سفر قهوه از مزرعه تا فنجان سفر پیچیده و جذابی است که هرکدام از مراحل این سفر می‌تواند در طعم نهایی قهوه‌ای که می‌نوشیم مؤثر باشد. یکی از این مراحل فرآوری و پردازش قهوه است که در شکل‌گیری طعم نهایی قهوه اهمیت ویژه‌ای دارد. این مقاله به یافته‌های تحقیقات چهارساله، سوفیا جی یوآن ژانگ و فلوریس دی برایان می‌پردازد که در یک همکاری تحقیقاتی و باهدف درک بهتر تأثیرات پردازش قهوه و فرآوری آن بر کیفیت قهوه در نقاط مختلف را انجام دادند. این پژوهش که با همکاری دانشگاه وریژ بلژیک و مرکز تحقیقات نستله سوئیس انجام شده است سعی می‌کند تا با بررسی انواع قهوه در نقاط مختلف و همچنین روش‌های فرآوری قهوه به درک و بینش بیشتری نسبت به این فرآیند برسد.
این مسیر سفری است از میوه‌ها، گیلاس قهوه، دانه‌های قهوه سبز، دانه‌های رست شده و در آخر فنجان قهوه. مسیری که تلاش‌های بسیاری برای آن شده است و هرکدام از بخش‌های این مسیر به‌هم‌پیوسته دشواری‌های خاص خود را دارد که بر طعم نهایی قهوه مؤثرند.
کیفیت قهوه معمولاً در سطح دانه‌های قهوه سبز و فنجان دم‌آوری شده قهوه ارزیابی می‌شود. ازآنجایی‌که دانه‌های قهوه سبز تمام پیش سازهای طعمی را در درون خود دارد، کیفیت آن‌ها نیز، ارتباط نزدیکی باکیفیت فنجان نهایی قهوه دارد.
افزایش کیفیت و پردازش قهوه
اما وقتی کسی به فکر افزایش کیفیت قهوه است، نقش پردازش قهوه و فرآوری پس از برداشت را نمی‌تواند نادیده بگیرد. هدف اصلی از پردازش و یا فرآوری قهوه، برداشتن لایه‌های بیرونی گیلاس‌های قهوه و تبدیل آن به دانه‌های خشک و پایدار حامل پیش سازهای طعمی –یعنی قهوه سبز- است.
روش‌های متداول برای دستیابی به این امر، فرآوری قهوه به روش‌های مرطوب و خشک است که تاریخچه آن به تولد صنعت قهوه باز می‌گردد. بااین‌حال، روش‌های ترکیبی و جدید پردازش قهوه همچون فرآوری عسلی و یا تخمیر بی‌هوازی –محدود کردن یا عدم وجود اکسیژن در طی تخمیر- نیز، در نقاط مختلف تولید قهوه مرسوم شده است که محبوبیت خوبی را در بین فعالان این صنعت دارد.
نوآوری در فرآوری قهوه در بین تولیدکنندگان پیشرو و شواهد تجربی به‌دست‌آمده از این روش‌ها به‌خوبی این امر را اثبات می‌کند که روش‌های فرآوری در کیفیت و طعم قهوه تأثیر مستقیم دارد، اما برای رسیدن به چگونگی این امر راه درازی را در پیش داریم.
دو پدیده اصلی در پردازش و فرآوری قهوه نقش دارند، نخست، فعالیت‌های میکروبی در محیط فرآوری و دوم، متابولیسم دانه قهوه . ویژگی پویایی پردازش، در مصرف مداوم مواد مغذی و تولید مواد توسط میکروارگانیسم‌ها و همچنین تغییر مجدد و مداوم مشخصات متابولیکی بذر قهوه –یعنی مشخصات غلظت بسیاری از مواد مختلف در دانه لوبیای قهوه- نهفته است. این پیچیدگی در مراحل چندگانه یک روش واحد پردازش به طور مستقیم به عوامل مختلفی همچون دما، تنوع قهوه و تجهیزات پردازش بستگی دارد.
