸性值随焙烧时间的延长而增大。在200°C和230°C时，脂质和葫巴碱向咖啡豆表面的迁移促进了咖啡的体价值，并增加了烘焙时间的作用。在调味的情况下，缩小尺寸有利于主要香气成分的挥发，使其风味值降至最低。 Regarding the coffee total values, a particles size of 4–6 mm roasted at 230°C for 10 min provided the maximum total value of 89.21 out of 100. The maximum caffeine content of 55.6 mg/250 ml was registered in the brew prepared from the 2.36–3.35 mm particle sized coffee bean roasted at 230°C for 10 min. However, further research is needed in order to corroborate these results.

数据可用性

用于支持本研究发现的数据可由通讯作者要求提供。

的利益冲突

作者声明他们没有利益冲突。

致谢

所有提交人都感谢Bahir Dar Tearphion Bahir Dar大学Bahir Dar Technitute，提供部分财务支持（作为大师学习的一部分），并提供实验室设施来完成这项研究。此外，他们感谢埃塞俄比亚咖啡和茶叶当局，咖啡质量检验和认证中心（Ectacqicc），亚的斯亚贝巴，埃塞俄比亚，为提供生咖啡豆和专家小组成员提供感官分析的官员。

参考文献

1. N. Pellegrini, M. Serafini, B. Colombi等人，“意大利食用的植物食品、饮料和油的总抗氧化能力通过三种不同的体外检测评估，”营养杂志，卷。133，不。9，PP。2812-2819,2003。查看在：出版商网站|谷歌学术
2. S. Heloisa Helena de和A. Celeste Maria Patto de，“通过两种烘焙程序和不同的制备方法，咖啡的物理化学成分和质量，”Ciencia e Agrotecnologia，第30卷，第2期1，页112-117,2006。查看在：谷歌学术
3. R.Clarke和O. Vitzthum，咖啡:最近的进展， John Wiley & Sons，纽约，纽约，美国，2008。
4. R.鸡蛋和A. Pietsch，“焙烧，”咖啡:最近的进展，pp。90-107，John Wiley＆Sons，纽约，纽约，美国，2008年。查看在：谷歌学术
5. P. R.A.B.Toledo，L.Pezza，H.R. R.Pezza和A.T. Toci，与咖啡质量和挥发性化合物相关的不同方面的关系，“《食品科学与食品安全综合评论》，第15卷，第5期。4，第705-719页，2016。查看在：出版商网站|谷歌学术
6. 斯皮尔(K. Speer)和Kölling-Speer，“脂类”，在咖啡:最近的进展，pp。90-107，John Wiley＆Sons，纽约，纽约，美国，2008年。查看在：谷歌学术
7. T.Kocadańlı，N.Göncüoğlu，A.Hamzalıoğlu和V.Gökmen，在烘焙过程中深入研究咖啡酸丙烯酰胺形成：蔗糖分解和脂氧化的作用，“食品与函数，第3卷，第2期。9，pp。970-975，2012。查看在：谷歌学术
8. R. J. Redgwell, V. Trovato, D. Curti, M. Fischer，“烘焙对阿拉比卡咖啡豆中多糖降解和结构特征的影响”，碳水化合物的研究第337期5，页421-431,2002。查看在：出版商网站|谷歌学术
9. S. J. Lee, M. K. Kim和k.g。“咖啡研磨和烘焙过程对理化性质的影响，包括挥发性化合物的分布，”创新食品科学与新兴技术，第44卷，第5期。1, pp. 97-102, 2017。查看在：出版商网站|谷歌学术
10. a . s . Mujumdar工业干燥手册， CRC Press, Taylor & Francis Group，纽约，美国，2006。
11. V. D. Nagaraju, K. Ramalakshmi和B. S. Sridhar，“低温辅助喷床烘焙咖啡豆”，创新食品科学与新兴技术，卷。37，不。1，pp。138-144,2016。查看在：出版商网站|谷歌学术
12. B. Bonnlander, R. Eggers, U. Engelhardt, and H. Maier， " roast， " in浓咖啡：质量科学，pp.179-214，助理新闻，圣地亚哥，加利福尼亚州，2004年。查看在：谷歌学术
13. K. Burmester和R.鸡蛋，“咖啡干燥过程中的热量和传质”，食品工程学报，第99卷，第5期。4, pp. 430-436, 2010。查看在：出版商网站|谷歌学术
14. 连成一片,埃塞俄比亚商品交易所质量操作手册， ECX，亚的斯亚贝巴，埃塞俄比亚，2011。
15. SCAA。“美国专业咖啡协会”https://sca.coffee/research/coffee-standards．
16. S. Abrar，M. Ali和E.所罗门，“加工方法，品种和烘焙持续时间对烤阿拉伯咖啡豆的身体质量属性”，“天空农业研究杂志，第3卷，第2期。5, pp. 53-61, 2014。查看在：谷歌学术
17. S. Suwonsichon, E. Chambers, D. H. Chambers，和G. A. Milliken，“漱口对高薄荷醇牙膏中残留的冷却和烧伤感知的影响，”感觉研究杂志，卷。24，不。2，pp。290-300,2009。查看在：出版商网站|谷歌学术
18. E. Thomas, S. Puget, D. Valentin，和P. Songer，“感官评估分析和偏好”，在咖啡的工艺和科学，第419-456页，学术出版社，圣地亚哥，加州，美国，2017。查看在：谷歌学术
19. A. Khalid, S. Ahmad, H. Raza等人，“用紫外/可见分光光度计测定市面上软饮料和能量饮料中的咖啡因”家庭医学与医学研究，卷。5，不。4，2016年。查看在：谷歌学术
