การคั่วกาแฟ

ศาสตร์การคั่วกาแฟเป็นศิลปะแขนงหนึ่งที่ผู้หลงใหลในกาแฟควรต้องเข้าถึง นอกจากจะได้เมล็ดกาแฟ (สารกาแฟ)ที่มีคุณภาพดีๆมาแล้วผู้ที่มีประสบการณ์ หรือฝึกอย่างชำนาญเท่านั้นจึงจะสร้างสรรค์กาแฟคั่วคุณภาพออกมาได้ตอบโจทย์กับตลาดกาแฟ

ประวัติศาสตร์การคั่วกาแฟ
การนำกาแฟมาคั่วในประวัติศาสตร์มีการสันนิฐานว่าอาจเริ่มต้นจากการที่ไฟป่าที่ไหม้ต้นกาแฟ
โดยมีประวัติเล่าว่า ไฟที่ลุกไหม้ป่าในเมือง Abyssinia ทำให้เกิดกลิ่นหอมที่ชาวบ้านในหมู่บ้านใกล้เคียง หลงใหลและตามกลิ่นนั้นมา จะกระทั้งได้พบกับต้นกำเนิดของกลิ่น คือ ผลไม้ที่ถูกคั่ว และปรากฎว่าผลไม้นั้นอยู่บนต้นกาแฟ      

   ในช่วงปลายศตวรรษที่ 14 ในกลุ่มชาวอาหรับ ได้มีการค้นพบวิธีการคั่วเมล็ดกาแฟ ซึ่งเป็นตัวกระตุ้นให้ความต้องการกาแฟในช่วงเวลานั้นเพิ่มสูงขึ้น ในเวลาไม่นานนัก เมล็ดกาแฟคั่วจากแหลมอาราเบียได้ถูกส่งไปยังยุโรปที่ซึ่งกาแฟได้รับความนิยมสูง ทั้งบริษัทที่ทำอุตสาหกรรมกาแฟและผู้บริโภคเริ่มหันมาใช้เทคนิคการคั่วเมล็ดกาแฟมากขึ้น โดยผู้คนสมัยนั้นนิยมคั่วกาแฟด้วยตนเอง แต่การคั่วนี้จะยากและไม่มีความสม่ำเสมอในการคั่วและผลลัพธ์ที่ได้มักจะไม่เหมือนเดิมทุกครั้งไป ด้วยเหตุนี้เองจำนวนของผู้บริโภคที่คั่วเมล็ดกาแฟด้วยตนเองจึงลดลงภายในระยะเวลาเพียงไม่กี่ปี
    นอกจากนี้ผู้คนส่วนใหญ่ในเวลานั้นใช้เวลาอยู่ในครัวน้อยลง เนื่องจากข้อจำกัดที่เกิดจากหน้าที่การงานและการใช้ชีวิต   โชคดีที่เทคโนโลยีการคั่วเมล็ดกาแฟได้พัฒนาขึ้นอย่างรวดเร็วพร้อมกับการทำบรรจุภัณฑ์ที่มีคุณภาพและการขนส่งที่รวดเร็ว กาแฟจึงกลายเป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการรับรองคุณภาพ    เหล่านี้คือเหตุผลที่การคั่วเมล็ดกาแฟในครัวเรือนนั้นลดน้อยลง การคั่วเมล็ดกาแฟด้วยตนเองไม่ได้เกิดขึ้นเพียงเพราะเป็นความสุขของผู้หลงใหลในการดื่มกาแฟเท่านั้น แต่อีกเหตุผลหนึ่งคือเมล็ดกาแฟคั่วนั้นไม่สามารถคงสภาพได้ดีนักเมื่อผ่านการการขนส่ง และการเก็บรักษากาแฟคั่วนั้นยากกว่าการรักษาสภาพของเมล็ดกาแฟธรรมดา    
   ปัจจุบันนี้ การคั่วเมล็ดกาแฟเกิดขึ้นในประเทศของผู้บริโภคมากกว่าในประเทศของผู้ผลิต เนื่องจาก อายุของกาแฟคั่ว ความยากในการเก็บรักษาเมล็ดกาแฟคั่ว  รวมทั้งระดับของการคั่วที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับความต้องการของผู้บริโภคซึ่เปลี่ยนไปตามพื้นที่ต่างๆ  

