利用发酵移除果胶,是最基本的目的。
咖啡的果胶coffee mucilage,含有多醣、纤维素和淀粉。
黏液由水(85%)、果胶(半乳醣醛酸)2.6%,总碳水化合物7%,氮0.15%,酸0.08%, 不溶于醇的化合物5%组成。
黏液会延长干燥咖啡需要的时间,在适当的温湿度下,还会导致霉菌生长,降低咖啡的感官质量。
因此,透过咖啡果实中天然存在的酵素和从环境中获得的微生物群,促进发酵过程,帮助降解咖啡的黏液,对于咖啡的质量维护有必要。
因此,发酵首先被引入水洗加工,尽管透过机械去除果胶,或添加酵素也都可以移除果胶。
咖啡发酵过程中,微生物产生可降解果胶物质的三种最重要酵素:果胶裂解酶、多聚半乳醣醛酸酶和果胶甲酯酶。
如果目的只是为了移除果胶,大概发酵6~72小时就足够,时间的差异,取决于环境温度,还有果胶的厚度。
如果,果胶可以轻易搓下,咖啡豆表面变得粗糙而不是滑溜,那发酵就可以结束了。
发酵,对现代咖啡加工来说,眼光不仅是移除果胶,也更多可能改为积极利用果胶。
果胶中含有微生物需要的糖源食物,所有微生物都需要它,不仅仅是对咖啡风味有帮助的微生物,也包含扯后腿的微生物(霉菌)。
所以,使用一种真菌,抑制另一种真菌的生长,是发酵中的积极作用。
微生物会争夺生存的空间与可利用的营养。
微生物也会分泌化学物质,阻止其他微生物的生长。
例如研究显示,乳酸杆菌产生的乳酸,乙酸,过氧化氢,细菌素和一些小分子量的化合物,具有抑制真菌的特性。
而酵母菌和霉菌同属真菌,生长环境相同,最适生长温度都在25-28度。
如果选择性在咖啡发酵阶段,补充酵母菌(不管是啤酒酵母或面包酵母),可以让酵母菌在面对与霉菌竞争时,先声夺人。
所以有时,在咖啡发酵过程添加特性微生物,目的不一定针对好风味的添加,有时候是针对坏风味的预防。
为了达到利用A菌压抑B菌的方式,近代还藉助了所谓的”Mosto”。
「Mosto」工艺,涉及预发酵,也就是将一批咖啡果肉压碎,释放果汁,这是模仿酿酒过程中压碎葡萄的过程,此步骤会启动发酵过程。
这些带皮果肉与汁液,被转移到发酵槽中,进行干式发酵。
果皮上存有酚类,酚类与空气接触会呈现黑色,因此取得的渗滤液颜色红黑。
用这些沥滤液,加入另一个预备发酵的咖啡,使现在发酵的咖啡,获得之前咖啡的特性和风味。
这种“Mosto”的做法,往往是利用高风味的咖啡的果肉,浸泡较低风味的咖啡,帮助增加风味,
例如利用瑰夏的“Mosto”,发酵卡杜拉。
最近的咖啡发酵研究,集中于使用芳香酵母来产生风味。
有些特定酵母,可以对咖啡的积极风味有正面影响力。
例如酿酒酵母Saccharomyces
cerevisiae、近平滑假丝酵母Candida
parapsilosis、吉里蒙毕赤酵母Pichia
guilliermondii ,发酵毕赤酵母Pichia
fermentans等。
这些酵母可帮助咖啡透过发酵,产生如焦糖、香草、黄油、水果,类花香等香气。增加咖啡的香气和风味化合物的多样性。
这些酵母可帮助咖啡透过发酵,产生如焦糖、香草、黄油、水果,类花香等香气。增加咖啡的香气和风味化合物的多样性。
在咖啡发酵过程中,微生物会产生多种代谢物。
微生物活性和发酵程度决定了游离糖(例如葡萄糖和果糖)和游离氨基酸的浓度,这些游离糖和游离氨基酸持续包围着咖啡豆,并随后在烘焙过程中促进美拉德化合物和挥发物的产生。
另外有些酵母可以分解糖基,释放芳香苷。
近年来研究发现,香气物质包括游离态、键合态。呈香的是游离态香气物质。
而键合态香气物质,一般以糖苷键合态的形式,与水果中的糖类物质相结合
糖苷结合的香气分子是常见的次级代谢物,已在数十种不同的植物科中被鉴定。
第一个糖苷结合香气分子的鉴定报告可以追溯到1969 年Francis和Allcock的工作,当时从玫瑰花瓣中分离出糖苷,并在酸性条件下水解,得到香叶醇和其他单萜醇
其在酸、酶作用下,会释放出游离态芳香物质,进而被人感知达到增香的目的。
几乎所有类型的植物组织中都含有糖苷,糖苷库可以被水解,用于植物防御微生物和食草动物、植物与植物之间的通讯,以及作为种子传播者等有益生物体的信号。
糖基化后,糖苷可能会转移到液泡中作为储备。
当需要时,植物会水解细胞液泡膜中的芳香糖苷,例如单萜糖苷。当植物果实收获时,有些分子仍以糖苷的形式储存。
在咖啡发酵的过程中,这些本存于咖啡果实的糖苷,可能会水解,释放出芳香性的苷元。
导致水解的原因包含,咖啡果实内源性的葡萄酶、微生物酶和低pH值等等。
因此很多针对咖啡的酵母发酵研究发现,有些酵母加持的发酵,可以感受到更浓郁的花香。
或许就是这种水解作用,导致咖啡中糖激化的芳香苷元,被释放出来,而增强的对香气的感知。
发酵是现代咖啡加工的重点,但发酵是一把双面刃。有所得,也有所损。
过度发酵肯定会损坏咖啡,
首先,发酵会消耗糖。咖啡中的蔗糖、葡萄糖,与果糖含量,发酵中都会耗损下降。
不过还是会有差异,看发酵仰赖的是哪一种微生物。
如果是酵母菌,它会均匀消耗蔗糖、葡萄糖和果糖。
但如果是LAB乳酸菌,则在发酵过程中,主要消耗葡萄糖和果糖。
其次,发酵可能带来过度的酸感,例如醋酸。
有些发酵的结果,产生的某些物质你不满意。
有些则成为时髦的香气,受品饮者追捧。
有些从温度下手,例如冷发酵、冰发酵、热发酵、冷热交替的热冲击等。
有些则从菌种下手,不论是本地落菌,外来接种,还是用Mosto做法。
对于咖啡发酵的实验道路,愈走愈多,也愈演愈烈。
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