что такое ферментация кофе

Чем ферментация кофе отличается от ферментации других продуктов

Ферментация применяется не только в производстве кофе, но и в производстве вина, чая, кефира, пива и других продуктов

8 мин. на чтение

3472 просмотра

Кофе, чай, кефир, сметана, вино, пиво, комбуча, сыр, соевый соус и хамон. Все эти продукты попадают на наш стол в результате одного процесса — ферментации.

О ферментации кофе мы говорим часто и много. Однако и в других отраслях пищевой промышленности этот процесс люди используют уже давно. В этой статье мы расскажем, чем ферментация кофе отличается от ферментации других продуктов.

Механизм ферментации

Всему живому необходима энергия для жизнедеятельности. Получать эту энергию можно двумя способами.

Первый способ — дыхание. Для него в окружающей среде должен быть кислород. Это очень эффективный способ получения энергии. В результате дыхания организмы выделяют побочные продукты: воду и углекислый газ.

Второй способ — ферментация. Некоторые организмы переходят на этот способ, когда в окружающей среде нет кислорода. Ферментация дает меньше энергии, чем дыхание. При ферментации микроорганизмы производят разные побочные продукты — чаще всего молочную кислоту и этанол.

Некоторые виды дрожжей и бактерий способны продолжать ферментацию в кислородной среде при условии, что вокруг много сахаров.

Считается, что микроорганизмы используют ферментацию в кислородной среде для выживания. Частым продуктом ферментации является этанол. Он токсичен для многих видов бактерий и, следовательно, снижает конкуренцию среди них. Несмотря на то что кислород присутствует, микроорганизмы его не используют.

Способность микроорганизмов к ферментации используют во многих отраслях пищевой промышленности. Однако цели и механизмы этого процесса для разных продуктов отличаются.

Ферментация в кофейной индустрии

В кофейной промышленности термин «ферментация» более общий. Он применяется по отношению к любому процессу жизнедеятельности микроорганизмов и грибов, происходящему в питательной среде. Например, в ферментационном танке бактерии и дрожжи осуществляют и ферментацию, и дыхание, и другие метаболические процессы. Именно поэтому ферментацию при обработке кофейных зерен принято делить на аэробную и анаэробную.

Цель ферментации кофе сейчас — улучшить вкус и аромат напитка, а не просто отделить зерно от клейковины

Первоначально целью ферментации кофе было быстро и дешево отделить зерно от клейковины. Однако позже фермеры заметили, что продукты жизнедеятельности бактерий могут улучшать вкус и аромат напитка. Это открытие привело к экспериментам с ферментацией кофе. Цель этих экспериментов — получение ярких, необычных и даже экстремальных вкусов кофе.

Ферментация при производстве чая

Ферментация чая — это процесс еще более далекий от ферментации в ее биологическом смысле.

При ферментации чая наличие кислорода обязательно. Именно он запускает процесс. Более того, правильнее будет называть этот процесс окислением, так как он происходит исключительно при контакте кислорода и окислительных ферментов чайного листа.

Однако, как и при обработке кофе, одновременно с окислением происходит и ферментация. Так как эти два процесса обычно происходят одновременно, принято объединять их в одно слово «ферментация». Хотя более точный термин — «ферментативное окисление».

Ферментация чая проходит в присутствии кислорода. © unsplash.com

Контролируя степень ферментации и окисления, удается получить разнообразные сорта чая. Белые и желтые чаи практически не ферментированные. Черный чай относится к полностью ферментированным, а чай пуэр — к постферментированным. При производстве пуэра рано останавливают процесс окисления. Для этого плотно укладывают чайные листья на бетонный пол и накрывают брезентом, чтобы минимизировать контакт с воздухом.

Цель ферментации чая — максимально сохранить и раскрыть вкусовые и ароматические свойства чайного листа.

Ферментация в виноделии

Ферментация в виноделии — это как раз тот самый анаэробный процесс. Его обычно называют брожением. При ферментации вина дрожжи превращают сахара из виноградного сока в этанол и другие побочные продукты.

В начале ферментации в резервуаре всегда присутствует кислород, и дрожжи используют его для дыхания. Полученное от дыхания большое количество энергии дрожжи расходуют на быстрое размножение. Сама ферментация виноградного сока происходит уже в бескислородной среде.

Благодаря схожести винограда и кофейной ягоды в кофейной индустрии заимствовали некоторые способы ферментации из виноделия. © unsplash.com

Кофейная промышленность заимствовала некоторые особенности процесса ферментации из виноделия. Так, например, методы углекислотной и полууглекислотной мацерации первоначально использовались именно для ягод винограда. Позже их стали применять и при ферментации кофе. Этанол, который выделяется при мацерации, придает кофе яркий и необычный вкус.

