發(fā)酵，咖啡的調(diào)香師

想想看，你是怎么入的咖啡坑，大概率是因為咖啡的香氣吧！現(xiàn)磨咖啡的那一剎那，花香，果香，焦糖，堅果，黑巧… 各種復雜的味道交織在一起，它把你帶回到了某一時刻，帶你回到你初次嘗到某種食物的那個當下，那是令人感動的氣味。氣味可以這樣感動到我們，是因為生理構(gòu)造的關(guān)系。嗅覺是唯一不需要經(jīng)過丘腦（大腦感覺信息轉(zhuǎn)運站）的感覺，它是非常有力量的感官?？茖W家估計我們嘗到的味道，75%-95%其實是嗅覺?？Х认銡獾膩碓?img class="raw-image" data-ratio="0.6910299" src="http://buymedsaustralia.com/file/upload/202207/01/152252671.png" data-type="png" data-w="301" style="vertical-align: middle;max-width: 100%;width: 100%;box-sizing: border-box;" width="100%" />香氣是咖啡的靈魂，它取決于一支咖啡從種子到杯子（From seed to cup）的全過程。糖、蛋白質(zhì)、氨基酸和酚類化合物是咖啡生豆中的重要香氣前體，在咖啡香氣形成中起著重要作用。香氣前體濃度的差異將影響到烘焙咖啡的揮發(fā)性物質(zhì)以及香氣。揮發(fā)物質(zhì)就是重點所在?！狧arry Klee, 佛羅里達大學教授理想的咖啡香氣的形成歸因于烘焙過程的美拉德反應，以及其他熱催化反應。美拉德反應是咖啡香氣形成的主要途徑，因為它負責產(chǎn)生各種影響咖啡香氣的化合物。后置處理與香氣咖啡櫻桃采摘后的后置處理是一個值得注意的環(huán)節(jié)，它對烘焙咖啡的揮發(fā)性物質(zhì)和香氣有著顯著且多變的影響?？Х仁怯晌挥诳Х葯烟抑行牡囊粚ΨN子制成的，要將咖啡生豆取出，需要把咖啡櫻桃的果皮、果肉和果膠層一并除去。最困難的是那一層無色粘性的果膠，無論是水洗處理、日曬處理或者其他處理方法，在去除果膠層的時候一旦有疏忽，就會滋生霉菌或者發(fā)酵過度，容易養(yǎng)出腐臭豆。圖片來自網(wǎng)絡在水洗處理法中，將成熟度一致的咖啡櫻桃經(jīng)手工采摘并機械去皮，再經(jīng)過大約24-48小時的發(fā)酵過程去除咖啡種子周圍的薄粘性層。最后，加工后的咖啡豆經(jīng)過機械或太陽曬干，水分含量達到11-12%，以達到微生物穩(wěn)定性。對于日曬處理，咖啡櫻桃要么手工采摘，要么在大多數(shù)成熟時進行機械采摘。采摘后，咖啡櫻桃在陽光下以大約10厘米高的層數(shù)干燥10-25天，在這個過程中自然的微生物發(fā)酵和酶的作用導致了咖啡櫻桃果肉和粘液的破壞。在干燥過程結(jié)束時，去除干燥的外果皮，得到含水量為10-11%的咖啡豆。一般來講，在適當控制工藝參數(shù)的情況下，水洗處理產(chǎn)生的次品較少，并且能夠保持咖啡豆的內(nèi)在品質(zhì)，因此與日曬處理相比，能產(chǎn)生具有優(yōu)良香氣品質(zhì)的咖啡。研究表明，后置處理的發(fā)酵過程對咖啡香氣有顯著影響。水洗處理咖啡的優(yōu)良香氣特性可歸因于微生物代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生，它們是烘焙咖啡的香氣前體。發(fā)酵不足&發(fā)酵過度然而，發(fā)酵對咖啡香氣的影響往往被忽略，因為發(fā)酵在咖啡加工中的主要作用是促進粘液層的去除。