03 phương pháp lên men sinh học trong chế biến cà phê

CFRR – Lên men xuất hiện trong hầu hết các phương pháp chế biến cà phê, quá trình lên men khác nhau sẽ mang đến hương vị khác nhau

Tách cà phê là sản phẩm cuối cùng của một chuỗi hoạt động phức tạp. Sau khi quả chín và được thu hoạch, cà phê tiếp tục trải qua một số công đoạn, thông thường có ba phương pháp chế biến khác nhau được sử dụng để thu cà phê nhân xanh đó là phương pháp ướt, tự nhiên và bán ướt. Vi sinh vật (nấm men và vi khuẩn) đóng một vai trò quan trọng trong quá trình lên men cà phê bằng cách phân hủy chất nhầy tạo ra các enzyme khác nhau, axit và ethanol. Quá trình cần được thực hiện cẩn thận bằng cách lựa chọn các vi sinh vật có những đặc điểm nhất định chẳng hạn như khả năng phân hủy, khả năng chịu đựng ứng suất, khả năng ngăn chặn sự phát triển của các mầm bệnh và tác động tích cực đến chất lượng cảm quan của cà phê.

Thành phần của quả cà phê

Thịt quả (exocarp)
Còn được gọi là cùi quả, là lớp bên ngoài của quả cà phê. Màu sắc của exocarp khi bắt đầu phát triển quả là màu xanh lục do sự hiện diện của lục lạp, sau đó biến mất trong quá trình trưởng thành, tùy theo giống mà màu sắc khi chín sẽ có màu đỏ hoặc vàng, màu đỏ là do sắc tố anthocyanin, màu vàng của vỏ là do lutein.
Chất nhầy (mesocarp)
Nhân cà phê còn được bao phủ bởi một lớp chất nhầy (là một loại chất xơ hòa tan và nhớt), dày khoảng 0,4mm, các tính chất vật lý và hóa học của chất nhầy cà phê thay đổi tùy theo loài và giống, trong quá trình trưởng thành các enzyme pectolytic phá vỡ các chuỗi pectic tạo ra một loạt hydrogel không hòa tan rất giàu đường và pectic, tỷ lệ chất nhầy và nước tăng lên khi độ cao canh tác tăng. Thành phần của chất nhầy bao gồm nước (84,2%), protein (8,9%), đường khử (4,1%), pectat (0,91%), và các khoáng chất (0,7%). Carbohydrate là thành phần quan trọng nhất trong dịch nhầy cà phê, syringaldehyde được sản xuất bằng cách thủy phân lignin được tìm thấy ở nồng độ thấp và một số khoáng chất như kali là nguyên tố phong phú nhất, tiếp theo là phốt pho, canxi, lưu huỳnh, magie,…
Lớp vỏ trấu hay giấy da (endocarp)
Là lớp cứng bao quanh hạt cà phê, bao gồm ba đến bảy lớp tế bào sơ cứng. Các tế bào này cứng lại trong quá trình chín của cà phê, xác định kích thước hạt. Trong chế biến cà phê lớp vỏ trấu là những chất rắn và người ta ước tính cứ một ký cà phê được tạo ra thì sẽ có một ký lớp vỏ trấu tương đương. Thành phần chủ yếu là cellulose (40-49%), hemicellulose (25-32%), lignin (33-35%) và khoáng (0,5-1%)
Hạt (bao gồm ngoại nhũ và nội nhũ)
Ngoại nhũ, nội nhũ và phôi tạo nên hạt cà phê, kích thước của hạt thay đổi tùy theo giống thông thường hạt sẽ dài trung bình 10mm và rộng 6mm. Ngoại nhũ hay còn gọi là lớp vỏ lụa (silver skin) bao quanh hạt được hình thành từ nhân noãn, khi rang chúng sẽ tự tách ra khỏi hạt hoặc có thể xát để chúng tách ra nhưng điều này có thể làm giảm hương vị cà phê, thành phần chính là cellulose và một số chất khác; Nội nhũ là mô được tạo ra bên trong hạt, thành phần hóa học của nội nhũ rất quan trọng vì chúng có trước mùi vị và hương thơm của cà phê rang, các hợp chất hòa tan trong nước là caffeine, trigonelline, axit nicotinic (niacin), axit chlorogeric, monosaccharide, disaccharides, oligosaccharides, protein, khoáng chất và axit cacboxylic. Các thành phần không hòa tan trong nước bao gồm cellulose, polysaccharides, lignin và hemicellulose cũng như một số protein, khoáng chất, vitamin và lipid.