20. P. Pitia，M. Dalla Rosa和C. R. Lerici，“受焙烧条件影响的咖啡豆的质地变化”LWT-食品科技，卷。34，不。3，pp。168-175,2001。查看在：出版商网站|谷歌学术
21. D. Perrone，R. Donangelo，C.M. Donangelo和A. Farah，在焙烧期间咖啡中的减肥和绿原酸含量，“农业与食品化学杂志，卷。58，不。23，pp。12238-12243，2010。查看在：出版商网站|谷歌学术
22. S. Schenker, S. Handschin, B. Frey, R. Perren和F. Escher，“烘焙条件对咖啡豆孔隙结构的影响”，食品科学杂志，卷。65，不。3，pp。452-457，2000。查看在：出版商网站|谷歌学术
23. H.施瓦兹伯格(H. Schwartzberg)，“批量烘焙咖啡;烘焙能源使用;减少这种使用食品加工工程研究与应用进展，第173-195页，施普林格，纽约，纽约，美国，2013。查看在：谷歌学术
24. J. A. Hernández, B. Heyd, C. Irles, B. Valdovinos，和G. Trystram，“咖啡分批烘烤过程中的热和质传递分析”，食品工程学报第78期4，页1141-1148,2007。查看在：出版商网站|谷歌学术
25. R. Gmoser, R. Bordes, G. Nilsson等人，“分散颗粒对速溶咖啡泡沫稳定性和流变特性的影响”，欧洲食品研究和技术，卷。243，没有。1，pp。115-121,2017。查看在：出版商网站|谷歌学术
26. Y. Arii和K. Nishizawa，“浓缩咖啡泡沫延迟了液相的冷却，”生物科学，生物技术和生物化学第81卷第1期4, pp. 779-782, 2017。查看在：谷歌学术
27. F. M. Nunes, M. A. Coimbra, A. C. Duarte, I. Delgadillo，《受烘焙程度影响的意式浓缩咖啡的起泡性、泡沫稳定性和化学成分》，农业与食品化学杂志第45卷第5期8，页3238-3243,1997。查看在：出版商网站|谷歌学术
28. M. Fischer, S. Reimann, V. Trovato，和R. J. Redgwell，“绿色阿拉比卡和罗布斯塔咖啡豆的多糖，”碳水化合物的研究号，第330卷。1，页93-101,2001。查看在：出版商网站|谷歌学术
29. A. Oosterveld, A. G. J. Voragen，和H. A. schools，“烘焙对阿拉比卡咖啡碳水化合物组成的影响”，碳水化合物聚合物第54卷第5期2，页183-192,2003。查看在：出版商网站|谷歌学术
30. S. H. Gaffney, a . Abelmann, J. S. Pierce等人，“在商业环境中烘焙和研磨无味咖啡豆时自然产生的二乙酰和2,3-戊二酮浓度，”毒物学报告，卷。2，pp。1171-1181,2015。查看在：出版商网站|谷歌学术
31. B. Bertrand，E. Alpizar，H. Etienne，F. Davrieux和P.•富人，“豆类生物化学成分和饮料质量的比较涉及苏丹 - 埃塞俄比亚的传统品种在中央的各种海拔中的各种海拔美国，”树生理第26卷第2期9，第1239-1248页，2006。查看在：出版商网站|谷歌学术
32. L. R. Perez-Alegria，V.H.J.Ciro，以及L.C. Abud，“羊皮纸咖啡豆的物理和热性质”，ASA交易E，第44卷，第5期。6，页1721-1726,2001。查看在：谷歌学术
33. G.A.Vargas-Elías，P.C.Crêa，N.R.D.Souza，F.M. Baptestini，以及E. D. C. Melo，焙烧过程中的阿拉伯咖啡大规模流失动力学，“EngenhariaAgrícola.，卷。36，不。2，pp。300-308,2016。查看在：出版商网站|谷歌学术
34. R. H. Stadler, N. Varga, J. Hau, F. A. Vera, and D. H. Welti， " alkylpyridinium . "1.通过葫芦巴碱热降解在模型系统中的形成，”农业与食品化学杂志，第50卷，第5期。5，页1192-1199,2002。查看在：出版商网站|谷歌学术
35. R. A. Buffo和C. Cardelli-Freire，“Coffee Fl avour：概述概览，”味道和香味杂志第19卷第2期2，页99-104,2004。查看在：出版商网站|谷歌学术
36. I. Blank, E. C. Pascual, S. Devaud等，“咖啡风味化合物糠醛硫醇在模型芬顿反应体系中的降解”，农业与食品化学杂志，第50卷，第5期。8，pp。2356-2364,2002。查看在：出版商网站|谷歌学术
37. T. Hofmann, M. Czerny, S. Calligaris，和P. Schieberle，“咖啡黑色素对咖啡饮料风味挥发物影响的模型研究”农业与食品化学杂志，第49卷，第49期。5，页2382 - 2386,2001。查看在：出版商网站|谷歌学术
38. M. J. Lee，S. Kim，J.H.Kim，S. W. Lee和D. M. yeum，“与烘焙有关的咖啡豆特征和咖啡口味的研究”韩国食品科学与营养学会杂志，第42卷，第2期2, pp. 255-261, 2013。查看在：出版商网站|谷歌学术
39. N. Streit, L. Hecktheuer, M. doccanto et al.，“味觉相关化合物(酚和咖啡因)与erva-mate感官特征之间的关系(冬青属植物paraguariensis),“食品化学第102卷第1期3，页560-564,2007。查看在：出版商网站|谷歌学术
40. A. Belay, K. Ture, M. Redi，和A. Asfaw，《用紫外/可见光谱仪测量咖啡豆中的咖啡因》，食品化学，第108卷，第108号1，页310 - 315,2008。查看在：出版商网站|谷歌学术

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