Ферментація

Ферментація грає важливу роль у виробництві різних продуктів, наприклад, чаю та кави. Кавові плоди ферментуються під час обробки ягід, причому це вірно для будь-якого способу обробки -  від натурального до хані. Найбільш демонстративним прикладом можна назвати миту обробку, коли ягоди очищаються від верхньої шкірки й залишають до тих пір, поки бактеріальні мікроорганізми не знищать м'якоть і клейковину.

Метою ферментації, з початку її використання, була швидке очищення зерен від м'якоті. Однак згодом виробники зрозуміли зв'язок між ферментацією та смаком зерен, адже утворюються в результаті бродіння елементи при обсмажці можуть істотно змінити смакові та ароматичні властивості напою.

Ферменти й метаболізм

Ферментація - біохімічний процес, при якому органічні сполуки розпадаються під впливом ферментів.

Мікроорганізми присутні практично в будь-якому середовищі й, отже, також в екосистемі перероблення кави. Оскільки вони відіграють вирішальну роль в інших ферментованих харчових продуктах, не дивно, що мікроорганізми також виконують важливі функціональні ролі під час обробки кави. Мікроорганізми вже присутні на поверхні кавової ягоди ще до початку обробки: в процесі обробки ці мікроорганізми (особливо молочнокислі бактерії) розмножуються на багатому поживними речовинами рослинному матеріалі, такому як м'якоть та / або слиз, що виділяється в процесі ферментації.

Під час обробки кави відбуваються два основних явища: мікробна активність в середовищі обробки й внутрішній метаболізм насінь кавових зерен. Динамічний характер обробки підкреслюється безперервним споживанням поживних речовин і продукуванням речовин мікроорганізмами, а також постійним перетасовуванням власного метаболічного профілю насіння (тобто профілю концентрації різних речовин в ягодах).

Складність полягає в декількох етапах в рамках одного методу обробки і його залежності від різних зовнішніх факторів, таких як температура, сорт кави та обладнання для обробки.

Для чого необхідна ферментація в каву?

У зеленої кави при будь-якій обробці, так чи інакше, відбувається цей процес.

Ферментація протікає з різною швидкістю і кінцевим результатом в залежності від декількох факторів: температура, кислотність, наявність кисню і мікроорганізмів, їх види та кількість, а також багатьох інших. При відсутності знань і технологій, це складно контрольований процес, який може привести до несподіваних наслідків і далеко не завжди позитивним — кава може закиснути та згнити. 

Важливо розуміти, що ферментація відбувається не в самому зерні, а в тонкому пектиновому шарі навколо нього. Зерно, представляючи собою пористу целюлозну структуру, як губка вбирає продукти цієї ферментації. Для успішної ферментації кави вкрай необхідна хороша тернарна база — набір речовин, сформованих у ягоді завдяки навколишнього середовища (клімат, погода, ґрунт, висота над рівнем моря, догляд, тощо). Ці речовини й будуть брати участь у процесі ферментації, кардинально змінюючи смаковий профіль. Звідси випливає часто зустрічається в кавовому співтоваристві поділ кави на градації від теруарного до ферментованого, де тернарний - найбільш чистий носій характеру конкретного регіону. Ферментована кава може пістрявити цілим спектром смаку від хліба й оцету до неймовірних тропічних фруктів. 

При так званої пост-ферментації не відбувається складних хімічних процесів, тому що у зерні вже немає необхідної бази для їх проведення, тільки продукти ферментації. Але це не заважає відбуватися процесу абсорбції інших речовин з зовнішнього середовища. Як і при завершальний стадії ферментації, коли зерно вбирає продукти ферментації з ягоди, речовини всмоктуються в пористу структуру зеленої кави. В теорії це дає можливість створити абсолютно будь-який смак кави, однак на практиці все виявляється складніше. 

Багато авторитетні фахівці з кави вважають, що глибоке вивчення ферментативних процесів і уміння ними управляти допоможе змінювати та створювати нові ноти смаку й аромату в зернах.