Thuyết lên men

Lên men là quá trình thúc đẩy vi sinh vật trao đổi chất tạo ra những biến đổi hóa học của các hợp chất sinh hóa thông qua hoạt động của các enzyme. Trong hóa sinh chúng được định nghĩa là sự khai thác năng lượng từ carbohydrate trong điều kiện không có oxy. Trong sản xuất thực phẩm có thể được đề cập rộng hơn là bất kỳ quá trình nào trong đó có hoạt động của vi sinh vật mang lại sự thay đổi như mong muốn cho thực phẩm hoặc đồ uống gọi là quá trình lên men. Lên men thực phẩm được biết đến với tên gọi là zymology là một ngành khoa học ứng dụng nghiên cứu quá trình sinh hóa của quá trình lên men và các ứng dụng thực tế của nó. Bao gồm việc lựa chọn các loài vi khuẩn và nấm men lên men cũng như việc sử dụng chúng trong sản xuất đồ uống có cồn, thực phẩm (sữa chua, phô mai) và các loại thuốc men trong đó có cà phê. Những người đóng góp đáng chú ý cho thuyết lên men này bao gồm Justus Von Liebig (nhà khoa học người Đức) và Louis Pasteur (nhà hóa học, vi sinh vật học người Pháp), họ đã phát triển cơ sở vi sinh vật thuần túy cho quá trình lên men dựa trên các thí nghiệm.

Quá trình lên men cà phê

Trong chế biến cà phê, lên men là một quá trình hóa học trong đó các phân tử phức tạp bị phá vỡ thành các phân tử đơn giản hơn, tạo ra các sản phẩm lỏng và khí (các hợp chất dễ bay hơi). Quả cà phê thường được chế biến theo một trong ba phương pháp ngay sau khi thu hoạch cho phép xảy ra quá trình lên men tự nhiên hoặc có sự can thiệp; ba phương pháp chính thường được sử dụng là chế biến tự nhiên, chế biến ướt và bán ướt. Tùy thuộc vào phương pháp chế biến mà khoảng thời gian lên men sẽ khác nhau, mục đích chính của quá trình này trong tất cả các phương pháp là để các hợp chất tích cực từ phần thịt chuyển hóa vào trong hạt ở mức độ hợp lý, sau đó loại bỏ lớp màng nhầy rất giàu polysaccharid và làm giảm hàm lượng nước trong hạt cà phê. Nếu được kiểm soát cẩn thận quá trình lên men sẽ có tác động tích cực để chất lượng của hạt cà phê, vì các phương pháp này quyết định thành phần hóa học của sản phẩm cuối cùng và xác định đặc tính cảm quan của cà phê.

Lên men trong phương pháp chế biến tự nhiên (natural/dry)