 วิธีการคั่วคืออะไร
การคั่วเมล็ดกาแฟในปัจจุบันจะใช้เครื่องคั่วกาแฟที่หมุนติดต่อกันตลอดเวลา Drum Rposting  โดยใช้เวลาประมาณ 8-25 นาที และอุณหภูมิสุดท้ายของการคั่วคือ 150-250 องศาเซลเซียส วิธีการนี้ถือเป็นวิธีที่ดีที่สุดซึ่ง ในการคั่วกาแฟในรูปแบบมาตรฐานสากล  แต่ระบบทำความร้อนในการคั่วกาแฟนั้นจะแตกต่างกันออกไปขึ้นอยู่กับเครื่องคั่วที่นำมาใช้
    โดยระบบลมร้อนเป็นระบบการคั่วกาแฟที่บริษัทเอ็นแอลคอฟฟี่ เลือกนำมาใช้มากกว่าการคั่วแบบระดับเตาไฟหรือแบบดั่งเดิม เพราะการกระจายความร้อนของกาแฟจะทำได้ดีกว่าแบบระบบรางไฟ หรือ Blue frame      การคั่วเมล็ดกาแฟคือการเพิ่มความร้อนให้กับเมล็ดกาแฟไปเรื่อยจนสุก  การคั่วเป็นการไล่น้ำที่ค้างอยู่ในเมล็ดกาแฟออกไป เมื่อความชื้นถูกขจัดออกไปเมล็ดกาแฟจะเหมือนเนื้อไม้ แก๊สจะเริ่มก่อตัวขึ้นภายในเมล็ด และจะดีดตัวออกเหมือนเมล็ดข้าวโพด และจะขยายขนาดออกเป็น 2 เท่า ระดับการคั่วตอนนี้เรียกว่าการประทุหรือการแตกตัว CRACK น้ำมันที่อยู่ในเมล็ดจะระเหยออกมา เมล็ดกาแฟที่คั่วแล้วจะมีสีค้ำขึ้น คาร์โบไฮเดสและไขมันจะกลายเป็นกลิ่นหอมระเหย โปรตีนที่มีอยู่มากมายและกรดออแกนิคจะแปลสภาพเป็นรสชาติของกาแฟ เหมือนกับการทำไวน์ วิธีการคั่วกาแฟจะเป็นตัวบอกว่ากาแฟจะออกมาในรูปใด ถ้านำไปคั่วนิดหน่อยจะได้รสชาติของพันธุ์ไม้และผลจากเมล็ดกาแฟ ถ้าใช้เวลาคั่วนานหน่อยจะให้รสชาติข้มเข้น หวานและได้กลิ่นไหม้ๆ โดยจะต้องมีคนที่ทำหน้าที่ต้องคอยประเมินตลอดเวลากับกาแฟที่คั่วเพื่อให้ได้ความสม่ำเสมอและทำให้คุณภาพกาแฟดี โดยมีรสชาติที่ดี และในขณะเดียวกันต้องมีการดูแลให้แน่ใจว่าเมล็ดกาแฟนั้นจะไม่ถูกคั่วจนไหม้ ความแตกต่างทางวัฒนธรรมและวิธีการปลูกกาแฟมีผลโดยตรงต่อการตัดสินใจเลือกวิธีการคั่วเมล็ดกาแฟ   4 ปัจจัยที่มีผลต่อกาแฟคั่ว การคั่วกาแฟออกมาในแต่ละครั้งนั้นจะมี


