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精品咖啡的迅速發展下,我們知道咖啡的味道受各種大大小小的因素影響,包括產地、品種、處理法、烘焙等。
近幾年咖啡的處理法在咖啡圈內熱度不低,處理法是什麼?我們需要先了解咖啡的果實結構,我們最後常見的咖啡豆其實屬於咖啡果實中的種子部分,除了咖啡豆以外,咖啡果實從外到內還包括果皮、果肉、果膠以及羊皮層等組成。

處理法指的是將採摘好的咖啡果實去除果皮果肉等部分取出咖啡豆並乾燥成合適存儲以及運輸狀態的過程。
其中常見的處理法包括像是水洗處理(washed processing)、日曬處理(natural processing)、蜜處理(honey processing)、濕刨法等。
日曬處理可以說是最古老的處理法,也是步驟最簡單的處理法之一,保留整個咖啡果實的部分進行日曬乾燥,當乾燥到一定程度(含水率降到13%到11%之間)就可以脫去果皮果肉果膠等部分。

最早的日曬處理法還不像現在會有心思做精細化處理步驟,味道也遠不如今日。保留全部果肉日曬乾燥非常看天氣以及環境,乾燥時間長達一個月左右,中間有個下雨或者極端氣候,這些都會直接影響最終質量,以前有些產地咖啡豆價格過低,咖啡農缺乏處理熱情,比較極端的例子像是在乾燥過程中下雨浸濕咖啡果實,隨後又重新乾燥。
粗糙的處理環境、簡陋的處理步驟等都導致咖啡果實“沾染”上不好的味道。隨後以乾淨為特點的水洗處理咖啡與日曬咖啡容易帶有的瑕疵味道形成鮮明對比,水洗處理成為當時上個世紀不少咖啡產地的主流,像是上個世紀70年代,我們如今熟知的耶加雪菲產地開始興建水洗處理廠,乾淨的水洗耶加雪菲咖啡逐漸成為高品質咖啡的代名詞之一。
水洗處理法又是什麼處理法?水洗處理法,顧名思義,是需要用到水的處理法,不過真的嚴謹來說還是需要從咖啡果實的結構上來看待處理法之間的差別。
日曬處理法是保留整個咖啡果實進行乾燥,保留了果膠層進行乾燥的是蜜處理,而水洗處理法則是去除了果皮、果肉以及果膠層後才進行乾燥的處理。
傳統的水洗處理步驟包括浮選、去除果肉、發酵 去除果膠,洗滌或者浸泡後乾燥。
在咖啡產地,咖啡果實被採摘後會盡快送往水洗處理廠,“進廠”後的咖啡果實就可以開始接觸“水”的元素,咖啡果實會在水中進行浮選的操作,成熟的咖啡果實因為生長完整,有足夠的重量,會沉進水中,而發育未完全的未熟果或者密度不足的果實就會漂浮在水面,處理廠的工人就去除這些不合格的果實,這是水洗處理相較於古早日曬處理更乾淨的第一個因素。
經過浮選挑選的咖啡果實會被送進打漿機中,去除咖啡果實結構中的果皮以及果肉,此時咖啡還保留著一層黏糊糊的果膠層,如何去除這一層是水洗處理法的一個關鍵。一般水洗處理法會選擇使用微生物分解的過程來去除果膠層,也就是“發酵”。
帶有果膠的咖啡會進行18到36小時不等的發酵,這個時間取決於咖啡豆的多少、天氣氣溫等因素,如何判斷何時結束髮酵?最初工人可以用手搓一下檢查咖啡豆上是否還保留著黏糊糊的果膠,因為傳統水洗處理的發酵的目的本是為了去除果膠,還不想像現在為了追求發酵產物提升咖啡味道表現。