Chế biến tự nhiên (hoặc chế biến khô, chế biến truyền thống) chủ yếu được sử dụng ở Brazil, Ethiopia, Haiti, Indonesia, Paraguay những nơi có mật độ mưa thấp trong mùa thu hoạch, phương pháp này ít phức tạp nhất và lâu đời nhất. Sau khi thu hoạch cà phê sẽ được loại bỏ tạp chất, rửa sạch, thả vào thùng nước lớn những quả xanh, non, lép và sâu hại nổi lên sẽ được loại bỏ trong 24 giờ đầu. Sau đó toàn bộ cà phê sẽ được phơi nắng trên giàn từ 10 – 25 ngày mà không cần tách vỏ trước đến khi độ ẩm giảm xuống còn 11-12%, thời kỳ phơi khô sẽ tương ứng với quá trình lên men tự nhiên của quả cà phê khi khi các enzyme từ các vi sinh vật khác nhau được tiết ra, thịt quả và chất nhầy sẽ bị phân hủy hình thành pectinases trên vỏ trấu, quá trình phân giải pectin là nguồn carbon cho vi sinh vật sau khi hấp thụ đường đơn ban đầu. Sự phân lập của vi khuẩn, nấm men, nấm sợi đánh dấu cho quá trình lên men.
Quần thể vi khuẩn được phân lập với số lượng lớn hơn vào đầu quá trình lên men khi độ ẩm của hạt cà phê còn khoảng 68%, vi khuẩn Gram dương chiếm 85,5% tổng số vi khuẩn được phân lập và bacillus là chi chiếm ưu thế (51%), các loài Gram âm thuộc các chi serratia, enterobacter và acinetobacter cũng được tìm thấy. Quần thể trung bình được tìm thấy là 106-109 CFU/g, trong số các chi này thì loài tatumella ptyseos, pseudomonas putrefaciens, P.mirabilis, enterobacter aerogenes, acinetobacter, B.subtills, paenibacillus amylolyticus là loài nội sinh có hoạt tính pectin lyase và do đó đồng chịu trách nhiệm cho quá trình lên men của cà phê chế biến tự nhiên.
Quần thể nấm men trong cà phê tự nhiên thường thấp hơn quần thể vi khuẩn giá trị trung bình là 104 CFU/g, tuy nhiên nó lại trở nên chiếm ưu thế khi giảm hoạt độ nước trong thời gian phơi khô, được tìm thấy trong quả có hoạt độ nước là 0,6 aw. Pichia, candida và arxula là những chi thường được tìm thấy nhất. Vai trò của nấm men không chỉ liên quan đến quá trình lên men mà còn liên quan đến việc kiểm soát sự phát triển của nấm mốc, các phân lập thuộc chi debaryomyces và pichia đã chứng minh khả năng ức chế sự phát triển của nấm độc, do đó có thể có tiềm năng kiểm soát sinh học quá trình này.
Quần thể nấm sợi được tìm thấy ở ngày thứ 20 của quá trình lên men và làm khô, sự phát triển này của nấm cũng có thể là do suy giảm hoạt độ nước trong quá trình phơi khô ngăn cản sự phát triển của các nhóm vi sinh vật khác như vi khuẩn và nấm men. Aspergillus là chi phong phú nhất bên cạnh penicillium, fusarium và cladosporium với 42,6% tổng số nấm được phân lập.

Lên men trong phương pháp chế biến ướt (washed)

