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?yàn)榭Х鹊南銡獍?！現(xiàn)磨咖啡的那一剎那，花香，果香，焦糖，堅(jiān)果，黑巧… 各種復(fù)雜的味道交織在一起，它把你帶回到了某一時(shí)刻，帶你回到你初次嘗到某種食物的那個(gè)當(dāng)下，那是令人感動(dòng)的氣味。氣味可以這樣感動(dòng)到我們，是因?yàn)樯順?gòu)造的關(guān)系。嗅覺(jué)是唯一不需要經(jīng)過(guò)丘腦（大腦感覺(jué)信息轉(zhuǎn)運(yùn)站）的感覺(jué)，它是非常有力量的感官?？茖W(xué)家估計(jì)我們嘗到的味道，75%-95%其實(shí)是嗅覺(jué)?？Х认銡獾膩?lái)源香氣是咖啡的靈魂，它取決于一支咖啡從種子到杯子（From seed to cup）的全過(guò)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(diǎn)所在?！狧arry Klee, 佛羅里達(dá)大學(xué)教授理想的咖啡香氣的形成歸因于烘焙過(guò)程的美拉德反應(yīng)，以及其他熱催化反應(yīng)。美拉德反應(yīng)是咖啡香氣形成的主要途徑，因?yàn)樗?fù)責(zé)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(gè)值得注意的環(huán)節(jié)，它對(duì)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?duì)種子制成的，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(wú)色粘性的果膠，無(wú)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(shí)候一旦有疏忽，就會(huì)滋生霉菌或者發(fā)酵過(guò)度，容易養(yǎng)出腐臭豆。圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)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(jī)械去皮，再經(jīng)過(guò)大約24-48小時(shí)的發(fā)酵過(guò)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(guò)機(jī)械或太陽(yáng)曬干，水分含量達(dá)到11-12%，以達(dá)到微生物穩(wěn)定性。對(duì)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(shí)進(jìn)行機(jī)械采摘。采摘后，咖啡櫻桃在陽(yáng)光下以大約10厘米高的層數(shù)干燥10-25天，在這個(gè)過(guò)程中自然的微生物發(fā)酵和酶的作用導(dǎo)致了咖啡櫻桃果肉和粘液的破壞。在干燥過(guò)程結(jié)束時(shí)，去除干燥的外果皮，得到含水量為10-11%的咖啡豆。一般來(lái)講，在適當(dāng)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(guò)程對(duì)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(guò)度然而，發(fā)酵對(duì)咖啡香氣的影響往往被忽略，因?yàn)榘l(fā)酵在咖啡加工中的主要作用是促進(jìn)粘液層的去除。大多數(shù)研究一致認(rèn)為，圍繞濕法發(fā)酵的主要問(wèn)題是發(fā)酵過(guò)程缺乏可控性。盡管發(fā)酵在水洗處理過(guò)程中對(duì)提高咖啡香氣質(zhì)量的作用可能存在爭(zhēng)議，但毫無(wú)疑問(wèn)，發(fā)酵過(guò)程控制不當(dāng)會(huì)對(duì)咖啡香氣產(chǎn)生負(fù)面影響。發(fā)酵過(guò)度是咖啡生產(chǎn)商最常提到的問(wèn)題之一。通常，發(fā)酵過(guò)程的終點(diǎn)是根據(jù)非常主觀的觀察來(lái)判斷的。如果發(fā)酵終點(diǎn)判斷錯(cuò)誤，就會(huì)發(fā)酵不足或者發(fā)酵過(guò)度。發(fā)酵不足是指粘液層沒(méi)有完全降解，從而促進(jìn)不需要的微生物生長(zhǎng)的狀態(tài)。另一方面，過(guò)度發(fā)酵導(dǎo)致黑豆或“臭味”豆的生產(chǎn)，其視覺(jué)和香氣特征較差?？Х劝l(fā)酵工藝鑒于咖啡發(fā)酵過(guò)程中存在的問(wèn)題及其對(duì)咖啡香氣質(zhì)量的重大影響，各項(xiàng)研究主要從兩個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化，以獲得咖啡發(fā)酵過(guò)程的可控性和一致性，包括：開(kāi)發(fā)一種精確測(cè)定發(fā)酵終點(diǎn)的方法，以及在發(fā)酵過(guò)程中使用相關(guān)的發(fā)酵劑培養(yǎng)物。pH值測(cè)量在尼加拉瓜進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)地研究中，確定了pH值測(cè)量是衡量發(fā)酵過(guò)程終點(diǎn)的一個(gè)潛在可靠參數(shù)。發(fā)酵的進(jìn)展和終點(diǎn)用pH值的下降來(lái)表征，約5.5-4，這與許多不同批次的重復(fù)試驗(yàn)以及其他研究結(jié)果一致。隨后，在另一項(xiàng)研究中，通過(guò)在不同pH下（4.6、4.3和3.9）停止發(fā)酵，進(jìn)一步評(píng)估了pH值終點(diǎn)對(duì)咖啡香氣質(zhì)量的影響。根據(jù)各批次烘焙后的杯測(cè)結(jié)果，得出結(jié)論：較低的pH值終點(diǎn)對(duì)應(yīng)杯測(cè)質(zhì)量較差，這歸因于過(guò)度發(fā)酵。