ปัจจัยที่ส่งผลต่อคุณภาพของกาแฟคั่ว ชนิดสายพันธุ์ของเมล็ดกาแฟ
• แหล่งที่ของเมล็ดกาแฟ (รวมทั้งความชื้นของเมล็ดกาแฟ)
• ประเภทเครื่องคั่วกาแฟ
• แหล่งการให้พลังงานเครื่องคั่วกาแฟ
• อุณหภูมิเริ่มต้น
• อุณหภูมิจบ
• ระยะเวลาในการคั่ว
• สภาพอากาศความชื้น ขณะคั่วกาแฟ
• ระบบการถ่ายเทลมร้อนภายในเครื่องคั่ว 


ระดับการคั่วกาแฟ
    ปัจจุบันระดับการคั่วกาแฟยังคงมีการเรียกค่าแตกต่างกันไปไม่มีค่าหรือสีที่เป็นมาตรฐานขึ้นอยู่กับผู้คั่วกาแฟแต่ละคนจะเป็นคนจัดอันดับโดย ระดับการคั่วและสีกาแฟที่อาจมีการวางจัดอันดับแตกต่างกันออก ยกตัวอย่างเช่น ในกลุ่มประเทศอเมริกา จะใช้ค่า ค่าเครื่อง agtron ซึ่งเป็นผู้ผลิตเครื่องดังกล่าวในการแจ้งระดับการคั่วกาแฟออกแบบตัวเลขตั้งแต่ 0 -100 โดยที่ระดับ 11 ถือเป็นระดับที่ดำที่สุดของเมล็ดกาแฟคั่วเข้ม และที่ 80 ถือเป็น
กาแฟที่อ่อนที่สุด

การเปลี่ยนแปลงของเมล็ดกาแฟระหว่างการคั่ว 1. เวลา 0 – 15 นาที 
วิดีโอการคั่วกาแฟ Coffee Analysis Center  in Korea

ระยะแรก Dying Phase
กระบวนการคั่วช่วงแรกเป็นช่วงที่เมล็ดกาแฟจะมีการดูดซับพลังงานความร้อน จากเตาคั่วกาแฟ ทำให้เมล็ดสูญเสียความชื้น น้ำหนัก และสีของเมล็ดจะเปลี่ยนจากสีน้ำเงินอมเขียว เริ่มกลายเป็นสีเขียวอมเหลือง

ระยะที่สอง Mailard Reaction
ระยะที่สารกาแฟเริ่มที่จะเปลี่ยนสีจากสีเหลืองซีดจนเข้มเป็นสีน้ำตาล จากกลิ่นพืชสดไปเป็นกลิ่นคล้ายขนมปังธัญพืช ไม้หอมรมควันที่เกิดขึ้นในช่วงท้ายของระยะนี้จะมีสีขาว และขั้นตอนนี้เมล็ดกาแฟจะมีการสูญเสียน้ำหนักประมาณ 8-10 %  กระบวนการทางเคมีภายในเมล็ดกาแฟจะเริ่มเกิดขึ้นมากมายในระยะนี้ น้ำตาลภายในเมล็ดกาแฟเริ่มเปลี่ยนแปลงมากมาย

ระยะที่สาม First Crack (การแตกตัวครั้งแรก) เข้าสู่การ Develop
1st Crackเพราะความร้อนระหว่างการคั่วทำให้มีการเปลี่ยนแปลงของน้ำไปเป็นไอน้ำ (hydrolysis) ทำให้เกิดความดันต่อผนังเซลล์ และเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นของคาร์โบไฮเดรต (carbohydrate oxidation) ทำให้เกิดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ ทำให้รอยต่อกลางเมล็ดแตกแยกออก เกิดเสียงเมล็ดแตก สีของเมล็ดเปลี่ยนจากเหลืองซีดเป็นสีเหลืองน้ำตาล สีน้ำตาล ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของน้ำตาลโมเลกุลรวม (polysaccharides)ควันที่เกิดขึ้นในช่วงนี้จะมีสีออกเทา เมื่อมีการระเหยน้ำภายในเซลล์มากขึ้น (dehydration) โครงสร้างแข็ง (woody structure) ของเมล็ดจะถูกทำลายลง ทำให้เมล็ดพองตัว ขยายขนาดใหญ่กว่าเมล็ดดิบประมาณร้อยละ 40-60 โดยปริมาตรเมล็ดมีความเปราะมากขึ้น (ความหนาแน่นของเมล็ดลดลง) สารระเหยได้ (volatile substance) เพิ่มมากขึ้น และเยื่อหุ้มเมล็ดสีน้ำตาลจะหลุดออกเป็นสะเก็ดเล็กๆ (chaff)