Phương pháp xử lý này yêu cầu có một cơ sở chế biến và một lượng nước dồi dào, khi phương pháp này được thực hiện đúng sẽ duy trì đồng đều chất lượng vốn có của hạt và hạn chế tối đa khuyết tật. Chế biến ướt được sử dụng rộng rãi ở một số vùng bao gồm Colombia, Trung Mỹ và Hawaii, sau công đoạn rửa sạch quả cà phê sẽ được ép tách lớp vỏ, thịt và chất nhầy một cách cơ học, sau đó được đặt vào một bể lớn ngâm trong nước từ 36-72 giờ bắt đầu quá trình lên men dưới nước mục đích là loại bỏ chất nhầy còn lại, sau đó được phơi khô dưới nắng hoặc sấy bằng máy. Chế biến ướt hạn chế chất nhầy vẫn còn dính trên hạt cà phê, chất nhầy là cơ chất được vi khuẩn và nấm men (nguồn gốc tự nhiên trong quả) sử dụng trong quá trình lên men, chúng có các chất pectin (polysaccharides) tiền chất của các hợp chất tăng cường hương vị được bài tiết tự nhiên bởi hệ vi sinh vật lên men và nó có tính kết dính nên phải sử dụng nhiều nước để tách rời. Sự đa dạng của vi sinh vật trong cà phê chế biến ướt thấp hơn so với chế biến tự nhiên do các điều kiện như thời gian lên men giảm (khoảng 36-72 giờ), pH giảm nhanh hơn và việc loại bỏ vỏ, cộng đồng vi sinh vật cụ thể là vi khuẩn axit lactic (LAB), vi khuẩn axit axetic (AAB), enterobacteria và nấm men, không tìm thấy sự tham gia của nấm sợi.
Quá trình trao đổi chất trong nước lên men: Các hợp chất axit nonamino trong các mẫu nước lên men được chia thành ba cụm dựa trên cấu hình của chúng trong quá trình lên men (A1, A2, A3). Chùm A1 đại diện bởi sucrose, axit citric, axit malic và acetaldehyde đạt nồng độ cao sau 12 – 24 giờ lên men và bị cạn kiệt vào cuối chu kỳ. Chùm A2 đại diện bởi glucose và fructose đạt nồng độ cao nhất sau 12 giờ. Ngược lại chùm A3 đại diện bởi axit lactic và mannitol được đặc trưng bởi sự tích tụ liên tục của chúng trong suốt quá trình lên men. Các hợp chất tăng 2 – 8 lần sau 16 giờ lên men kết quả là có axit lactic (8,2mg/ml), axit 5-ketogluconic (5,7 mg / ml), axit axetic (2,4 mg / ml), mannitol (1,9 mg / ml), etanol ( 1,8 mg / ml), và glycerol (0,5 mg / ml). 
Chuyển hóa của hạt cà phê: Tương ứng với các hợp chất trong nước lên men chùm A3 cũng được tìm thấy ở nồng độ ngày càng tăng trên hạt cà phê trong quá trình ngâm, cụ thể nồng độ mannitol, axit lactic cao hơn gấp 3 lần, axit axetic, ethanol, glycerol cao hơn 2 lần. Glucose và fructose thay đổi liên tục đạt đỉnh điểm ở cuối chu kỳ.
Kết thúc quá trình ngâm: Các hợp chất khuếch tán trở lại nước sau quá trình lên men kéo dài nhưng cuối cùng vẫn chứa axit lactic nhiều hơn, etyl pentanoat, etyl-2-hydroxypropanoat và etyl hexanoat cao hơn từ 5 đến 25 lần. Trong quá trình phơi khô carbohydrates đơn giản, sugar alcohols, CGAs giảm nhẹ, axit citric và axit malic tăng lên. Nồng độ glucose tăng 4,7 lần, fructose 2,5 lần, axit lactic tăng 5 lần và mannitol 1,4 lần.

Lên men trong phương pháp chế biến bán ướt (honey)

Quy trình chế biến bán ướt là một quá trình trung gian giữa tự nhiên và chế biến ướt. Giống như quá trình chế biến ướt hạt cà phê và một phần đáng kể chất nhầy được tách ra trong quá trình xát vỏ, tuy nhiên phần chất nhầy còn lại được phơi khô cùng với hạt thay vì loại bỏ hoàn toàn trong quá trình lên men trong nước. Khi so sánh các chất chuyển hóa sơ cấp và thứ cấp của cà phê được chế biến theo hai phương pháp ướt và tự nhiên (khô), một kết quả rất giống nhau về cấu hình phân bố của chín axit chlorogeric (CGA) và trigonelline nhưng về trung bình, chế biến ướt có tổng hàm lượng CGA cao hơn, cụ thể trong phương pháp ướt, hàm lượng trung bình của CQA, di-CQA và FQA lần lượt là 4,94  ±  0,41; 0,94  ±  0,05 và 0,32  ±  0,02  g / 100 g (dm), chiếm 81,3%, 13,3% và 5,3% tổng hàm lượng CGA (6,08  ±  0,44  g / 100  g, dm); Trong phương pháp bán ướt, mức trung bình của CQA là 4,70  ±  0,37  g / 100  g (dm), tiếp theo là diCQA với 0,98  ±  0,02  g / 100  g (dm) và FQA với 0,30  ±  0,01  g / 100  g (dm ). Các lớp này lần lượt chiếm 81,0%, 14,0% và 5,1% tổng mức CGA (5,8  ±  0,38  g / 100  g, dm). Tổng hàm lượng sucrose, CGA thấp trong hạt bán ướt có thể liên quan đến việc ngâm nước trong thời gian ngắn hơn dẫn đến mất các thành phần hòa tan trong nước do quá trình rửa và lên men.