Різновиди ферментації

Існує кілька типу процесів бродіння:

• Анаеробний - без кисневого середовища

• Вуглекислий газ - середа, багата двоокисом вуглецю

• Мацерація - більш широкий термін, ніж ферментація, і відноситься до мікробного метаболізму.

Нерідко вид ферментації прив'язують до способу обробки: аеробний — до природної, анаеробний — до митої. Однак насправді між процесом бродіння і видом обробки немає ніякої особливого зв'язку. Ферментувати каву можна різними варіантами без прив'язки до певного способу обробки ягід.

Аеробна ферментація

Для запуску цього процесу необхідні волога й кисень, що часом забезпечує початок ферментації ще до збору плодів. При натуральній обробці діяльність мікроорганізмів відбувається під час сушіння врожаю протягом приблизно місяця, до тих пір, поки рівень вологи усередині плодів не опуститься менш ніж 12%. Ручне управління цим типом ферментації практично неможливо, через те, що на неї впливають зовнішні чинники на зразок температури й вологості атмосфери. Проте можна регулювати ступінь і час ферментації, змінюючи умови просушування ягід: спосіб сушіння, товщина шару, частота і час перемішування.

При митій обробці кави піддається сухій ферментації. Ягоди очищаються від шкірки, але не від м'якоті, а потім розміщуються в ферментативних танках без рідини. Через добу-півтора з зерен знімаються залишки м'якоті, після чого сировину відправляється на просушування. Схожий з цим методом і спосіб «хані», з єдиною відмінністю, що після депульпації плоди відразу відправляються на сушку, але вже на одну-два тижні, і тільки потім з них видаляють підсохлу м'якоть. Обидва способи містять аеробну ферментацію. Такий варіант досить складний і залежний від навколишніх умов, особливо від температури. На одній з ферм проводився наступний експеримент: одні й ті ж ягоди з однаковим способом обробки були розміщені у двох ємкостях. В одній з них ягоди ферментувалися при температурі 16°C, а в іншій — при 26°C. У другому випадку процес йшов набагато швидше за градусів, і у каві з'явилася підвищена спиртова кислотність — ознака надмірного бродіння.

Анаеробна ферментація

Зібрані ягоди розміщуються у ферментативних танках і заливаються водою, після чого витримуються від половини до трьох діб. Такий процес більш простий у регулюванні. Спиртова кислотність з'являється більш повільно і розчиняється у воді. Контроль температури в ємності дозволяє керувати параметрами кави. Знижена температура дозволяє краще розкрити кислотність зерен, а підвищена — солодкість.

На цьому етапі дуже важливо стежити за рядом параметрів всередині ємності: температура, лужний рівень, час і т. д. Анаеробний спосіб огляду на більш легкого управління дозволяє проводити різноманітні експерименти з сировиною. Цей метод більш популярний у виробників кави, проте можливий не в кожному варіанті без винятку. Різні умови вимагають різного підходу.

Сорт кави як ферментна змінна

Різні сорти кави будуть демонструвати мінливість метаболічного складу слизу і свіжої м'якоті кавової ягоди. Як основний постачальник поживних речовин для мікроорганізмів, відмінності в складі слизу у різних сортів кави також впливають на ступінь ефекту ферментації. Наприклад, ми виявили, що кавове зерно Typica, яку ми використовували в Латинській Америці, мала соковитий шар мезокарпа (м'якоті), який був більш багатий поживними речовинами, ніж шар Catimor в Азії. У поєднанні з зовнішніми факторами, такими як місцева температура навколишнього середовища, ми виявили, що це впливає на профілі рН, динаміку мікробного співтовариства і склад метаболітів під час ферментації. Тому важливо враховувати сорт кави при оцінці потенційного впливу методів обробки.

