水分含有量が豆を変える

水分含有量は、生豆の最も重要な特性の一つです。生産者、貿易業者から焙煎業者に至るまで、コーヒーのサプライチェーン全体において重要な要素となります。

生産者や貿易業者にとって、水分含有量はコーヒー豆の品質を決定づけるものであり、保存期間に直接影響します。国際コーヒー機関（ICO）は、輸出されるすべてのコーヒーの水分含有量が8.0～12.5％でなければならないと規定しています（ICO 2021）。

コーヒー豆の水分含有量が12.5%を超えると、品質が急速に劣化します。逆に、過度に乾燥させると、コーヒー豆の色や風味が取り返しのつかないほど損なわれる可能性があります（Rojas 200）。さらに、水分含有量が9～10%未満の生豆は、製粉時に非常に脆くなります。次のセクションでは、水分と保管環境がコーヒーに与える影響について、より詳しく分析します。

コーヒー豆を保管するために過度に乾燥させることは、豆の総重量を減少させるため、生産者や取引業者にとっても有害です。大量の場合、水分含有量が1パーセントポイント異なるだけでも、大きな経済的影響が生じる可能性があります（Gautz et al 2008）。

焙煎業者にとって、水分含有量は、望ましい焙煎プロファイルを達成するために必要なエネルギーに影響を与える最大の要因の1つです（Nogueira and Koziorowski 2019）。水分含有量は熱伝達にも影響を与え、焙煎中に失われる質量の大部分を占めます。

こうしたあらゆる理由から、生コーヒー豆の水分含有量を簡単かつ正確に監視することは絶対に不可欠です。

水分含有量の測定

生コーヒー豆の水分含有量を測定する国際標準方法は、オーブン乾燥法です。時間はかかりますが、他の測定機器の校正における基準方法となっています。空気の流れと温度を精密に制御できる専用オーブンを使用することで、最も正確な結果が得られます。

この方法の原理は非常にシンプルです。

1. 生のコーヒー豆を約10グラム計量します。
2. 試料を105℃のオーブンに16時間入れます。
3. 試料をもう一度計量します。

この方法は、乾燥後の質量の差は水分損失のみによるものと仮定しているが、コーヒーに含まれる他の化合物の分解によって質量の一部が失われる可能性もある（Reh et al 2006）。

静電容量測定装置を使用してください

静電容量計は、コーヒー焙煎機内の水分含有量を推定する最も一般的なツールです。このツールは、2枚の金属板の間に挟まれたコーヒーの層に蓄積される電荷量を測定します。

電気電荷の量は、コーヒーの水分含有量と嵩密度の両方に依存します。したがって、装置が密度を正確に読み取れるように、測定チャンバーを満たすことが重要です（Gautz et al 2008）。

さらに、屈折計で正確なTDS測定を行う際にコーヒーとセンサーの温度を同期させる必要があるのと同様に、測定中はセンサーとコーヒー豆の温度が同じであることを確認することが非常に重要です。センサーとサンプルが熱平衡に達するまで、測定前にサンプルを装置内にしばらく置いておくことをお勧めします。

静電容量測定装置は、正しく使用すれば高速かつ高精度な測定が可能ですが、オーブン乾燥法（またはその他の校正済み機器）に基づいて定期的に校正する必要があります。

ハイパースペクトル都市イメージング技術

ハイパースペクトルイメージング（HSI）は、水分含有量の測定に大きな可能性を秘めた、新しい高速技術です。HSIは、デジタルカメラと同様の光学センサーを使用しますが、可視光スペクトル外の赤外線波長、すなわち短波赤外線（SWIR）を検出することができます。

水は特定の赤外線波長を強く吸収するため、SWIRセンサーは0.3%未満の精度で水分含有量を推定できます（Caporaso et al 2019）。このセンサーは、スキャンした豆の画像を生成し、各ピクセルに個別の水分含有量指数を付けます。これにより、個々の豆の水分含有量を測定したり、コーヒー豆内部の水分分布を評価したりすることができ、豆が均一に乾燥されているかどうかを確認するのに役立ちます。

第3章では、水分含有量というテーマに再び触れ、焙煎中に水分がどのように変化するのか、そしてそれがコーヒーの熱伝達にどのような影響を与えるのかを解説します。