Enzyme trong quá trình lên men cà phê

Các báo cáo đã xác định được hơn 50 loại nấm men và các loài vi khuẩn có trong quá trình lên men cà phê. Các vi sinh vật trong quá trình lên men góp phần tạo ra etganol, axit lactic, butyric, axetic, và các axit cacboxylic cao hơn, nhiều loại enzym ngoại bào được tạo ra bởi các loài bacillus phân giải xenluloza , có khả năng góp phần phân hủy các chất xenlulo và pectin tồn tại trong vỏ, cùi và niêm mạc của quả cà phê. Ba loại enzym quan trọng nhất do vi sinh vật tạo ra để phân giải các chất pectin trong quá trình lên men cà phê là pectin lyase, polygalacturonase và pectin methyl esterase. Pectin lyase xúc tác sự phân giải pectin bằng cách trans -elimination, giải phóng axit galacturonic không bão hòa; polygalacturonase là enzym chính tham gia vào quá trình lên men cà phê. Nó xúc tác quá trình thủy phân liên kết α -1,4 glycosidic thành axit pectic (axit polygalacturonic); pectin metyl esterase chịu trách nhiệm cho quá trình khử este hóa nhóm metoxyl của pectin, tạo thành axit pectic và metanol.

Phương pháp chế biến truyền thống cho cà phê nhân xanh

Tác động của lên men đến hương thơm và mùi vị cà phê

Tác động tích cực

Bản thân hạt cà phê đã chứa tất cả các tiền chất (hơn 700 hợp chất bay hơi và không bay hơi) cần thiết cung cấp mùi vị và hương thơm trong quá trình rang, quá trình lên men có thể làm tăng thêm sự đa dạng cho chúng. Loài cà phê, giống, nguồn gốc địa lý và mức độ rang xác định thành phần và số lượng của hương vị tạo ra từ các hợp chất này, quá trình trước thu hoạch và sau thu hoạch cũng ảnh hưởng tương tự. Trong quá trình lên men cà phê, vi sinh vật tạo ra các chất chuyển hóa đa dạng, hoạt động của vi sinh vật và mức độ lên men quyết định nồng độ của đường tự do (glucose, fructose) và các axit amin tự do tiếp tục bao quanh hạt, sau đó góp phần tạo ra các hợp chất maillard cùng các chất bay hơi trong quá trình rang. Cà phê chế biến ướt có chất lượng hương thơm vượt trội so với cà phê chế biến khô do các hợp chất hương thơm được tạo ra trong quá trình loại bỏ lớp màng nhầy. Việc lựa chọn các vi sinh vật thích hợp có tác động tích cực đến hương thơm và mùi vị cà phê trong quá trình lên men là rất quan trọng và quá trình lên men cần được kiểm soát để đạt được tác động tích cực này.