Цель ферментации в виноделии — получить из виноградного сока алкогольный напиток. То есть интересны для виноделия именно побочные продукты жизнедеятельности дрожжей.

Ферментация в молочной промышленности

В молочной промышленности ферментация также проходит без доступа кислорода. При ферментации молока лактоза превращается в молочную кислоту. Именно она и определяет особые свойства конечного продукта.

Для процессов ферментации молока используются чистые культуры микроорганизмов, называемые заквасками. Состав заквасок для производства каждого продукта разный.

При производстве сыров ферментация проходит в два этапа. На первом вырабатывается молочная кислота, и жидкое молоко превращается в сгусток. На втором этапе ферментации в сырье подселяют специальные виды грибов и бактерий. Они и придают различные вкусы сортам сыра. Например, споры голубых плесневых грибов используют при производстве рокфора, споры белых плесневых грибов — при производстве камамбера и бри.

Цель ферментации молока — получение новых продуктов. Ферментация в молочной промышленности — это основа производства всех кисломолочных продуктов: кефира, сметаны, творога, простокваши, сыра, биолакта и многих других.

Ферментация в молочной промышленности меняет консистенцию и вкус молока, в результате получаются новые продукты. © unsplash.com

Что общего у ферментации различных продуктов

У ферментации пищевых продуктов разные цели и даже разные механизмы. Однако объединяет их одно — в результате ферментации человек получает новые вкусы или даже новые продукты.

В других случаях человек влияет на этот процесс: использует колонии микроорганизмов и грибов для получения конкретного продукта или вкуса. Яркий пример такой ферментации: получение кисломолочных продуктов с помощью разнообразных заквасок.

До недавних пор можно было считать ферментацию кофе отличной от других ферментаций. Она не преследовала цели получить новый продукт или вкус, а использовалась для быстрого отделения зерен от мякоти.

Именно благодаря опытам с ферментацией зерен у нас появилась возможность попробовать кофе со вкусом йогурта, алкоголя, умами и другими экстремальными вкусами.

Титульное фото — © unsplash.com

Вам может быть интересно:

Как сделать работу кофейни экологичнее

21 янв 2021 · 10 мин. на чтение

3472 просмотра

Источник

Ферментация кофе: для чего искусственно добавляют микроорганизмы

Выясняем, как фермеры управляют ферментацией с помощью микроорганизмов

6 мин. на чтение

7103 просмотра

В индустрии спешелти кофе с 2000-х годов растет спрос на более яркие и необычные вкусы. Поэтому производители стали экспериментировать с новыми способами обработки и условиями ферментации.

Некоторые используют фрукты или специи в ферментационном чане либо закладывают зеленый кофе в бочку из-под алкоголя, а другие добавляют дополнительные микроорганизмы при ферментации.

В статье разбираемся, какие микроорганизмы присутствуют при ферментации изначально. И для чего их добавляют дополнительно.

Какие микроорганизмы присутствуют при ферментации

Ферментация — это процесс, который проходит во время любой обработки кофе. Его запускают микроорганизмы, которые изначально находятся на ягодах, стенах оборудования, в воде и даже воздухе. В результате их жизнедеятельности образуются продукты распада сахаров, органические кислоты и другие метаболиты. Ферментационная среда становится более кислой.

Проблема в том, что процесс ферментации сложно контролировать. Фермер может управлять только внешними факторами — регулировать температуру, освещение, влажность и доступ кислорода. Но он не всегда знает, какие именно микроорганизмы находятся на его ягодах и оборудовании. Поэтому не может точно сказать, какими точно характеристиками будет обладать кофе после ферментации.

Однако ожидаемый результат можно получить, если использовать определенный вид микроорганизмов.

На поверхности ягод, на оборудовании и даже в воздухе всегда присутствуют микроорганизмы

Какие микроорганизмы добавляют при ферментации

Один из способов контролировать ферментацию — добавлять определенные выращенные в лаборатории штаммы бактерий, дрожжей и грибков. Это поможет усилить дескрипторы. А также проконтролировать процесс и сократить время ферментации.

«Лабораторно выращенные штаммы дрожжей могут усилить или подавить вкусовые качества кофе. А кроме того, их использование поможет проконтролировать время ферментации и смягчить неблагоприятные факторы для окружающей среды», — говорит Люсия Солис, микробиолог и винодел, консультант по ферментации в Luxia Coffee Solution.

