酶促脱胶对咖啡品质影响研究

何红艳，李贵平，王文丹，张晓芳，黄家雄，罗心平，魏团仁，程金焕

（1.云南省农业科学院热带亚热带经济作物研究所，云南保山 678000；2.云南省保山市隆阳区气象局，云南保山 678000）

咖啡的初加工方法主要有湿法加工和干法加工2种。云南咖啡主产区水资源都比较丰富，主要以湿法加工为主。加工过程主要包括脱皮、脱胶、干燥、分级、包装等，其中脱胶过程最为复杂，也最容易出现问题[1]。咖啡的品质也会受到很大的影响。

湿法加工又包括普通湿法加工和机械湿法加工，主要区别就是脱胶的过程。咖啡果胶是由糖、酶、原果胶质和果胶质等物质组成，主要成分为半乳糖醛和甲醇。吸湿性很强，不容易干燥，所以为了加速干燥的速度，通常需要去除果胶。普通湿法采用传统方法，即咖啡脱皮后，以水为介质，把脱皮后的咖啡浸泡到水中，依靠果胶本身所含的酶进行生物发酵脱胶，需要时间较长，而且很容易受到天气、温度的影响。因此，操作者的经验显得尤为重要，整个加工过程不仅费水，人力成本也很高，加上发酵时间长短不一，用这样的方法加工出来的咖啡品质虽好，但品质参差不齐、不稳定，产品一致性很难统一，因此机械湿法加工被广泛推广运用。机械湿法加工就是运用机械直接把脱皮后咖啡豆上的果胶去除，然后再进行后续的操作。机械脱胶可避免因发酵程度控制不当而导致的产品品质下降的问题，整个过程可控性强，生产出来的咖啡豆品质得到很大提高，还具有省水、省力、省时等优点，但同时存在破损率高、脱胶不完全、商品豆口感不佳等问题。生物酶是由活细胞产生的具有催化作用的有机物，大部分是蛋白质，具有高效、专一、无污染等特点，目前在麻类、茶叶等加工过程中广泛使用，特别是在麻类的脱胶工艺中应用最广[2-6]。关于生物酶用于咖啡发酵脱胶的应用，国外已经开展相应研究[4]，在国内也在不断的研究中，根据董红红[7]对云南小粒咖啡湿法发酵中微生物的研究结果，传统的发酵主要是果胶酶在发挥作用，发酵初期，细菌占主要优势，随着发酵的进行，细菌和真菌总量逐渐减少，但产生果胶酶的微生物总量增加。这就是为什么传统发酵脱胶用时比较长，且在发酵的过程中受到温度、水、环境因素制约的原因[6]。黄家雄等人[8]咖啡酶促脱胶技术试验初报的研究中，通过大量对比试验进一步阐释了酶促脱胶对咖啡豆品质的提升起到非常大的作用，尤其是解决了传统发酵的品质不稳定问题。从杯测的角度对运用酶促脱胶咖啡的品质影响做更进一步研究。

1 材料与方法

1.1 材料

品种为卡蒂姆的云南小粒咖啡、样品分级筛、200N型咖啡烘焙机、CM-100型咖啡烘焙度分析仪、ZD-10T型咖啡研磨机、150～200 mL杯测碗、杯测勺、计时器、烧水壶。

1.2 方法

1.2.1 生豆分级

将用传统发酵脱胶、机械湿法脱胶、酶促技术脱胶的3个样品用样品分级筛对生豆进行分级，选用16目以上的咖啡生豆各200 g。

1.2.2 烘焙

采用200N型咖啡样品烘焙机对3种加工方法的咖啡生豆进行标准烘焙。烘焙时长12 min，烘培结束时的烘焙艾格壮数值（Agtron Number）为58～60，磨成咖啡粉后的数值为63，误差在±1范围内。