Tác động tiêu cực

Khi quá trình lên men không thành công sẽ dẫn đến sự phát triển của các vi sinh vật gây hư hỏng ảnh hưởng xấu đến hương thơm và vị của cà phê, có thể sản sinh ra các hợp chất hóa học không mong muốn đặc biệt là axit propionic và butyric tạo ra hương vị khó chịu (như vị hành) các axit này không được có nồng độ lớn hơn 1 mg/mL−1, những hạt cà phê như vậy thường được gọi là stinker (mùi hôi thối), hạt cà phê chưa lên men có chứa chất nhầy kết dính và đường còn sót lại ngăn cản quá trình khô, tạo môi trường thuận lợi cho sự phát triển của vi khuẩn và nấm gây hư hỏng. Các loài thuộc chi bacillus đặc biệt là B.megaterium có thể là nguyên nhân tạo ra axit propionic có trong cà phê. Thách thức lớn trong quá trình lên men cà phê là khó kiểm soát được quá trình, bởi vì lên men có thể đã được diễn ra trong quá trình chín của quả, quá trình lên men phải được kiểm soát tốt để đảm bảo sự phát triển của các vi sinh vật có lợi tạo ra một loại cà phê chất lượng cao có hương thơm tốt.
Axit propionic được phát hiện vượt quá nồng độ khi quá trình lên men diễn ra lâu hơn thời gian tối ưu của nó. Trong chế biến tự nhiên họ vi khuẩn enterobacteriaceae dẫn đến việc sản xuất quá nhiều axit axetic khi lên men quá dài đồng thời cũng có thể tạo ra các axit béo mạch ngắn và các este của chúng, chẳng hạn như axit etyl este 2-metyl butanoic, etyl este 3-metyl butanoic và axit xyclohexanoic etyl este. Những chất này có thể gây bất lợi cho chất lượng cà phê nếu chúng xuất hiện ở nồng độ cao hơn 1,8, 13,9 và 14 mg/kg −1, tương ứng. Sự phát triển của nấm sợi và độc tố nấm mốc, có thể tạo ra mùi vị khó chịu, cần được kiểm soát bằng việc quản lý quá trình lên men và làm khô.

Sự ảnh hưởng của phương pháp chế biến đến hương vị cà phê

Các vi sinh vật được chọn lọc để phát triển kỹ thuật lên men trong tương lai

Rhizopus oligosporus

Một loại nấm phổ biến được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm lên men như đậu tempeh (đậu nành lên men của Indonesia). Trong quá trình lên men bằng R.oligosporus các enzyme ngoại bào chẳng hạn như protease và các enzyme phân giải polysaccharides chẳng hạn như xylanase, polygalacturonase, cellulase, arabinase, bD-glucosidase, và aD galactosidase được tiết ra. Quá trình lên men cũng phá vỡ một số hợp chất bay hơi, trong khi lên men với R.oligosporus lại cải thiện đáng kể thành phần của các tiền chất hương thơm trong hạt cà phê xanh và các hợp chất này chịu trách nhiệm sản sinh ra các mùi mạnh (pyrazine, thiols, furanones và guaiacols) làm tăng hương thơm đặc trưng của cà phê rang.

Men lactic

Có nhiều loại nấm men tham gia vào quá trình sản xuất cà phê và loại men nào chiếm ưu thế (nghĩa là men ăn tất cả các loại đường có sẵn và sinh sản) sẽ phụ thuộc vào môi trường được tạo ra trong quá trình lên men. Để khuyến khích quá trình lên men lactic các nhà sản xuất sẽ tạo ra một môi trường lý tưởng cho sự phát triển của vi khuẩn lactobacillus (loại được sử dụng trong sản xuất sữa) tạo ra axit lactic. Đối với quá trình lên men lactic sẽ phải chọn những quả cà phê chín hoàn hảo với hàm lượng đường cao nhất có thể sau đó đặt vào môi trường kỵ khí như bể hoặc thùng kín, trong suốt quá trình lên men đó sẽ phải theo dõi và kiểm soát cẩn thận nhiệt độ, nồng độ pH và lượng oxy để đạt điều kiện thích hợp cho vi khuẩn lactobacillus phát triển và chiếm ưu thế trong quá trình lên men. Lên men lactic có thể được sử dụng cho cả phương pháp tự nhiên và chế biến ướt với các thuật ngữ như “lactic washed” và lactic natural”. Phương pháp chế biến này thường tạo ra hương vị ngọt ngào, hương trái cây, vani mềm mượt như kem, cũng có thể tạo ra các tầng hương phức tạp hơn.