«Особенно важно добавлять микроорганизмы в регионах, где есть высокая влажность, недостаток солнечного света и большое количество осадков. Такой климат способствует росту нежелательных бактерий. А дополнительные микроорганизмы помогают предотвратить их активное размножение», — рассказывает Кристина Силва, микробиолог.

Рассмотрим, как влияют на ферментацию определенные микроорганизмы.

Целлюлаза и аспергиллюс (фермент и грибок) помогают предотвратить образование токсинов и ускорить процесс ферментации. В процессе фермент аспергиллюса растворяет целлюлозу, а грибок потребляет вещества в зерне. По итогу образуются редуцирующие сахара — определенный вид сахаров, которые участвуют в карамелизации и реакциях Майяра. Также положительно влияют на аромат кофе.

Молочнокислые бактерии Lactobacillus играют дополнительную роль в формировании вкуса и аромата кофе. Молочные бактерии используют лимонную кислоту и аминокислоты в качестве источника энергии для ферментации.

Метаболизм лимонной кислоты приводит к образованию диацетила и ацетоина — соединений, способствующих маслянистому вкусу кисломолочных продуктов. А из аминокислот образуются ароматические соединения. Некоторые соединения, такие как сложные эфиры, кетоны, высшие спирты и альдегиды, способны проникать в зерно и формировать цветочные, фруктовые и маслянистые ароматы в напитке.

На проведенном исследовании было доказано, что ферментация с кисломолочными бактериями действительно улучшает вкус. Оценка образцов по SCA составила 88,3 балла из 100, что говорит об очень высоком качестве. Вкус получился комплексным с нотами свежих фруктов: банана, апельсина и ананаса.

Кофе, ферментированный с кисломолочными бактериями, имеет комплексный вкус с нотами свежих фруктов

Отдельно выделяют другой вид ферментации — лактоферментацию. Ее главное отличие — бактерии, которые формируют молочную кислоту. Фермер добавляет бактерии в ферментационный чан либо создает условия, способствующие росту уже имеющихся в среде микроорганизмов. В результате их жизнедеятельности образуется молочная кислота. Она придает кофе ноты тропических фруктов и интенсивную сладость. К тому же тело кофе улучшается — становится более плотным и округлым.

Ферментация играет важную роль во всех методах обработки. А также имеет большие возможности, чтобы экспериментировать со вкусами и полностью контролировать процесс.

Добавление микроорганизмов — это способ контролировать ферментацию

Ферментация происходит при любой обработке и всегда с присутствием микроорганизмов. Однако результат, который получится в итоге, сложно контролировать. Можно только предугадать, как поведут себя микроорганизмы при ферментации.

Поэтому фермеры используют дополнительный инструмент — добавляют определенные микроорганизмы, чтобы контролировать процесс и улучшить вкус кофе. Но при добавлении важно учитывать: какой итоговый вкус нужно получить и какие условия для этого создать.

Все это помогает фермеру сократить время ферментации и получать новые вкусы, чтобы тем самым больше зарабатывать.

Источник

Экспериментальные методы обработки кофе

Что это и зачем они нужны

11 мин. на чтение

13470 просмотров

Кофе экспериментальных обработок — уже не новинка в индустрии. С таким кофе постоянно выступают на кофейных чемпионатах, и все больше необычных лотов появляется в кофейнях. Но до сих пор сам термин «экспериментальная обработка» вызывает много вопросов.

Рассказываем, где заканчивается классическая ферментация и начинаются эксперименты, а также зачем они нужны.

Что такое экспериментальная обработка

В разных регионах мира существуют традиционно принятые способы обработки, которые связаны с условиями климата в стране, развитием технологий, доступностью воды и так далее.

Например, в Колумбии и Кении большую часть кофе обрабатывают классическим мытым методом, в Бразилии — натуральным, а на Суматре почти весь кофе обрабатывают методом вет-халл. Это связано с тем, что проще и дешевле обрабатывать именно так в каждом из этих регионов. Совокупность обработки, терруара и генетики местных разновидностей и формируют узнаваемый вкусовой профиль конкретного региона.

Экспериментальной обработкой считаются методы, нетипичные для данного региона. © Тимур Дудкин, R & D Директор в компании Mare Terra

Экспериментальной можно считать любую нетипичную для данного региона обработку. Если в Бразилии 99% кофе натуральной обработки, то мытая для этого региона будет нетрадиционной и, по сути, экспериментальной. Несмотря на ее широкое распространение в мире. Потому что нетипичный для этой страны метод будет требовать дополнительных усилий, и, скорее всего, вкусовой профиль будет сильно отличаться.