大多數(shù)研究一致認為，圍繞濕法發(fā)酵的主要問題是發(fā)酵過程缺乏可控性。盡管發(fā)酵在水洗處理過程中對提高咖啡香氣質(zhì)量的作用可能存在爭議，但毫無疑問，發(fā)酵過程控制不當會對咖啡香氣產(chǎn)生負面影響。發(fā)酵過度是咖啡生產(chǎn)商最常提到的問題之一。通常，發(fā)酵過程的終點是根據(jù)非常主觀的觀察來判斷的。如果發(fā)酵終點判斷錯誤，就會發(fā)酵不足或者發(fā)酵過度。發(fā)酵不足是指粘液層沒有完全降解，從而促進不需要的微生物生長的狀態(tài)。另一方面，過度發(fā)酵導致黑豆或“臭味”豆的生產(chǎn)，其視覺和香氣特征較差?？Х劝l(fā)酵工藝鑒于咖啡發(fā)酵過程中存在的問題及其對咖啡香氣質(zhì)量的重大影響，各項研究主要從兩個方面進行優(yōu)化，以獲得咖啡發(fā)酵過程的可控性和一致性，包括：開發(fā)一種精確測定發(fā)酵終點的方法，以及在發(fā)酵過程中使用相關(guān)的發(fā)酵劑培養(yǎng)物。pH值測量在尼加拉瓜進行的一項實地研究中，確定了pH值測量是衡量發(fā)酵過程終點的一個潛在可靠參數(shù)。發(fā)酵的進展和終點用pH值的下降來表征，約5.5-4，這與許多不同批次的重復試驗以及其他研究結(jié)果一致。隨后，在另一項研究中，通過在不同pH下（4.6、4.3和3.9）停止發(fā)酵，進一步評估了pH值終點對咖啡香氣質(zhì)量的影響。根據(jù)各批次烘焙后的杯測結(jié)果，得出結(jié)論：較低的pH值終點對應杯測質(zhì)量較差，這歸因于過度發(fā)酵。因此，基于這些研究，pH測量是咖啡生產(chǎn)商獲得咖啡發(fā)酵過程更大一致性和可控性的可能可靠工具，從而防止發(fā)酵不足或發(fā)酵過度對咖啡香氣質(zhì)量產(chǎn)生負面影響。當溫度、濕度等發(fā)酵參數(shù)得到適當控制， pH值終點得到準確測定時，濕法發(fā)酵工藝可獲得理想的咖啡香氣品質(zhì)。酶處理和微生物發(fā)酵劑發(fā)酵劑培養(yǎng)和果膠分解酶處理也可以用來在發(fā)酵過程中獲得更大的一致性。有研究表明，纖維素酶和黑曲霉的組合顯著縮短了粘液降解所需的時間（30分鐘）。此外，發(fā)酵后還原糖的濃度較高，可能是由于粘液層的降解，這對咖啡香氣有積極影響，因為糖是烘焙過程中焦糖化和美拉德反應的重要香氣前體。發(fā)酵后還原糖含量較高的咖啡生豆表現(xiàn)出更大程度的焦糖性、豐富性和甜味。在另一項研究中，使用果膠分解酶處理咖啡，可以產(chǎn)生輕微的甜味和酸味，并具有較好的醇厚度，而不是日曬發(fā)酵檢測到的輕微的苦味、藥用和木質(zhì)味，以及通過機械方法去除粘液層獲得輕微的苦澀味。貓屎咖啡&象屎咖啡消化生物加工是一種正在流行的加工方法，負責生產(chǎn)世界上最昂貴的咖啡之一——貓屎咖啡。貓屎咖啡源于印尼爪哇島、蘇門答臘島和蘇拉威西島，由于其獨特的生產(chǎn)方式和有限的供應量，每磅的價格高達500美元?？Х榷乖跈M穿麝香貓的胃腸道時，經(jīng)過了酸性、酶和發(fā)酵處理。有研究發(fā)現(xiàn)了蛋白質(zhì)水解的證據(jù)，這是由于消化酶和胃液在咖啡櫻桃和豆子的內(nèi)果皮橫穿動物的胃腸道時通過它們的表面滲透所致。氨基酸成分的變化反過來會對咖啡的香氣產(chǎn)生重大影響，因為氨基酸是烘焙過程中重要的香氣前體。消化生物處理的另一個產(chǎn)品是象屎咖啡。