Saccharomyces cerevisiae

Saccharomyces cerevisiae là loại nấm men được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành công nghệ thực phẩm như lên men bánh mì, bia, rượu và một số loại đồ uống có cồn. Là loài sinh vật thuộc chi saccharomyces, lớp ascomycetes, ngành nấm, hình thái tế bào nấm men này có dạng hình cầu hoặc hình trứng, S.cerevisiae là loài nấm men có mặt tự nhiên trong quả cà phê.  Sự phát triển của nấm men phụ thuộc vào nồng độ cơ chất, áp suất thẩm thấu, nhiệt độ và pH môi trường.
– Áp suất thẩm thấu sẽ phụ thuộc vào hàm lượng đường và các chất hòa tan khác có trong môi trường lên men. Khi nồng độ cơ chất cao kéo theo áp suất thẩm thấu cũng cao thì sự tích tụ nấm men càng nhanh. Tuy nhiên nếu áp suất thẩm thấu quá cao sẽ xảy ra hiện tượng co nguyên sinh chất của tế bào.
– Nhiệt độ tối ưu cho sự sinh trưởng và phát triển của nấm men S.cerevisiae trong khoảng 25-30 độ C. Khi nhiệt độ giảm tốc độ phát triển sinh khối của nấm men giảm dần và hoàn toàn bị ức chế dưới 5 độ C; Khi nhiệt độ quá cao sinh trưởng của nấm men cũng bị ức chế và nấm men sẽ bị chết khi nhiệt độ trên 60 độ C.
– pH của môi trường: độ pH phù hợp cho nấm men phát triển là trong khoảng 4-5, pH<2 hoặc >7,5 thì nấm men sẽ bị ức chế và ngừng phát triển.
Trong phương pháp chế biến khô: Giai đoạn đầu khi quả cà phê còn độ ẩm cao và chất nhầy có hàm lượng đường tốt là môi trường thích hợp cho vi sinh vật phát triển, lên men, đặc biệt là các vi khuẩn gây bệnh và các loại nấm độc tố mycotoxin. Do vậy bổ sung nấm S.cerevisiae vào giai đoạn này sẽ hạn chế được sự phát triển của các vi sinh vật gây hại và tạo nên một số tiền chất hương vị cho cà phê.

Trong phương pháp chế biến ướt: Có giai đoạn lên men để tách lớp nhớt, sử dụng nấm men ở giai đoạn này để hỗ trợ cho quá trình lên men được nhanh và hiệu quả hơn. Cà phê sau khi đưa qua máy xát bỏ lớp vỏ thu được hạt còn dính chất nhầy, tiếp theo cà phê được cho vào thùng hoặc bể ủ lên men để tách nhớt, nấm S.cerevisiae được bổ sung vào ở giai đoạn này với tỷ lệ 1g nấm men ( 10⁹-10¹¹ CFU/g)/1kg cà phê thóc ướt và trộn đều. Tuy nhiên trước khi bổ sung vào hạt nấm men phải được hoạt hóa trong nước ở nhiệt độ 37^oC trong 20 phút. Thời gian lên men có thể diễn ra từ 12 – 14 giờ, cần thường xuyên kiểm tra mức độ sạch của lớp nhớt để quyết định thời gian kết thúc và rửa cà phê.

Kết luận

Như vậy, trong bất kỳ phương pháp chế biến nào đều có sự xuất hiện của quá trình lên men và chúng rất quan trọng trong chế biến cà phê, không chỉ để loại bỏ chất nhầy mà còn tạo ra các đặc tính cảm quan cần thiết nếu được kiểm soát tốt. Tuy nhiên, chúng có một nhược điểm là nếu quá trình lên men quá thời gian khuyến cáo thì vi sinh vật cũng có thể làm giảm chất lượng do tạo ra mùi vị lạ và các đặc tính không mong muốn. Việc sử dụng tiềm năng của các vi sinh vật trong thực phẩm lên men vẫn chưa được nghiên cứu rõ ràng và cần được nghiên cứu thêm.  

