体外模拟发酵对咖啡理化性质及品质的影响
麝香猫(Viverrazibetha)分布于中国、印尼、孟加拉等国的热带雨林、亚热带常绿阔叶林[1-4],是我国二级重点保护动物,并入选濒危野生动植物种国际贸易公约[5]。成熟咖啡果被麝香猫取食后在胃蛋白酶等的作用下咖啡果皮、果胶质水解,一般固体食物在pH 1.3~1.8的胃部消化3~4 h,随后进入小肠,pH值升至3.5,在胰蛋白酶作用下停留约0.5~1 h,最终到达大肠形成残渣排出,整个过程8~10 h,这样的咖啡便被称作“麝香猫咖啡”或“猫屎咖啡”(Kopi Luwak)。由于其数量稀少,产量极低,风味独特价格不菲。近年来针对猫屎咖啡也有一些研究,MARCONE[6]在麝香猫消化道中发现的酶解过程改变了咖啡豆的化学成分,并能改变咖啡烘焙后的感官品质。MARTINEZ[7]等采用猪胃蛋白酶处理咖啡以改善咖啡的口感,减少咖啡苦味,改善香气和咖啡杯品。佟世生等[8]以云南小粒咖啡去皮鲜果利用胃蛋白酶处理后的咖啡感官评价结果高于未处理组。云南是优质咖啡生长的沃土,贡献着约95%的中国和1%的世界咖啡产量,但多以初级产品出口,技术含量低,高品质技术的咖啡研究相对欠缺。目前国内外已有一些采用咖啡鲜果酶解[9]和发酵[10-11]方式进行体外模拟麝香猫咖啡的研究,但由于咖啡鲜果加工有季节性因素影响,利用干豆复水酶解体外模拟发酵咖啡尚未见报道。此外常规咖啡生产中发酵均为自然露天发酵,给咖啡品质带来了不确定性。本研究以云南阿拉比卡咖啡干豆为原料,经复水利用胃、胰蛋白酶进行体外模拟发酵,结合杯测、理化、风味特征分析,对发酵咖啡品质进行评价,同时对烘焙咖啡理化、风味特征成分与杯测指标间的相关性进行分析。以期为后期益生菌发酵咖啡的创新加工,清洁化、批量化生产提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
云南阿拉比卡种卡蒂姆咖啡(手工精选S17,全水洗处理,2015年保山豆,海拔约1 000 m,年平均气温在18.4~20.0 ℃,年日照2 281~2 453 h,年降雨量1 400~1 700 mm)。120 U/g胃蛋白酶、4 000 U/g胰蛋白酶、牛血清蛋白均为AR级。
1.2 仪器与设备
Brewista 200 mL杯测碗、杯测勺,苏州顺和丰家电科技有限公司;标准生豆、咖啡粉分级筛,台湾琥珀色咖啡研究室;SANTOKER R500F咖啡烘焙机,北京三豆客科技有限公司;HYP-308型消化炉,上海纤检仪器有限公司;KDN-04B型凯氏定氮仪,浙江托普仪器有限公司;F800纤维测定仪,济南海能仪器股份有限公司;METTLER TOLEDO HS153水分测定仪,梅特勒-托利多集团。
1.3 实验方法
1.3.1 不同复水时间对咖啡豆的影响
咖啡生干豆用无菌超纯水浸泡0~18 h。测定吸水率(泡后捞起咖啡吸干水质量/干豆质量),千分尺测量单颗粒豆体体积(长×宽×高),折光仪测定水中可溶性固形物含量(total soluble solids,TSS),pH计测定水pH值。
1.3.2 体外发酵流程
体外模拟发酵液的制备参考《中国药典》[12]配制人工胃液(simulated gastric fluid,SGF)、人工小肠液(simulated intestinal fluid,SIF)、人工结肠液(simulated colon fluid,SCF),流程如下:
复水10 h的咖啡豆→SGF发酵→SIF发酵→SCF发酵→冷冻干燥
将SGF、SIF、SCF分别置于3个自封袋,咖啡豆与发酵液各按料液比4∶1(g∶mL)混合排空,置于37 ℃恒温水浴锅中,依次按SGF、SIF、SCF顺序发酵。发酵总时间为0、2、4、6、8、10 h,总时间中SGF时间∶SIF时间∶SCF时间=4∶1∶0,发酵完毕蒸馏水冲洗1次,冷冻干燥。
1.3.3 咖啡豆的烘焙与杯测
用SANTOKER R500E烘焙机烘焙咖啡豆。气源液化石油气,火力0.5 kPa,风门4,转速60 r/min,入豆温度180~190 ℃,烘焙时间15 min,中深度烘焙(Agtron值控制在60~75,失水率控制在12%~15%)。
采用美国精品咖啡协会评分标准,参考LINGLE[13]的杯测方法,13人参加杯测,杯测指标中一致性、干净度、甜度等级均按每项满分10分给分,平衡性按7.5分给分,不做评测。其他每个小项满分为10分,以6分为起评分,共分为4个级别, 6分为“好”;7分为“非常好”;8分为“优秀”;9分以上为“超凡”。
1.3.4 咖啡基本理化成分分析及数据整理
总灰分测定[14];总膳食纤维测定[15];还原糖测定y= 2(R2=0.993 5)[16];脂肪测定[17];总蛋白质测定[18];多糖测定(蒽酮硫酸比色法)y=18.839x+0.026 1(R2=0.982 5)[19-20];可溶性蛋白质测定(考马斯亮蓝G250)y=0.008x+0.035 7(R2=0.993 8)[21];多酚含量测定(福林酚法)y=1.038 6x+0.033 5(R2=0.984 8)[22-23]均参照文献进行。
文章来源:《食品与发酵工业》 网址: http://www.spyfjgy.cn/qikandaodu/2021/0510/1276.html