它是世界上最昂貴的咖啡（每磅800美元），由大象糞便經(jīng)過胃腸道后收集的咖啡豆制成，咖啡豆的加工過程與貓屎咖啡有點相似。然而，由于胃腸道和微生物區(qū)系的結(jié)構(gòu)性質(zhì)不同，酸性、酶和發(fā)酵處理的程度可能不同于貓屎咖啡。利用發(fā)酵調(diào)節(jié)咖啡的香氣在一些專利申請中，咖啡提取物被用作發(fā)酵基質(zhì)來調(diào)節(jié)香氣。采用酵母和細菌發(fā)酵法對含糖的咖啡提取物進行風味培養(yǎng)。然而，這種發(fā)酵過程會產(chǎn)生少量酒精，導致香氣化合物的損失。在另一項專利中，通過在低于22°C的溫度下進行發(fā)酵，以及選擇在這些優(yōu)化條件下不產(chǎn)生酒精的合適酵母菌株，來發(fā)酵含糖的咖啡提取物以抑制酒精的產(chǎn)生。從咖啡提取物的酵母/乳酸細菌發(fā)酵中獲得果味和花香特性，這歸因于發(fā)酵過程中2-和3-甲基丁醛轉(zhuǎn)化為相應的醇和硫醇化合物，轉(zhuǎn)化為硫代乙酸鹽和二酮。發(fā)酵已經(jīng)顯示出能夠生產(chǎn)出令人期待屬性的咖啡。從采摘到出品過程, 發(fā)酵會導致或可能導致咖啡香氣的變化，英文原圖出處[Liang Wei Lee，2015]將受控發(fā)酵工藝應用于咖啡生豆以調(diào)節(jié)咖啡香氣是很有趣的（如圖中虛線所示）。這是一種新的加工方法，其中對咖啡生豆中的香氣前驅(qū)體的成分進行定向和修改，以實現(xiàn)對咖啡香氣的調(diào)制。在Small和Asquith公司的專利申請中，采用多糖降解酶、蛋白酶、脂肪酶和苯酚氧化酶在1.7MPa以上的壓力條件下對咖啡生豆和部分烘焙的咖啡豆進行處理。然后將處理過的咖啡豆烘干并烘焙。據(jù)報道，用這種方法加工的咖啡具有良好的風味特性，苦味程度較低。而在Li等人提交的專利中，采用牛樟芝（Antrodia Camphorate，一種大型真菌），在15-30°C的無菌條件下，對咖啡豆進行固態(tài)發(fā)酵，在15-60天的時間內(nèi)對咖啡香氣進行調(diào)節(jié)。據(jù)報道，這一過程產(chǎn)生了萜烯和倍半萜烯等香氣化合物，改變了烘焙咖啡的香氣特性?？傊Х劝l(fā)酵過程中的眾多變量對烘焙過程中香氣形成的影響，突出了咖啡發(fā)酵與香氣風味之間錯綜復雜的微妙關(guān)系?？Х燃庸み^程中，發(fā)酵產(chǎn)生的咖啡香氣改善，最有可能歸因于發(fā)酵后咖啡生豆香氣前體成分的改變。然而，由于發(fā)酵依賴于咖啡櫻桃中的天然微生物群，因此存在著不一致性和不可控性問題。鑒于此，對咖啡發(fā)酵過程的優(yōu)化還有很長的路要走。主要參考文獻：[1] Liang Wei Lee, et al. Coffee fermentation and flavor – An intricate and delicate relationship. Food Chemistry 185 (2015) 182-191.[2] 崔洛堰著，謝雅玉譯. 咖啡香味的科學.臺北市：方言文化.2017.03[3] Barb Styckey著，莊靖譯.味覺獵人.臺北市：漫游者文化出版：大雁出版基地發(fā)行，2014.10版權(quán)信息：以上文章內(nèi)容轉(zhuǎn)載自【coffee瘋?cè)嗽骸?，轉(zhuǎn)載請聯(lián)系原作者。作者：瘋?cè)嗽褐兄星謾?quán)請聯(lián)系：weixin@coffeesalon.com投稿合作：tips@coffeesalon.com