發酵完成後的咖啡豆會用清水清洗,洗去分解下來的果膠後會再送往乾燥場所進行乾燥。日曬乾燥時間大約在兩個禮拜左右,水洗處理相較於日曬以及其他處理法的優勢在於去除了大部分果實結構,所以本身的含水量就低,所以可以大大縮減乾燥時間,這樣就可以降低乾燥時候帶來瑕疵味道的風險,這是水洗處理相較於日曬處理更乾淨的另一因素。
完成乾燥的咖啡豆會保留羊皮紙的狀態在倉庫內進行放置存儲,直到出貨前才將羊皮紙刨去。
至此為傳統水洗處理法的大致步驟,每個地方又可能依據不同情況衍生出不同的操作步驟,其中依據發酵去除果膠層時是否置於水中又分為濕式發酵和乾式發酵的水洗處理,濕式發酵會將咖啡豆浸沒在水中進行發酵過程,乾式發酵則會不添加水直接暴露進行發酵。
肯尼亞也有肯尼亞72小時水洗法聞名,也稱作“K72”水洗處理法,肯尼亞72小時水洗處理法又有多種版本,其中一種步驟為先去除果皮然後再水中進行濕式發酵24小時,然後清水洗淨再進行乾式無水發酵12到24小時,緊接著又以清水清洗,而後以帶有羊皮紙的狀態浸泡清水12到24小時,最後如同其他水洗處理法一樣進行乾燥。
而另一種肯尼亞72小時水洗處理法的步驟為先去除果皮,然後水下濕式發酵12小時,取出清水洗淨後再一次進行水洗濕式發酵12到36小時,再取出清水洗淨後保持帶有羊皮紙的狀態清水浸泡16到24小時。
可見處理法的多樣,這裡借用韓懷宗先生的描述——“處理法並無四海皆準的工序與參數,需視生豆條件與環境而調整,這是後置發酵難學難精之處。”
處理過程中咖啡豆的變化主要有兩個層面,一個是包括種子在內的咖啡果實的變化,一個是咖啡果實外的微生物的活動。
咖啡果實採摘後的變化主要來自呼吸作用以及蒸騰作用。
蒸騰指水分以氣體狀態從咖啡果實表面從內散發到體外的過程。蒸騰作用受組織機構和氣孔行為的調控。水分是生物體內其中一種重要物質,其在代謝過程中發揮著重要的作用。蒸騰作用導致失水過多會對咖啡果實產生的影響包括:破壞正常的代謝過程、降低咖啡果實的儲藏時間以及抗病性。
呼吸作用則是另一個非常重要的因素。咖啡果實被採摘之後,失去了由外界環境(土壤等)吸取營養物質轉變成自身組成物質並存儲能量的途徑,即同化作用/合成代謝。為了維持基礎的生命活動,開始通過消耗自身大分子物質,分解成小分子物質的方式來釋放能量,即異化作用/分解代謝,例如呼吸作用。
正如前面說的,呼吸作用指的是細胞經過某些代謝途徑使有機物分解並釋放能量的過程。呼吸作用又可以分為有氧呼吸以及無氧呼吸。
有氧呼吸是指細胞在氧氣的參與下,把某些有機物(例如糖)逐步氧化分解,形成二氧化碳、水以及能量的過程。
無氧呼吸則是指細胞在無氧氣的條件下,通過酶的催化作用把某些有機物分解為不徹底的氧化產物(可以產生酒精/乙醇、也可以產生乳酸以及其他物質)並釋放少量能量的過程。
因為無氧呼吸不利用氧氣,底物氧化分解不徹底,仍然以有機物的形式存在,所以無氧呼吸釋放的能量比有氧呼吸要少的多。
當我們衡量呼吸作用強弱的時候,可以採用呼吸強度/呼吸速率來表達,呼吸強度指的是在一定溫度下,單位質量的組織吸收氧氣或者釋放二氧化碳的量。呼吸強度/呼吸速率反應的是組織新陳代謝,表示呼吸作用快慢的一個指標。呼吸強度高,說明呼吸作用旺盛,消耗的呼吸底物多而快。

影響呼吸強度的因素主要有內部因素、溫度、水分、氧氣、二氧化碳等。