Еще один пример — на Суматре почти весь кофе обрабатывают методом вет-халл. А вет-халл в Колумбии или натуральная обработка в Кении — эксперименты, которые потребуют повышенного внимания и изменения привычных процессов. Из-за этого и цены на данный лот вырастут.

Также под экспериментальной обработкой в индустрии часто имеют в виду изменение процессов ферментации.

Что такое ферментация

Ферментация — это процесс, который проходит во время любой обработки кофе: натуральной, мытой, хани или вэт-халл, пока влажность кофе не упадёт до приблизительно 20% и не снизится активность микроорганизмов. О том, как она проходит и какие виды ферментации бывают, мы рассказали в этой статье. Важно помнить, что в процессе обработки кофе сушат до влажности 10–12%, но ферментация протекает активно когда влажность кофе выше 20%.

Для ферментации нужны органические вещества, микроорганизмы и подходящие условия среды. В результате ферментации образуются продукты распада сахаров и деятельности микроорганизмов, которые меняют вкус и аромат кофе.

Органические вещества

Из органических веществ в ягоде содержатся протеины, жиры, кислоты и сахара. Последними как раз таки в основном и питаются бактерии. В результате они производят сотни новых соединений: кислоты, спирты, газы. Эти соединения меняют вкус кофе.

Микроорганизмы

Процесс происходит с бактериями и грибками, которые уже есть в окружающей среде, но иногда микроорганизмы добавляют искусственно. Разные группы микроорганизмов имеют свои предпочтения по среде обитания. Изменяя температуру, pH, содержание кислорода, доступ солнечного света и другие параметры среды, мы можем замедлять деятельность одних бактерий и ускорять жизнедеятельность других.

Условия окружающей среды

Температура: чем она выше, тем активнее микроорганизмы (но некоторые бактерии погибают при температуре выше 40°C);

Влажность: чем выше, тем быстрее размножаются микроорганизмы;

Освещение: некоторые бактерии погибают от ультрафиолета;

pH: разные микроорганизмы по-разному реагируют на кислотность;

Концентрация кислорода и углекислого газа влияет на химическое взаимодействие молекул за счет окисления и скорости размножения бактерий.

Ферментация кофе — процесс изменения микроорганизмами органических веществ в ягоде при определенных условиях среды © ptscoffee.com

Все компоненты изменяются в процессе ферментации: на каком-то этапе умирают бактерии или заканчивается кислород. Это значит, что ферментация — процесс нелинейный и полностью контролировать ее на ферме невозможно, это можно сделать только в лабораторных условиях. Поэтому при проведении ферментации на ферме можно только предположить, что получится в итоге.

Где заканчивается классическая ферментация и начинаются эксперименты

В какой-то момент в индустрии спешелти появился запрос на более яркий и необычный кофе, а эксперименты с ферментацией позволяют этого добиться. Благодаря им фермер может выйти за рамки классических способов обработки и получить уникальный вкусовой профиль кофе, и как следствие — продать его дороже.

Важно помнить, что процесс ферментации можно контролировать только в лаборатории. При ее проведении на ферме можно только предположить результат. © Тимур Дудкин, R & D Директор в компании Mare Terra

Однако важно понимать, что в процессе ферментации вместо более фруктового, чуть «алкогольного» вкуса можно испортить кофе и получить во вкусе уксус, медицину, кожу. Поэтому важно понимать, как именно происходят процессы ферментации и как их контролировать. Важную роль в этом играет курс Q-Processing, который запустил Институт качества кофе (CQI).

Какие бывают экспериментальные методы обработки

Ферментация может начаться еще до сбора кофейных ягод, потому что бактериям и микроорганизмам нужны лишь подходящий уровень влажности внутри плода и доступ кислорода, например, при повреждении кожицы.

Ферментация ягод целиком

Один из примеров такой ферментации — углекислотная мацерация.

Цельные кофейные ягоды погружают в контейнер из нержавеющей стали и герметично закрывают. Затем контейнер продувают снизу углекислым газом, который вытесняет весь кислород через воздушный шлюз в верхней части контейнера. Углекислый газ проникает через кожуру в ягоду и начинает стимулировать брожение.

Поскольку кожура ягоды остается целой, брожение может занять дни или недели. На дне контейнера ягоды прессуются под действием силы тяжести, а ягоды в верхней части остаются непрессованными. Поэтому брожение происходит медленно и почти полностью внутри кожуры плода.