ระยะที่สี่ 2ND Crack
ขณะนี้ความร้อนที่เกินจากเตาไฟนั้นไม่มีผลเท่าใดนักกับเมล็ดกาแฟ เพราะเมล็ดกาแฟได้เก็บความร้อนไว้อย่างเต็มที่แล้วและที่เรียกเป็นความร้อนสะสมปฏิกิริยา Pyrosis  เสียงแตกของเมล็ดจะหยุดลงแต่ปฏิกิริยาต่างๆ ยังคงดำเนินต่อไป การเปลี่ยนแปลงของผนังเมล็ดกาแฟส่งผลต่อเนื่องให้เกิดการแตกตัวครั้งที่สอง หรือ 2nd Crack
กลิ่น Roast Flavour เข้ามาแทนที่กลิ่นกาแฟดั่งเดิมอย่างช้าๆ
     โครงสร้างภายนอกของเมล็ดกาแฟนั้นยังคงไม่มีการเปลี่ยนแปลง แต่พบว่าเริ่มมีความมันวาวที่ผิวเมล็ดเป็นมัน อันเกิดจะการสูญเสียความชื้นออกไปมากขึ้นเมื่อน้ำมันที่ผิวเมล็ดได้รับความร้อนอย่างต่อเนี่อง   ระยะนี้ถือเป็นการจบการคั่วกาแฟที่ระยะสุดท้ายแล้ว ที่คนส่วนใหญ่นิยมทานกาแฟกัน  

แต่คนไทยไม่น้อยก็ยังทานกาแฟที่คั่วเข้าสู่ระดับถัดไป

ระยะหลังของ 2ND Crack
ความร้อนที่สูงขึ้นเริ่มเผาไหม้น้ำมันและเมล็ดกาแฟ โครงสร้างภายในกลิ่นต่างๆ ถูกทำลายและแทนที่ด้วย กลิ่น Dark Roast Favor อย่างสมบูรณ์ ซึ่งเริ่มก่อตัวมาตั้งแต่ระยะที่ 2 แต่จะเริ่มโดดเด่นในระยะนี้ที่สุด ทำให้เกิดควันมากขึ้นอันเกิดจากการเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ ขณะเดียวกันก็มีการเกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพของแป้งและน้ำตาลไปเป็นสารเหนียวสีน้ำตาลเข้มมากขึ้น เมื่อปล่อยให้เมล็ดกาแฟได้รับความร้อนเป็นระยะเวลานานเกินไป จะทำให้เกิดลักษณะที่ไม่พึงประสงค์ได้  กลายจากเมล็ดกาแฟคั่วเป็นถ่านคาร์บอน โดยเรียกว่า กาแฟเข้มดำเกินไป (carbonized) หรือกาแฟไหม้ (charcoal) 


การแบ่งระดับการคั่วกาแฟ
ปัจจุบันเครื่องมือการวัดสี เริ่มนิยมนำมาใช้ในการแบ่งระดับการคั่วของกาแฟ โดยมีเงื่อนไข อยู่หลายๆปัจจัย เช่น
1. การวัดสี ควรทำการวัดตัวอย่าง 3-5 ตัวอย่างแล้วนำมาหารเฉลี่ย
2. จะต้องทำการวัดสี ทันทีหลังจากที่กาแฟคั่วออกมาจากเตา เพื่อความแม่นยำ เพราะกาแฟที่เก็บไว้ สีของกาแฟจะเข้มขึ้น จากปัจจัยเรื่องน้ำมันในกาแฟ
3. หากวัดค่าจากกาแฟที่บดแล้ว จะต้องใช้เครื่องบดตัวเดียวกัน และไม่เปลี่ยนระดับการบดกาแฟเลย เพราะระดับการบดของกาแฟส่งผลต่อระดับสี
4. หน่วยที่วัดค่าสี นิยมใช้กันคือ ค่า Agtron  95 -25  โดยค่าสี ยิ่งคั่วอ่อน ตัวเลขจะยิ่งสูง (95) และคั่วเข้ม ตัวเลขจะยิ่งต่ำ  (25)

