この記事で読めること
コーヒー豆の物性は、水分、密度、多孔性、硬さ、大きさ、保管時間が、その後の工程にどう影響するかを考える視点です。
豆の硬さは粉砕に必要な力や粒度分布に関係します。硬さだけで抽出を予測せず、グラインダー、焙煎、休ませた期間を含めて観察します。
豆の硬さと操作
物理的な性質は、熱移動、粉砕に必要な力、水の流れ、保管中の変化に関係します。
実務に置き換えるときは、コーヒー豆の硬さを測るを読む前提として、原料、器具、測定方法、使用目的を同じ記録に残します。
一つの試行へ落とし込む
一つの性質だけで豆を良し悪しに分類せず、実際のサンプルを観察しながら使いどころを考えます。
測定値には方法、時点、サンプル範囲があります。個別ロットへの一般化は避けてください。
焙煎業者の間では、生豆に関する議論において、硬さと密度が混同されることがよくあります。多くの人は、標高の高い場所で栽培された密度の高い豆は、より硬いだろうと考えています。この考え方は、中米諸国で生豆の分類に「ハード」という用語が用いられ、特定の標高で栽培された豆を指すことからも裏付けられています。
しかし、硬さと密度は必ずしも密接に関係しているわけではありません。ジョナサン・ガニエは、さまざまな地域のスペシャルティコーヒー豆の硬さと密度を測定し、密度にはほとんど差がないものの、硬さには大きな差があることを発見しました（Gagné 2019）。彼は、硬さの差の方が大きいため、焙煎中のコーヒー豆の反応を予測する上で、密度よりも硬さの方が有用な指標になる可能性があると示唆しています。
硬度と水分含有量
生コーヒー豆の硬さは、水分含有量と密接に関係しています。コーヒー生産者は、水分含有量が高い豆は一般的に柔らかいことを知っており、乾燥工程を評価するための予備的な方法として、豆の硬さを（噛んで）テストすることがよくあります。豆が柔らかい状態から硬い状態に変化するとき、水分含有量は12%に近づいています（Gautz et al. 2008）。
水分含有量が減少し続けると、豆は柔らかくなります。生のコーヒー豆の乾燥と再水和に関する研究では、水分活性が約0.5（水分含有量11%に相当）まで上昇すると、豆が硬くなることがわかりました。しかし、水分活性が0.76を超えると、豆は急速に柔らかくなりました（Rocculi et al 2011）。
硬度と加工方法
異なる方法で加工されたメキシコ産コーヒー豆の硬さを比較した研究では、ハニープロセスで加工されたコーヒー豆が最も硬いことが示されました。これは、貯蔵中に豆の水分を保持する粘液層によるものと考えられています（Juárez González et al. 2021）。
果実の中にあるコーヒー豆の硬さは熟度にも関係しており、果実が熟すにつれて豆は硬くなる（Tinoco et al. 2022）。しかし、加工後の豆の硬さと熟度の関係はまだ明確には解明されていありません。
硬度と焙煎工程
コーヒー豆の硬さは焙煎中に著しく低下します。焙煎が濃いほど、豆は柔らかくなります（Indriati et al. 2020）。Robert McKeon Aloeも焙煎中の重量減少と豆の柔らかさの間に相関関係があることを発見しましたが、これが初期水分含有量によるものか焙煎レベルによるものかは不明です。どちらの要因も重量減少に影響するためです（McKleton Aloe 2020）。
硬度測定方法
材料科学において、剛性とは「材料が局所的な変形に抵抗する能力」と定義されます。言い換えれば、材料の表面の特定の一点に力が加えられた際に、材料の形状がどれだけ変化するかを示す指標です。
硬度を測定する最も一般的な方法は、デュロメーターを使用することです。この装置は、プローブを使って材料に圧力を加え、くぼみの深さを測定します。
携帯型硬度計の使用手順：
- コーヒー豆を平らな面を下にして、硬くて平らな水平な面の上に置く。
- 測定装置を両手で持ち、プローブを豆の中心に密着させる。
- しっかりと垂直に押し下げてください。
- 測定値が安定したらすぐに結果を記録してください。
精度を高めるため、平均値を算出し、圧力によってコーヒー豆が割れた場合は結果を破棄してください。測定装置を長時間保持すると、コーヒー豆表面の変形により測定値が不正確になる可能性があります。したがって、測定値が安定したらすぐに、または一定秒数経過後に結果を記録してください。
読後の確認
このテーマを次の判断につなげる
- 硬さを測った豆の状態と測定条件を残す。
- 生豆と焙煎豆のどちらを測っているか
- サンプルと測定時点