1.2.3 杯测

采用美国精品咖啡协会（Specialty Coffee Association ofAmerica） SCAA标准杯测。使用容量为150～200 mL的杯测碗，按照SCAA杯测标准，每个样品豆用5个杯子。

（1） 准备。将杯测需要用到的物品统一准备好，包括烘培豆、杯测评分表、铅笔、夹板、计时器、吐口杯、垃圾桶等。

（2） 研磨。每个样品5杯，每杯称量出烘焙豆11 g。准备好之后用ZD-10T型咖啡研磨机进行研磨，研磨刻度为#6.5（每台研磨机的刻度标识不同，以实际研磨出来观察决定调到哪个刻度）。每个样品研磨之前先用即将研磨的烘焙豆清洗机子，研磨好之后盖住，防止香气的流失。

（3）闻干香。打开盖子闻每个样品的干香，并将闻到的风味物质用能描述的话语记录到杯测评分表上。

（4） 注水。杯测测试用的是纯净饮用自来水，冲泡萃取浓度为1∶18.18，即每个样品注入200 mL的沸水。从开始注入水计时。

（5）破渣、捞渣。注入水计时3～5 min开始破渣闻湿香，然后将渣捞出。

（6）评测。用啜吸的方法进行杯测，因为啜吸的同时会吸入空气，使得咖啡液以喷雾状均匀地分布到舌头的各个区域，并且咖啡液里的香气成分，会从口腔后面的鼻咽部位上扬进鼻腔，能更好地品鉴出咖啡的滋味[9]。

（7） 打分。根据品鉴感受分别对干香和湿香、风味、回味、酸度、一致性、平衡感、干净度、甜度进行评价。

2 结果与分析

2.1 干香和湿香

咖啡的香味包含干香和湿香。干香是指咖啡烘焙豆磨成粉时所散发的挥发性香气，湿香是指研磨的咖啡粉用热水冲泡后产生的香气。

不同的脱胶方式对咖啡干香和湿香的影响见图1。

图1 不同的脱胶方式对咖啡干香和湿香的影响

杯测结果显示，传统发酵脱胶、机械脱胶、酶促脱胶的干香和湿香平均分分别为7.25，7.25，7.35分。3种不同处理方法小粒咖啡香味比较结果为酶促发酵的干湿香略优于传统发酵和机械脱胶，差异不大。

2.2 风味值

风味指的是水溶性滋味和挥发性气味，咖啡中的酸性脂肪和挥发性脂肪产生的一项综合感知。风味反映滋味与气味的强度、品质和丰富度。

不同的脱胶方式对咖啡风味的影响见图2。

图2 不同的脱胶方式对咖啡风味的影响

杯测结果3种处理方式的风味值一样，为7.10分，不同的脱胶方式对咖啡风味没有影响。

2.3 回味值

回味也叫余韵，是指咖啡液吐掉后，留在口腔中的滋味。如果回味出现令人不适的苦涩或其他杂味，此项分数会很低。相反，如果回味充满回甘，层次分明、持久悠长，会给高分。

不同的脱胶方式对咖啡回味值的影响见图3。

图3 不同的脱胶方式对咖啡回味值的影响

风味、香气、回味三者之间并非正相关关系，结果显示，3种处理方式的回味值分别是7.05，7.05，7.20分。酶促发酵脱胶处理的回味值略高于传统脱胶和机械脱胶，这是否是酶促制剂处理引起还有待进一步探索研究。