內部因素又包括植物的種類(旱生植物比水生植物呼吸速率要低)、植物的生長發育時期以及植物的器官(一般生殖器官比營養器官高,幼嫩組織器官比衰老的組織器官高)等。咖啡樹在生長以及咖啡果實成熟前,其生理活動較為旺盛,呼吸代謝也很強,隨著咖啡果實成熟度的增加,呼吸代謝也會隨之減弱。
溫度對呼吸強度的影響來自對酶活性的增加或減弱,在正常活動的條件下,溫度升高,酶活性增強,呼吸強度相應提高,物質消耗增加,反之同理。當然也有例外,這裡就不贅述。
除了咖啡果實內的物質變化,咖啡果實外部的微生物活動如今也是處理法中比較受重視的環節部分,也就是我們常說的發酵部分。
果實外的微生物包括細菌、黴菌、酵母菌等,主要來自土壤中、空氣中、水中等。環境中的微生物會隨著空氣傳播附著在咖啡果實表面,隨後參與發酵。
不同咖啡產地的微生物也存在區別,韓懷宗先生提出第四波精品咖啡浪潮已從原本第三波的風土、氣候擴大到當地特有的菌種造味——“取之莊園的菌株用之莊園的發酵”。可想而知微生物的活動對咖啡豆味道有著深遠的影響。
在處理過程中,發酵環境中的含氧量是影響發酵類型的重要因素之一,也就是有氧環境與厭氧環境,與之對應的,有氧環境中的微生物主要進行有氧發酵,厭氧環境中的微生物主要進行厭氧發酵。
咖啡的處理過程中,在有氧環境下,好氧的醋酸菌會進行醋酸發酵,醋酸桿菌會將酒精/乙醇轉換成醋酸。
而在厭氧/缺氧的環境下,則主要由兼性厭氧的酵母菌進行酒精發酵以及厭氧的乳酸菌進行乳酸發酵。酵母菌在厭氧條件下會將糖轉化為酒精/乙醇、二氧化碳以及水;
乳酸菌在厭氧條件下則會將糖轉化為乳酸,同時,依據菌種不同,代謝途徑不同,生成的代謝產物也會有所不同,基於此區別,乳酸發酵又可以分為同型乳酸發酵、異型乳酸發酵以及雙歧桿菌發酵。
如今創新處理法多會選擇厭氧的發酵環境,不少咖啡豆包裝上也會選擇使用“厭氧”的字眼作為處理法的名稱,這也導致部分消費者會慣性地認為“厭氧”等同於“創新”。基於此,突然乍現出一個問題:“濕式發酵(咖啡豆沒入水中發酵)的水洗處理難道不算是厭氧發酵嗎?”。
回到水洗處理上,水洗處理法如今作為一個比較常見的處理方式,我們幾乎能在所有咖啡產地找到水洗處理的踪跡。
從生產者的角度來看,水洗處理法生產的咖啡豆表現更穩定,乾燥時間短又非常適合生產大量的品質不俗的咖啡豆。1850年水洗處理法在牙買加盛行,此後拉丁美洲之中除了巴西兼顧日曬以及水洗之外,其他咖啡產國紛紛棄“日曬”投“水洗”。

從消費者的角度來看,水洗咖啡的表現則更容易有精緻的味道表現。相較於美洲,非洲引入水洗處理法時間較晚,最具代表性的例子之一包括像是埃塞俄比亞的耶加雪菲產區,埃塞俄比亞一直是日曬咖啡大國,直到上個世紀七十年代開始興建第一座水洗處理廠,水洗耶加雪菲的精緻檸檬皮、花香以及酸甜優雅的味道逐漸風靡歐美市場,時至今日,水洗的耶加雪菲咖啡豆依然經久不衰,深受不少咖啡老饕的喜愛。
首先我們從呼吸作用的層面開始看水洗處理,水洗處理的第一步是採摘咖啡果實,正如前面提到的,咖啡果實被採摘後,脫離了咖啡樹,喪失了從咖啡樹獲取營養的途徑,為了維持基礎的生命活動,咖啡果實以及其中種子需要能量,能量從哪裡來?所以開始分解自身儲存的大分子物質成小分子物物質,並通過這樣的方式產生能量,也就是由原來的同化作用/合成代謝轉變為異化作用/分解代謝,呼吸作用便是其中一種異化作用。
