Управление вкусом через микропроцессы в обработке ягод

При долгой мытой обработке кофейные зерна испытывают недостаток кислорода и влаги. Этот стресс в итоге позитивно влияет на их качество. Например, делает аромат готового напитка более комплексным. И это не единственное, что меняет кофе при обработке.

Исследователи Nestlé Research выяснили, что это за факторы, на какие процессы в ягоде они влияют и как с их учетом получать зерна с нужными характеристиками. Для этого они обобщили практику обработки в разных регионах производства. В материале расскажем о научных выводах их наблюдений.

Внешний микробиом и метаболизм зерна

После сбора урожая в кофейной ягоде происходят 2 основных процесса:

• Активность микроорганизмов — в среде обработки. Бактерии и дрожжи потребляют питательные вещества и производят новые;

• Метаболизм (обмен веществ) — внутри кофейного зерна. Под влиянием условий среды в нем меняется состав аминокислот, углеводов, органических кислот.

Эти процессы довольно сложные и протекают по-разному в зависимости от обработки ягод: ее способа, температуры среды, сорта кофе и вида оборудования.

Активность микроорганизмов, бактерий и дрожжей играет важную роль в производстве ферментированных продуктов: пива, сыров, вина, сметаны. Исключением не является и кофе.

Микроорганизмы находятся на поверхности ягоды еще во время ее созревания на дереве. Особенно активно они развиваются в мякоти и клейковине. Эти слои ягоды служат микроорганизмам пищей.

Мякоть и клейковина кофейной ягоды — питательная среда для микроорганизмов

Бактерии и дрожжи расщепляют мякоть и клейковину и выделяют продукты обмена веществ — метаболиты: простые углеводы, аминокислоты и органические кислоты. Этот процесс микробиологи называют ферментацией.

В зависимости от метода обработки метаболиты выделяются и накапливаются в разной среде. Во время мытой обработки ферментация происходит в воде, где находится кофе. При натуральной обработке она протекает во внешних слоях ягоды.

После обработки некоторые продукты ферментации остаются на поверхности зеленого кофе.

Внутри кофейного зерна тоже проходят обменные процессы. Как любой живой организм, оно взаимодействует с окружающей средой. Например, реагирует на факторы стресса при обработке и в зависимости от них регулирует свой состав.

Два главных фактора стресса:

• гипоксия — недостаток кислорода при погружении в воду;

• «стресс от засухи» — недостаток воды во время сушки.

При мытой обработке зерна испытывают как гипоксию, так и стресс от засухи. В них повышается количество аминокислот, которые отвечают за ароматы в кофе. При натуральной обработке зерна подвергаются лишь долгому стрессу от засухи. Все это формирует отличия мытого кофе от обработанного натуральным методом: аромат первого получается более комплексным.

Таким образом, после сбора ягоды продолжают меняться. Формируются ароматы из-за процессов в наружных слоях, и меняется химический состав самих зерен.

Любая обработка кофе состоит из нескольких взаимосвязанных процессов, в основном микробной деятельности и эндогенного метаболизма зерен

Связь этапов обработки и конечного вкуса напитка

При разных условиях обработки активность микроорганизмов и обмен веществ внутри ягод протекают по-разному. На них влияют 3 фактора:

• продолжительность ферментации;

• использование демюсилятора — оборудования для очистки ягод от мякоти;

• промывание и замачивание.

Продолжительность ферментации. Позволяет отрегулировать активность микробиома и концентрацию веществ в зерне. Прежде считали, что длительная ферментация от 36 до 72 часов снижает качество кофе, так как в процессе у зерен появляются неприятные запахи и уксусная кислотность. Теперь этот этап увеличивают при условии, что емкость для обработки и промывочный канал чистят после каждого использования.

Длительная ферментация дает микроорганизмам время для активности. Они успевают произвести больше метаболитов — например, молочной кислоты и маннита. Таким образом, в кофе интенсивнее проявляются цветочные или фруктовые ароматы.

Также продолжительная ферментация усиливает факторы стресса для ягод. За счет этого меняется их внутренний метаболизм. Повышается концентрация веществ, отвечающих за фруктовые ноты: например, глюкозы и фруктозы, аспарагиновой кислоты и аланина, янтарной кислоты.

Эти соединения участвуют в основных химических реакциях во время обжарки зерен. Например, в реакции Майяра, в результате которой кофе обретает характерный аромат обжарки.

Использование демюсилятора. Этот экологичный способ обработки некоторые считают спорным, так как он частично лишает кофе вкусовых качеств.

При мытом и полумытом способах обработки с ягод счищают разные слои. В первом случае проводят депульпацию, то есть удаляют кожицу и часть мякоти. Во втором — при помощи демюсилятора убирают всю мякоть, включая клейковину.

С одной стороны, демюсилятор позволяет экономить воду в процессе ферментации и, соответственно, уменьшать количество стоков. Кроме того, он сокращает время обработки.

С другой стороны, есть мнение, что эта машина повреждает ягоды и лишает кофе вкуса. Дело в том, что демюсилятор снимает с них клейковину, а это один из источников пищи для микробиома. Значит, при ферментации такого кофе живые организмы выделяют меньше метаболитов, в частности аминокислот и фенола. Эффект ферментации у демюсилированных ягод проявляется слабее, чем у депульпированных.

Соответственно, в напитке из таких зерен фруктовые и цветочные ноты раскрываются меньше. Но убедительных доказательств этому нет.

Промывание и замачивание. Эти этапы удаляют продукты ферментации, поэтому их проводят избирательно. Они полезны, если при обработке образовались пропионовая или уксусная кислоты, которые добавляют кофе нежелательный привкус. Это случается, когда инструменты для обработки не чистят, используют загрязненную воду или слишком долго держат ягоды в воде. В таком случае промывание и замачивание могут помочь избавиться от нежелательного эффекта ферментации.

Когда у ягод нет коричневого оттенка и запаха гнилых фруктов, их промывают меньше, а замачивание вообще пропускают. В итоге сохраняется больше продуктов микробного метаболизма, а кофе получается более высокого качества.

Условия обработки влияют на процессы обмена в кофейных ягодах и в конечном счете — на вкус чашки.

Изменение методов обработки или их параметров влияет на состав кофейных зерен и в итоге на сенсорный профиль заваренной чашки.

Запомнить

Вкусом кофе можно управлять при обработке кофейных ягод через 2 процесса — ферментацию и обмен веществ внутри зерна.

Ферментация — это расщепление бактериями и дрожжами питательных веществ и производство новых. Она проходит на мякоти и клейковине. На нее можно влиять: например, менять длительность, использовать демюсилятор, промывать и замачивать ягоды.

При долгой ферментации бактерии и дрожжи производят больше продуктов обмена.

Демюсилятор считается экологичным, но он лишает ягоды всей мякоти, а микроорганизмы — пищи. Когда на кофе оставляют хотя бы клейковину, в чашке впоследствии усиливаются цветочные и фруктовые ароматы.

Промывание и замачивание удаляет эффект ферментации, а кофе лишается своих вкусов и ароматов. Эти этапы включают, только когда ферментация прошла неудачно, например, в негигиеничных условиях.

Метаболизм зерна — это изменение концентрации веществ в ответ на внешние факторы стресса. На него влияют через продолжительность обработки.

При длительной ферментации зерно дольше испытывает стресс и концентрирует больше ароматических веществ. В чашке такого кофе усиливаются фруктовые и цветочные ноты.