Як відбуваються експерименти 

"Уявіть собі кращі якості митої та натуральної кави в одній чашці з посиленим відчуттям теруара і сортовими характеристиками"

"Хотіли створити техніку, з допомогою якої можемо підсилити аромат, смак ... налаштувати баланс кислотності та солодощі" 

• компанія, яка займається виробництвом техніки для ферментації кави
  
  Дуже спрощено розповімо:

Крок 1

Починають ферментацію з подрібнення вишні в контейнері з нержавіючої сталі.
Причин використовувати саме нержавіючу сталь:

• запечатати контейнери без участі кисню

• переміщати контейнери між різними приміщеннями з різною температурою

Ці фактори дають можливість створити більш чистий смаковий профіль, завдяки контрольованому середовищу.

Крок 2

Наступний крок - перемістити контейнери в закрите приміщення, де легше контролювати температуру.

• Якщо ми хочемо мати складну кислотність, ми повинні ферментувати при більш низькій температурі 4-8 °C.

• Для більшої солодощі використовуйте більш високу температуру, 18-20 °C.

Кавові ягоди в резервуарі з нержавіючої сталі перед початком ферментації

Крок 3

Уводимо вуглекислий газ - без кисню ми різко сповільнюємо розщеплення цукрів зі слизу. Рівень pH також падає набагато повільніше, а це означає, що ми заохочуємо зниження кислотності алкоголю.

Вуглекислий газ допомагає продовжити ферментацію до 3 днів при 22 ° C і навіть довше при більш низьких температурах, не отримуючи сухості й присмаку оцту - що звичайно трапляється при триденної сухої ферментації».

Дуже важливо вимірювати pH, вуглекислий газ, температуру ферментації для копіювання або зміни профілю.

Вуглекисла мацерація: вуглекислий газ потрапляє в резервуар, кисень виходить. 

Поліпшення користуючись профілюванням

Фахівці не зупиняється на досягнутому: вони прагнуть знайти ще більше способів поліпшити смак кави шляхом ферментації. Ось частина лекції Sasa Sestic Project Origin:

«Минулого року я спробував каву від Jamison Savage в маєтку Панама Морган, і кава була прекрасна. Але мені хотілося більше солодощі, глибини, більше квіткових нот. Вирішили провести вугільну мацерацію ».

Але це не буде той же процес вугільної мацерації, як раніше. «Ми вирішили провести вугільну мацерацію при більш високій температурі 20 ° C, щоб посилити солодкість. І ми збільшили тривалість ферментації з вугільною мацерацією до 65 годин, щоб стимулювати ускладнення смаку».

Результат? Більше солодощі, більше текстури та більш виразного смаку. «Ми поліпшили кави на 2,5 бала», - говорить Саса.

«Крива моніторингу ферментації», слайд спільної презентації Sasa Sestic Re; 2017.

Саса захоплюють аромати кави з вуглекислотою, та можливості, які вони відкривають - споживачам, бариста й байєрам, а також виробникам, які, на його думку, можуть отримувати таким чином стабільно хороші ціни.

«Особисто я вважаю, що не існує ідеального сорту кави та ідеального процесу», - каже Саса. «Однак, якщо ми зможемо краще зрозуміти потенціал складних смакових якостей у різних сортів, їх сильні й слабкі сторони, а також процес вугільної мацерації або інших контрольованих ферментаций, - ми можемо спробувати виділити ці сильні сторони й виправити недоліки. І як тільки у нас буде ідеальний рецепт [ферментації], ми зможемо відтворити цей профіль смаку ».

Що в підсумку?

• Процес ферментації кави — невід'ємна частина обробки, від якої безпосередньо залежить смак і аромат готового напою. 

• Методом проб і помилок фахівці управляють навколишніми умовами, що дозволяє розкрити нові аромати та смаки. Помилки, допущені під час ферментації, які можуть серйозно зіпсувати сировину. 

• Під час професійної дегустації правильно проведений процес ферментації може істотно збільшити оціночні бали, а неправильний — знизити їх. Експериментальні досліди з ферментацією, дозволявши заробити високі бали, можуть змінити долю ферми.