Nguồn tham khảo

• Hui, Y. H. (2004). Handbook of vegetable preservation and processing. New York: M. Dekker. p. 180. ISBN 978-0-8247-4301-7. OCLC 52942889.
• Pasteur, Louis. “Physiological Theory of Fermentation”. Fordham University. Retrieved March 13, 2014 .
• Fiachson, Ref. “Fermentation theory and practice”. Viking food guy. Retrieved March 13, 2014 .
• C. F. Silva, L. R. Batista, L. M. Abreu, E. S. Dias, and R. F. Schwan, “Succession of bacterial and fungal communities during natural coffee (Coffea arabica) fermentation,” Food Microbiology, vol. 25, no. 8, pp. 951–957, 2008.
• S. Avallone, J. M. Brillouet, B. Guyot, E. Olguin, and J. P. Guiraud, “Involvement of pectolytic microorganisms in coffee fermentation,” International Journal of Food Science and Technology, vol. 37, no. 2, pp. 191–198, 2002.
• Castro R, Marraccini P. Cytology, biochemistry and molecular changes during coffee fruit development. Brazilian Journal of Plant Physiology. 2006;18:175–199
• Belitz HD, Grosch W, Schieberle P. Coffee, tea, cocoa. In: Belitz HD, Grosch W, Schieberle P, editors. Food Chemistry. 4th ed. Leipzig: Springer; 2009. pp. 938–951
• C. F. Silva, D. M. Vilela, C. de Souza Cordeiro, W. F. Duarte, D. R. Dias, and R. F. Schwan, “Evaluation of a potential starter culture for enhance quality of coffee fermentation,” World Journal of Microbiology and Biotechnology, vol. 29, no. 2, pp. 235–247, 2013.
• G. V. M. Pereira, V. T. Soccol, A. Pandey et al., “Isolation, selection and evaluation of yeasts for use in fermentation of coffee beans by the wet process,” International Journal of Food and Microbiology, vol. 188, pp. 60–66, 2014.
• C. F. Silva, R. F. Schwan, E. S. Dias, and A. E. Wheals, “Microbial diversity during maturation and natural processing of coffee cherries of Coffea arabica in Brazil,” International Journal of Food and Microbiology, vol. 60, pp. 251–260, 2000.
• M. P. Coughlan and F. Mayer, “The cellulose-decomposing bacteria and their enzymes systems,” in The Prokaryotes, pp. 460–516, Springer, Berlin, Germany, 1991.
• R. Tressi, “Formation of flavor components in roasted coffee,” in Thermal Generation of Aromas, pp. 285–301, ACS, Washington, DC, USA, 1989.
• A. Farah, A. C. Monteiro, V. Calado, A. S. Franca, and L. C. Trugo, “Correlation between cup quality and chemical attributes of Brazilian coffee,” Food Chemistry, vol. 98, no. 2, pp. 373–380, 2006.
• W. B. Sunarharum, D. J. Williams, and H. E. Smyth, “Complexity of coffee flavor: a compositional and sensory perspective,” Food Research International, vol. 62, pp. 315–325, 2014.
• Lê Ngọc Tú, Nguyễn Chức, 1992. Men và Công nghệ thực phẩm. Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật.
• Evangelista , S. , Silva , C. , Miguel , M. , Cordeiro , C. , Pinheiro , A. , Duarte , W. and Schwan , R. , 2014. Improvement of coffee beverage quality by using selected yeasts strains during the fermentation in dry process. Food Research International, 61, pp.183-195.
• Haile , M. and Kang , W. , 2019. The Role of Microbes in Coffee Fermentation and Their Impact on Coffee Quality .  Journal of Food Quality , 2019, pp .1-6.
• Berthiot , L. , Ortiz – Julien , A. , Ortiz – Julien , N. , Vidal , F. and Fundira , M. , 2018. Effects of Selected Saccharomyces cerevisiae Yeast Inoculation on Coffee Fermentation and Quality .  International Congress on Cocoa Coffee and Tea.
• Silva , C. F. , Schwan , R. F , Dias , E. S. , and Wheals , A. E. , 2000. ” Microbial diversity during maturation and natural processing of coffee cherries of Coffea arabica in Brazil , ” International Journal of Food and Microbiology , vol .  60 , pp .  251-260 , 2000.