因此，基于這些研究，pH測(cè)量是咖啡生產(chǎn)商獲得咖啡發(fā)酵過(guò)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(guò)度對(duì)咖啡香氣質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。當(dāng)溫度、濕度等發(fā)酵參數(shù)得到適當(dāng)控制， pH值終點(diǎn)得到準(zhǔn)確測(cè)定時(shí)，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(lái)在發(fā)酵過(guò)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(shí)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(duì)咖啡香氣有積極影響，因?yàn)樘鞘呛姹哼^(guò)程中焦糖化和美拉德反應(yīng)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(xiàng)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(cè)到的輕微的苦味、藥用和木質(zhì)味，以及通過(guò)機(jī)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(fù)責(zé)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(dú)特的生產(chǎn)方式和有限的供應(yīng)量，每磅的價(jià)格高達(dá)500美元。咖啡豆在橫穿麝香貓的胃腸道時(shí)，經(jīng)過(guò)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(dòng)物的胃腸道時(shí)通過(guò)它們的表面滲透所致。氨基酸成分的變化反過(guò)來(lái)會(huì)對(duì)咖啡的香氣產(chǎn)生重大影響，因?yàn)榘被崾呛姹哼^(guò)程中重要的香氣前體。消化生物處理的另一個(gè)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(guò)胃腸道后收集的咖啡豆制成，咖啡豆的加工過(guò)程與貓屎咖啡有點(diǎn)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(qǐng)中，咖啡提取物被用作發(fā)酵基質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)香氣。采用酵母和細(xì)菌發(fā)酵法對(duì)含糖的咖啡提取物進(jìn)行風(fēng)味培養(yǎng)。然而，這種發(fā)酵過(guò)程會(huì)產(chǎn)生少量酒精，導(dǎo)致香氣化合物的損失。在另一項(xiàng)專利中，通過(guò)在低于22°C的溫度下進(jìn)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(lái)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(xì)菌發(fā)酵中獲得果味和花香特性，這歸因于發(fā)酵過(guò)程中2-和3-甲基丁醛轉(zhuǎn)化為相應(yīng)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(guò)程, 發(fā)酵會(huì)導(dǎo)致或可能導(dǎo)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(yīng)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(duì)咖啡生豆中的香氣前驅(qū)體的成分進(jìn)行定向和修改，以實(shí)現(xiàn)對(duì)咖啡香氣的調(diào)制。在Small和Asquith公司的專利申請(qǐng)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(duì)咖啡生豆和部分烘焙的咖啡豆進(jìn)行處理。然后將處理過(guò)的咖啡豆烘干并烘焙。據(jù)報(bào)道，用這種方法加工的咖啡具有良好的風(fēng)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(wú)菌條件下，對(duì)咖啡豆進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，在15-60天的時(shí)間內(nèi)對(duì)咖啡香氣進(jìn)行調(diào)節(jié)。據(jù)報(bào)道，這一過(guò)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。總之，咖啡發(fā)酵過(guò)程中的眾多變量對(duì)烘焙過(guò)程中香氣形成的影響，突出了咖啡發(fā)酵與香氣風(fēng)味之間錯(cuò)綜復(fù)雜的微妙關(guān)系?？Х燃庸み^(guò)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(wèn)題。鑒于此，對(duì)咖啡發(fā)酵過(guò)程的優(yōu)化還有很長(zhǎng)的路要走。主要參考文獻(xiàn)：[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(xué).臺(tái)北市：方言文化.2017.03[3] Barb Styckey著，莊靖譯.味覺(jué)獵人.臺(tái)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(qǐng)聯(lián)系原作者。作者：瘋?cè)嗽褐兄星謾?quán)請(qǐng)聯(lián)系：weixin@coffeesalon.com投稿合作：tips@coffeesalon.com