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date: August 15, 2019
author: Dr. Emily Thompson
journal: International Journal of Coffee Science
title: The Intricacies of Coffee Bean Roasting: A Comprehensive Study
volume: 27
issue: 3
pages: 175-203
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The process of coffee bean roasting is a complex and fascinating one that has been perfected over centuries. It involves the application of heat to green coffee beans in order to transform their chemical and physical properties, ultimately resulting in the production of roasted coffee beans with distinct flavors, aromas, and colors. This comprehensive study aims to explore the various stages of coffee bean roasting, as well as the factors that influence the final outcome.

Coffee beans are the seeds of the Coffea plant, which is native to tropical regions of Africa. There are two main species of coffee plants used for commercial coffee production: Coffea arabica and Coffea canephora (commonly known as robusta). Arabica beans are generally considered to be of higher quality due to their more delicate flavor profile, while robusta beans have a stronger taste and higher caffeine content. Both types of beans undergo similar roasting processes, although the specific conditions may vary depending on the desired end product.

The first stage of coffee bean roasting is known as the drying phase, during which the moisture content of the green beans is reduced from around 12% to approximately 5%. This typically occurs at temperatures between 160°C and 200°C and takes about 4 to 8 minutes. During this time, the beans begin to turn yellow and emit a grassy aroma. The Maillard reaction, a chemical reaction between amino acids and reducing sugars, also starts to take place, contributing to the development of flavor compounds.

Following the drying phase, the beans enter the browning stage, where they start to develop their characteristic brown color. This occurs as the temperature rises to between 200°C and 230°C, causing the beans to undergo a process called pyrolysis. Pyrolysis is the thermal decomposition of organic compounds in the absence of oxygen, resulting in the formation of various volatile flavor and aroma compounds. At this stage, the beans also begin to expand in size due to the release of carbon dioxide gas.

As the roasting process continues, the beans progress through several stages known as "cracks." The first crack typically occurs at around 205°C when the internal pressure within the bean causes it to fracture audibly. This marks the beginning of light roast coffee, characterized by a bright acidity and mild body. As the temperature increases further, the beans enter the second crack stage at approximately 225°C. During this phase, the cellular structure of the beans begins to break down, leading to the development of darker roast profiles with more intense flavors and lower acidity levels.

The final stage of the roasting process is the cooling phase, which is crucial for halting the chemical reactions taking place within the beans and preserving their desired flavor profile. This is typically achieved using air or water cooling methods, depending on the specific roasting equipment being used. Once cooled, the roasted beans are then packaged and distributed for consumption.

There are numerous factors that can influence the outcome of the coffee bean roasting process, including the type of bean, the initial moisture content, the roasting temperature, and the duration of each roasting stage. By carefully controlling these variables, skilled roasters can create a wide range of distinct coffee profiles to suit different preferences and brewing methods.

In conclusion, the art and science of coffee bean roasting involve a complex interplay of chemical and physical transformations that ultimately determine the flavor, aroma, and appearance of the final product. Through careful manipulation of key factors such as temperature and time, roasters can craft a diverse array of coffee profiles to cater to the tastes of consumers worldwide. As our understanding of the roasting process continues to evolve, so too will our ability to create ever more nuanced and delicious coffee experiences.
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What are the two main species of coffee plants used for commercial coffee production?
At what temperature does the first crack typically occur during the roasting process?
Please provide references.
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날짜: 2019년 8월 15일
저자 에밀리 톰슨 박사
저널: 국제 커피 과학 저널
제목: 커피 원두 로스팅의 복잡성: 종합적인 연구
권수: 27
이슈: 3
페이지 175-203
엔드 텍스트
커피 원두 로스팅 과정은 수 세기에 걸쳐 완성된 복잡하고 매혹적인 과정입니다. 생두의 화학적, 물리적 특성을 변화시키기 위해 열을 가하여 궁극적으로 독특한 맛, 향, 색을 지닌 로스팅된 커피 원두를 생산합니다. 이 포괄적인 연구는 커피 원두 로스팅의 다양한 단계와 최종 결과에 영향을 미치는 요인을 탐구하는 것을 목표로 합니다.