Так выглядит процесс углекислотной мацерации. © Тимур Дудкин, R & D Директор в компании Mare Terra

С технической точки зрения любая обработка, при которой кофе сушился в ягоде целиком, называется натуральной обработкой. Но при классической натуральной обработке ягоды сразу отправляются на сушку, и ферментация активно проходит при падении влажности с 60 до 20%. При падении влажности ниже 20% деятельность микроорганизмов сильно замедляется. Обычно это занимает не слишком много времени. Однако в случае углекислотной мацерации этап с падением влажности с 60 до 20% занимает намного больше времени и, как следствие, сильно влияет на вкус.

Ферментация после депульпации

Это более традиционный метод ферментации, который используют при мытом способе обработки кофе. Он протекает быстрее, чем ферментация цельных ягод, потому что деятельность микроорганизмов в данном случае протекает более активно. Изначально этот метод применяли фермеры для удаления клейковины с кофейного зерна. В этом случае изменения вкуса были вторичны. Но управляя временем ферментации, температурой среды и другими параметрами, можно сильно изменить вкус кофе.

Комбинированная ферментация

Этот метод ферментации сначала происходит в целой ягоде, которую затем депульпируют и снова подвергают ферментации. Комбинированная ферментация включает особенности и первого, и второго методов.

Ферментация под водой

Ферментация в воде традиционно происходит при мытом способе обработки кофе, за счет чего разрушается клейковина, и длится 12–72 часа. При такой ферментации параметры воды могут изменяться: уровень pH, температура, а также смена воды через определенный промежуток времени.

Мытая обработка кофе — это ферментация в воде. © stocksy.com

Например, при температуре 20°C процесс ферментации может длиться до 36 часов. А при более высоких температурах брожение происходит быстрее, часто слишком быстро. И вполне возможно, что через 24 часа в чашке уже появятся дефекты.

Более длительная ферментация может привести к изменению типов кислотности во вкусе — появлению уксусной или молочной и полному изменению вкусового профиля.

Ферментация с добавлением определенных дрожжей

Еще одна тенденция в обработке кофе — использование определенных штаммов дрожжей и бактерий для дальнейшего контроля ферментации. Люсия Солис, микробиолог и винодел, стала консультантом по ферментации в Luxia Coffee Solution. Она предлагает использовать лабораторно выращенные штаммы дрожжей для усиления или подавления вкусовых качеств, а также для контроля времени ферментации и смягчения неблагоприятных факторов окружающей среды.

Указанные способы ферментации можно комбинировать между собой, изменять параметры, но самое главное — понимать цель и желаемый результат. Тимур Дудкин, R&D-директор в компании Mare Terra, рассказал об опыте их компании:

«Можно задать сложные условия и получить что-то странное и, возможно, интересное. Главные вопросы: зачем и что потом. Мы стараемся внедрять простые и понятные фермеру процессы, фокусируясь на небольших деталях. Шаг за шагом менять вкус, повышать оценку чашки с 83 баллов до 90+, увеличивать объем кофе с 20 кг до 20 мешков. Мы работали и с гейшей, и с лауриной. Но больше всего нас радуют высокие результаты классических разновидностей, катурра — мой фаворит. Самый странный вкус, который помню, очевидный и очень яркий — дижонская горчица. Мы стремимся к ярким, интересным сочетаниям вкуса, но без потери чистоты и уникальности генетики».

Зачем экспериментировать с ферментацией

Практически все импортеры, которые работают со спешелти кофе, сейчас заинтересованы в экспериментах. Потому что это новый сегмент рынка. При этом практически в любой кофепроизводящей стране идут эксперименты с обработкой. Например, у компании Mare Terra запущены проекты в Эфиопии, Кении, Колумбии, Бразилии, Сальвадоре, Гватемале, Никарагуа, Гондурасе, Доминиканской Республике.

С помощью экспериментальных способов обработки можно подчеркнуть уникальные вкусовые особенности разновидности

Тимур Дудкин рассказал, какую роль эксперименты играют в индустрии на примере их компании:

«Для нашей компании экспериментальные процессы — это один из важнейших инструментов в построении новой формы взаимоотношений с производителем. Уйти от модели „купля-продажа“ в сторону „партнерство-построение-создание“ можно, если только работать максимально плотно в одной связке. Только разделив между собой риски и успехи, можно сделать за 1 год столько, сколько поодиночке не получится и за 5».

Эксперименты могут быть полезны для производителей, которые хотят изменить свой продукт. Однако эти методы могут быть трудоемкими, и существует реальный риск создать дорогой продукт без гарантии, что и качество чашки кофе будет повышаться.

Благодарим Тимура Дудкина за помощь в подготовке этой статьи и прекрасные фотографии, в том числе титульную.

Вам может быть интересно:

Чем отличаются хани, палп-нэчурал и полумытый способы обработки

03 сен 2020 · 5 мин. на чтение

13470 просмотров

Источник