呼吸作用則要關注其呼吸強度,剛剛提到影響呼吸強度其中一個因素為植物的生長發育期以及咖啡果實的成熟度,咖啡果實在未完全成熟前,需要大量能量來讓果實成熟,所以呼吸強度高,呼吸作用旺盛,隨著咖啡果實成熟,呼吸強度會逐漸減弱,也就是減少呼吸作用底物(糖等)的消耗,從這個層面來看,全紅果採收確實很有必要,一方面全紅果確保了咖啡果實積累了足夠的風味物質,一方面提前採摘讓咖啡果實處於較強的呼吸強度,加速了其有機物的代謝消耗。
採摘後的咖啡果實被送進水洗處理廠,經過脫皮機等機器去除咖啡果實中的果皮、果肉等部分,此時呼吸強度會驟然加強,一般會認為原因為癒傷呼吸,也叫做創傷呼吸。癒傷呼吸指的是由於機械損傷,使酶和底物的間隔被破壞,這樣酶就可以直接與底物接觸反應,從而令氧化反應加強。
除此之外,不少從業人員也會從種子的萌發機制上來解釋其呼吸強度的加強。
正如前面提到的,我們常見的咖啡豆其實是種子的部分,既然是種子,那就要發芽,要發芽就需要能量來支撐。
研究指出,不同處理法引發的種子萌發機制導致新陳代謝存在各自不同的差別,而種子內的新陳代謝反應消耗的多寡、產生的代謝產物區別等是不同處理法形成咖啡不同味道的其中一個原因。
再回顧一下水洗處理法和日曬處理法的不同之處——日曬處理保留了完整的咖啡果實進行乾燥,而水洗處理法會先去除果皮果肉以及果膠後再進行乾燥。
包括水洗處理法在內等,當去除果皮時會觸發咖啡豆種子的萌發機制,加速種子內的新陳代謝行為,為發芽做準備,此時葡萄糖、果糖被大量消耗,短短幾天時間可消耗九成,同時種子內蛋白質會被水解成游離氨基酸,為後續烘焙提供美拉德反應/梅納反應的底物。
反觀日曬處理法保留了完整的咖啡果實,種子的萌發機制啟動緩慢,咖啡種子保留了更多的果糖。
去除果皮果肉的咖啡豆緊接著來到了整個處理中的發酵步驟,水洗處理的發酵又可以分做濕式發酵和乾式發酵。值得注意的是,濕式發酵如前面提到的,咖啡豆浸泡在水中,幾乎處於厭氧的發酵環境。
缺氧的情況下,咖啡豆內細胞轉變為無氧呼吸,進而生成更多的酒精以及乳酸發酵代謝物,為後續酯化反應提供底物,更易生成水果香氣的芳香酯,這可能也是水洗處理以及如今部分厭氧發酵咖啡批次容易富有水果調性的其中一個因素。
從咖啡之外的微生物層面上來看水洗處理呢?我們知道了環境中的微生物會隨著空氣傳播附著到咖啡果實的表面,參與到後續的發酵活動當中,不過水洗處理過程中有去除果皮果肉的步驟,所以水洗處理法的菌種相對日曬處理法更為簡單。
乾式發酵的水洗處理法屬於有氧的發酵環境,發酵時間短,均勻度稍差,同時容易發酵過度。菌群現對於濕式發酵更為複雜,包括多種細菌、兼性乳酸菌和酵母菌等,同時有氧發酵為主,所以醋酸可能會高於濕式發酵。
濕式發酵的水洗處理法會將咖啡豆浸沒在水里控制發酵,屬於厭氧的發酵環境,主要有酵母菌以及乳酸菌主導酒精發酵以及乳酸發酵。
濕式發酵的發酵池內,最初以細菌數量最多,但隨著發酵的進行,pH值降低,細菌難以繼續,而耐酸的、能夠在厭氧環境活動的兼性厭氧乳酸菌和酵母菌開始得勢,其中以異質乳酸發酵的明串球菌屬、既能同質也能異質乳酸發酵的乳酸桿菌屬、同質乳酸發酵的乳酸球菌屬最為強勢。像是發酵池中含有的甘露醇便來自異質乳酸發酵分解果糖的代謝產物。
酵母菌在厭氧的環境下會進行酒精發酵,在發酵池中會生成酒精、甘油、肌醇、乙醛以及某些酯類等。