2.4 酸度

酸度是所有高海拔咖啡所具有的特质，与pH值无关，适量的酸可增加咖啡的活跃性、明亮度和水果风味感。

不同的脱胶方式对咖啡酸度的影响见图3。

图4 不同的脱胶方式对咖啡酸度值的影响

结果显示，3种处理方式酸度都为7.15分，酸度没有变化，不受脱胶方式的影响。

2.5 醇厚度

醇厚度是冲泡好的咖啡饮用后在舌头上留下对咖啡的口感，通常与加工方法、烘焙深浅、粉水比例有关。

不同的脱胶方式对咖啡醇厚度的影响见图5。

图5 不同的脱胶方式对咖啡醇厚度的影响

杯测结果显示，3种处理方式的醇厚度都是7.10分，不同脱胶方式对咖啡醇厚度没有影响。

2.6 平衡感

平衡感指整体风味的构成，主要从高温到室温的口感、风味变化是否平衡。

不同的脱胶方式对咖啡平衡感的影响见图6。

图6 不同的脱胶方式对咖啡平衡感的影响

检测结果显示，3种不同处理方式杯测结果分别是7.15，7.25，7.25分，传统发酵脱胶的平衡感稍差，机械脱胶和酶促脱胶平衡感分值一致。

2.7 总体评价

此项给分相对主观，是对样品的香气、滋味和口感的综合评价。

不同的脱胶方式对咖啡总体评价的影响见图7。

图7 不同的脱胶方式对咖啡总体评价的影响

检测结果显示，3项处理平均分值分别是7.05，7.10，7.25分。综合来看，杯测者对使用酶促发酵脱胶处理的咖啡豆整体评价较好。

2.8 总分

干香和湿香、风味、余韵、酸度、醇厚度、一致性、平衡感、干净度、甜和总评的分数相加，即为总分。

不同的脱胶方式对咖啡品质的影响见图8。

图8 不同的脱胶方式对咖啡品质的影响

检测结果显示，总分分别为79.85，80.00，80.40分，虽然有些差异，但不大，由此可知酶促发酵脱胶对咖啡品质没有不良的负面影响，相反，从香气、回味及平衡感方面略优于传统发酵脱胶的咖啡。

根据杯测统计结果显示，3种脱胶方式对咖啡品质的影响总体差异不显著，从单项来看，酶促发酵无论是干湿香、回味及平衡感都要略优于传统发酵和机械脱胶。总体来说，酶促脱胶对咖啡品质没有不良影响。

3 结论

此次测试均为盲测，参与杯测人员并不知道具体的咖啡豆样及处理方式，测试结果允许有±1的误差，从结果可以看出，酶促脱胶并未对咖啡的风味滋味产生影响，在平衡感方面略微占优势。

（1）对咖啡干和湿香、回味、平衡感等没有负面影响，反而略有优势。据研究用一定浓度的果胶酶溶液浸泡咖啡鲜果，不仅能提高果皮的脱净率，还对咖啡鲜果的后熟起到一定的促进作用。此外，使用酶制剂能有效缩短脱胶时间、干燥时间[7]，而这些过程对咖啡风味都会有影响，掌握不好很容易产出不良风味。使用酶促脱胶，最担心的就是改变或影响咖啡原有风味，但从此次测试的结果发现，干香、湿香、回味都略优于其他2种处理，这可能与干燥的过程和存储有关，并非使用酶制剂脱胶的原因。

（2）酶促脱胶对咖啡风味、酸度没有影响。每种品种的咖啡都具有其独特风味，不同的加工处理方式会影响到其风味物质的产生。经过杯测显示生物酶制剂脱胶技术对咖啡原有的风味和酸度没有影响。

（3） 酶促脱胶技术可在咖啡主产区进行推广。果胶酶能有效加速发酵脱胶的过程，缩短脱胶的时间，根据浓度的不同最快的可在2～3 h就能完全脱胶，因为没有机械摩擦，咖啡的豆损率下降，有效提高咖啡豆质量和品质。从杯测的结果来看，没有任何不良的影响。云南省的咖啡生产除了大型的工厂采用机械脱胶，大部分咖农还是以传统的发酵脱胶为主，所以咖啡豆品质很难达到统一的标准。如果能将酶促脱胶技术在咖啡种植区推广使用，不仅节约人工成本和水资源，也能保证生产出来的咖啡豆品质一致性和稳定性。