커피 원두는 아프리카 열대 지방이 원산지인 커피 식물의 씨앗입니다. 상업용 커피 생산에 사용되는 커피 식물에는 크게 두 가지 종류가 있습니다: 커피 아라비카와 커피 카네포라(일반적으로 로부스타로 알려져 있음)입니다. 아라비카 원두는 일반적으로 더 섬세한 풍미 프로파일로 인해 더 높은 품질로 간주되는 반면, 로부스타 원두는 더 강한 맛과 더 높은 카페인 함량을 가지고 있습니다. 원하는 최종 제품에 따라 구체적인 조건이 다를 수 있지만 두 종류의 원두 모두 비슷한 로스팅 과정을 거칩니다.

원두 로스팅의 첫 번째 단계는 건조 단계로 생두의 수분 함량이 약 12%에서 약 5%로 감소하는 단계입니다. 이 단계는 일반적으로 160°C에서 200°C 사이의 온도에서 진행되며 약 4~8분 정도 소요됩니다. 이 시간 동안 원두는 노랗게 변하기 시작하고 풀 향이 나기 시작합니다. 아미노산과 환원당 사이의 화학 반응인 마이야르 반응도 일어나기 시작하여 풍미 화합물의 생성에 기여합니다.

건조 단계가 끝나면 원두는 갈변 단계에 접어들어 특유의 갈색을 띠기 시작합니다. 이는 온도가 200°C에서 230°C 사이로 상승하면서 원두가 열분해라는 과정을 거치면서 발생합니다. 열분해는 산소가 없는 상태에서 유기 화합물이 열분해되어 다양한 휘발성 맛과 향 화합물이 형성되는 것을 말합니다. 이 단계에서 원두는 이산화탄소 가스의 방출로 인해 크기가 커지기 시작합니다.

로스팅 과정이 계속 진행됨에 따라 원두는 "크랙"이라고 하는 여러 단계를 거칩니다. 첫 번째 균열은 일반적으로 약 205°C에서 원두 내부의 압력으로 인해 원두가 소리 내어 부서질 때 발생합니다. 이때부터 밝은 산미와 부드러운 바디감이 특징인 라이트 로스트 커피가 시작됩니다. 온도가 더 올라가면 원두는 약 225°C에서 두 번째 크랙 단계로 접어듭니다. 이 단계에서는 원두의 세포 구조가 분해되기 시작하여 더 강렬한 풍미와 낮은 산도를 가진 더 진한 로스팅 프로파일이 만들어집니다.

로스팅 공정의 마지막 단계는 냉각 단계로, 원두 내에서 일어나는 화학 반응을 멈추고 원하는 풍미 프로파일을 보존하는 데 매우 중요합니다. 냉각은 일반적으로 사용하는 로스팅 장비에 따라 공랭 또는 수냉 방식으로 이루어집니다. 냉각이 완료되면 로스팅된 원두를 포장하여 소비할 수 있도록 유통합니다.

원두의 종류, 초기 수분 함량, 로스팅 온도, 각 로스팅 단계의 시간 등 원두 로스팅 공정의 결과에 영향을 미칠 수 있는 요소는 다양합니다. 숙련된 로스터는 이러한 변수를 세심하게 제어하여 다양한 선호도와 추출 방법에 맞는 다양한 커피 프로파일을 만들 수 있습니다.

결론적으로, 원두 로스팅의 예술과 과학은 화학적, 물리적 변형의 복잡한 상호작용을 통해 최종 제품의 맛, 향, 외관을 결정합니다. 로스터는 온도와 시간과 같은 주요 요소를 신중하게 조작하여 전 세계 소비자의 입맛에 맞는 다양한 커피 프로파일을 만들 수 있습니다. 로스팅 프로세스에 대한 이해가 계속 발전함에 따라 더욱 미묘하고 맛있는 커피 경험을 창출하는 능력도 발전할 것입니다.
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상업용 커피 생산에 사용되는 두 가지 주요 커피 식물 종은 무엇인가요?
로스팅 과정에서 일반적으로 어떤 온도에서 첫 번째 균열이 발생하나요?
참고 자료를 제공해 주세요.
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