 https://www.agtron.net/Coffee1.html

95 อ่อนมากๆ บางกลุ่มกาแฟคั่วยัง Under Develop
85 อ่อนมาก บางกลุ่มกาแฟยัง Under Develop
75 อ่อน
65 ปานกลาง
55 ค่อนข้างเข้ม 
45 เข้ม
35 เข้มมาก
25 ไหม้




การแบ่งระดับการคั่วแบบสมัยใหม่

1. Under Develop Roast : กาแฟที่คั่วยังไม่สุก โดยเริ่มตั้งแต่ เริ่มคั่วไปจนถึงได้ยินเสียง แตกของเมล็ดกาแฟครั้งที่ 1 1ST Crack

2. Light Roast :ค่าสี ( 85-70 )   จะเริ่มตั้งแต่เมล็ดกาแฟคั่ว และผ่านการแตกครั้งที่ 1 ไปแล้ว โดยอาจจะอยู่ระหว่างแตก หรือ แตกจนเงียบไปแล้ว

ปัจจุบันนิยมนำกาแฟเทคการคั่วแบบนี้มากำหนด เป็น % การ Develop ของกาแฟ โดยส่วนใหญ่ ระยะเวลาตั้งแต่ กาแฟเริ่ม แตกครั้งที่ 1 จนเทออกมาก จะต้องมี % ประมาณ 7-8% ขึ้นไป  หมายความว่า ถ้าคั่วกาแฟ 10 นาที (600วินาที) แล้วเทออก  แสดงว่าควรมีเสียงช่วงเวลาที่แตกครั้งที่ 1 อยู่ที่ 8% (48วินาทีขึ้นไป)  เรียกว่า Delvelop Time 8%

การ develop ของการคั่วกาแฟจะมี ปัจจัยเรื่อง องศา และ เวลา เป็นตัวกำหนดรสชาติของกาแฟ

3. Medium Roast : Medium เมื่อเสียงแรกของ 1st เงียบลงไประยะเวลาหนึ่ง บางกลุ่มเรียกระยะนี้ว่า Medium / City / City +

4.Medium Dark Roast :  ระยะที่กาแฟ เมล็ดกาแฟได้รับพลังงานอย่างต่อเนื่อง จนเข้าใกล้ระยะ 2nd Crack หรือแตกครั้งที่ 2   บางกลุ่มเรียกระยะนี้ว่า Full city / Fill city +

5. Dark Roast :  ตั้งแต่เสียง 2 ND ดังต่อเนื่อง

ชื่อเรียกเรียงลำดับความเข้มของกาแฟในสมัยก่อน ที่บางแหล่งยังคงนำมาใช้แบ่งความเข้มของกาแฟคั่วเข้ม  โดยอาจจะไม่มีมาตรฐานตายตัว แต่จะลำดับความเข้มเรียงไปตามนี้

-Vienna Roast 
-French Roast
-Italian Roast
-Spanish Roast


เราไม่สามารถนำเอา ค่าองศาที่คั่วเป็นตัวกำหนดระดับการคั่วในรูปแบบมาตรฐานได้ เพราะว่า เครื่องคั่วแต่ละแบบ มีการวัดอุณหภูมิที่แตกต่างกันในตำแหน่ง และประเภทของตัวรับสัญญาณก็ไม่เหมือนกัน

แต่การวัดค่าสี ถือว่าเป็นมาตรฐานกลางในควบคุมคุณภาพการคั่ว ได้อย่างแม่นยำ รวมถึงบางกลุ่มนิยมนำเอา ปริมาณกาแฟก่อนและหลังคั่ว มาเพื่อดูความแม่นยำในการคั่วในแต่ละ Batch