水洗处理咖啡豆发生了什么?
咖啡豆采购后要先进行处理,水洗处理法如今作为一个比较常见的处理方式,我们几乎能在所有咖啡产地找到水洗处理咖啡豆的踪迹。
从生产者的角度来看,水洗处理法生产的咖啡豆表现更稳定,干燥时间短又非常适合生产大量的品质不俗的咖啡豆。1850年水洗处理法在牙买加盛行,此后拉丁美洲之中除了巴西兼顾日晒以及水洗之外,其他咖啡产国纷纷弃“日晒”投“水洗”。
从消费者的角度来看,水洗咖啡的表现则更容易有精致的味道表现。相较于美洲,非洲引入水洗处理法时间较晚,最具代表性的例子之一包括像是埃塞俄比亚的耶加雪菲产区,埃塞俄比亚一直是日晒咖啡大国,直到上个世纪七十年代开始兴建第一座水洗处理厂,水洗耶加雪菲的精致柠檬皮、花香以及酸甜优雅的味道逐渐风靡欧美市场,时至今日,水洗的耶加雪菲咖啡豆依然经久不衰,深受不少咖啡老饕的喜爱。
水洗处理咖啡豆过程中到底都发生了,是怎么影响了咖啡豆呢?
首先我们从呼吸作用的层面开始看水洗处理,水洗处理的第一步是采摘咖啡果实,正如前面提到的,咖啡果实被采摘后,脱离了咖啡树,丧失了从咖啡树获取营养的途径,为了维持基础的生命活动,咖啡果实以及其中种子需要能量,能量从哪里来?所以开始分解自身储存的大分子物质成小分子物物质,并通过这样的方式产生能量,也就是由原来的同化作用/合成代谢转变为异化作用/分解代谢,呼吸作用便是其中一种异化作用。
呼吸作用则要关注其呼吸强度,刚刚提到影响呼吸强度其中一个因素为植物的生长发育期以及咖啡果实的成熟度,咖啡果实在未完全成熟前,需要大量能量来让果实成熟,所以呼吸强度高,呼吸作用旺盛,随着咖啡果实成熟,呼吸强度会逐渐减弱,也就是减少呼吸作用底物(糖等)的消耗,从这个层面来看,全红果采收确实很有必要,一方面全红果确保了咖啡果实积累了足够的风味物质,一方面提前采摘让咖啡果实处于较强的呼吸强度,加速了其有机物的代谢消耗。
采摘后的咖啡果实被送进水洗处理厂,经过脱皮机等机器去除咖啡果实中的果皮、果肉等部分,此时呼吸强度会骤然加强,一般会认为原因为愈伤呼吸,也叫做创伤呼吸。愈伤呼吸指的是由于机械损伤,使酶和底物的间隔被破坏,这样酶就可以直接与底物接触反应,从而令氧化反应加强。
除此之外,不少从业人员也会从种子的萌发机制上来解释其呼吸强度的加强。
正如前面提到的,我们常见的咖啡豆其实是种子的部分,既然是种子,那就要发芽,要发芽就需要能量来支撑。
研究指出,不同处理法引发的种子萌发机制导致新陈代谢存在各自不同的差别,而种子内的新陈代谢反应消耗的多寡、产生的代谢产物区别等是不同处理法形成咖啡不同味道的其中一个原因。
再回顾一下水洗处理法咖啡豆和日晒处理法咖啡豆的不同之处——日晒处理保留了完整的咖啡果实进行干燥,而水洗处理法会先去除果皮果肉以及果胶后再进行干燥。
包括水洗处理法在内等,当去除果皮时会触发咖啡豆种子的萌发机制,加速种子内的新陈代谢行为,为发芽做准备,此时葡萄糖、果糖被大量消耗,短短几天时间可消耗九成,同时种子内蛋白质会被水解成游离氨基酸,为后续烘焙提供美拉德反应/梅纳反应的底物。
反观日晒处理法保留了完整的咖啡果实,种子的萌发机制启动缓慢,咖啡种子保留了更多的果糖。
去除果皮果肉的咖啡豆紧接着来到了整个处理中的发酵步骤,水洗处理的发酵又可以分做湿式发酵和干式发酵。值得注意的是,湿式发酵如前面提到的,咖啡豆浸泡在水中,几乎处于厌氧的发酵环境。
缺氧的情况下,咖啡豆内细胞转变为无氧呼吸,进而生成更多的酒精以及乳酸发酵代谢物,为后续酯化反应提供底物,更易生成水果香气的芳香酯,这可能也是水洗处理以及如今部分厌氧发酵咖啡批次容易富有水果调性的其中一个因素。
从咖啡之外的微生物层面上来看水洗处理呢?我们知道了环境中的微生物会随着空气传播附着到咖啡果实的表面,参与到后续的发酵活动当中,不过水洗处理咖啡豆过程中有去除果皮果肉的步骤,所以水洗处理法的菌种相对日晒处理法更为简单。
干式发酵的水洗处理法属于有氧的发酵环境,发酵时间短,均匀度稍差,同时容易发酵过度。菌群现对于湿式发酵更为复杂,包括多种细菌、兼性乳酸菌和酵母菌等,同时有氧发酵为主,所以醋酸可能会高于湿式发酵。
湿式发酵的水洗处理法会将咖啡豆浸没在水里控制发酵,属于厌氧的发酵环境,主要有酵母菌以及乳酸菌主导酒精发酵以及乳酸发酵。
湿式发酵的发酵池内,最初以细菌数量最多,但随着发酵的进行,pH值降低,细菌难以继续,而耐酸的、能够在厌氧环境活动的兼性厌氧乳酸菌和酵母菌开始得势,其中以异质乳酸发酵的明串球菌属、既能同质也能异质乳酸发酵的乳酸杆菌属、同质乳酸发酵的乳酸球菌属最为强势。像是发酵池中含有的甘露醇便来自异质乳酸发酵分解果糖的代谢产物。
酵母菌在厌氧的环境下会进行酒精发酵,在发酵池中会生成酒精、甘油、肌醇、乙醛以及某些酯类等。
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