میکروارگانیک‌ها تقریباً هم در محیط و هم در اکوسیستم پردازش قهوه و متابولیسم دانه قهوه وجود دارند. ازآنجاکه میکروارگانیسم‌ها در تخمیر سایر مواد غذایی نقشی اساسی دارند، جای تعجب نیست که در هنگام پردازش قهوه نیز نقش و عملکردی مهم را ایفا کنند. میکروارگانیسم‌ها پیش از شروع پردازش و فرآوری در گیلاس قهوه وجود دارند.
با پیشرفت پردازش، این میکروارگانیسم‌ها – به‌خصوص باکتری‌های اسید لاکتیک-بر روی مواد گیاهی سرشار از مواد مغذی همچون پالپ رشد می‌کنند و در مرحله تخمیر، آزاد می‌شوند.
میکروارگانیسم‌ها، متابولیت‌های را که از مواد مغذی گیاه تولید شده‌اند در محیط فرآوری جمع می‌کنند و به این مرحله میکروبیولوژیست‌ها، تخمیر می‌گویند. گفتنی است، تخمیر در قسمت‌های مختلف متابولیسم دانه قهوه و در هنگام پردازش و فرآوری مرطوب و خشک اتفاق می‌افتد. در فرآوری مرطوب، تخمیر در آب فرآوری اتفاق می‌افتد؛ درحالی‌که در هنگام فرآوری خشک، عمل تخمیر در لایه‌های خارجی گیلاس قهوه رخ می‌دهد.
جالب اینجاست که برخی از متابولیت‌های تولیدشده، هنگام تخمیر بر روی سطوح لوبیاهای قهوه باقی می‌مانند و حتی می‌توانند در کل فرآیند زنده بمانند. به‌این‌ترتیب، آن‌ها به‌عنوان امضای میکروبی بر روی دانه‌های قهوه سبز می‌مانند و این پدیده را «اثر تخمیر» می‌نامند.
شکل: رویکرد چندوجهی از رمزگشایی سفر قهوه از گیلاس تا فنجان، ازجمله روش‌های متابولیک (بالا) و میکروبیولوژیکی (پایین) برای مشخص شدن اکوسیستم پردازش قهوه و همچنین ارزیابی‌های حسی قهوه دم‌آوری شده.
متابولیسم دانه قهوه و لوبیای قهوه
به‌طور هم‌زمان، لوبیای قهوه همچون موجودی زنده با محیط در حال تعامل و واکنش است و چون یک موجود زنده در طول پردازش ازنظر متابولیکی فعال خواهد بود. دانه‌های قهوه، بذرهای میانی محسوب می‌شود که به آن‌ها این امکان را می‌دهد تا در اثر رطوبت پایین نیز، نسبت به عوامل مختلف تنش محیطی خارجی واکنش نشان دهند و ترکیب متابولیت آن‌ها دچار تغییر شود که این شامل عناصری پویا همچون کربوهیدرات‌ها، اسیدهای آمینه و اسیدهای آلی مجود دردانه قهوه است.
در این میان دو عامل استرس در زنجیره فرآوری قهوه عبارت‌اند از: هیپوکسی یا فقدان اکسیژن در هنگام غوطه‌وری در زیر آب و «تنش خشکی» یا کمبود آب هنگام خشک شدن. در حین پردازش و فرآوری مرطوب، دانه های قهوه هم هیپوکسی و هم تنش خشکی را تجربه می‌کنند، درحالی‌که هنگام پردازش خشک، لوبیای قهوه تحت تنش خشکی طولانی‌مدت قرار دارد و این از وجوه تمایزی است میان قهوه‌های شسته شده و طبیعی؛ بنابراین، هنگامی‌که ما در مورد تأثیر پردازش و فرآوری قهوه بر روی طعم آن صحبت می‌کنیم، تنها در مورد ایجاد طعم‌های تخمیر شده که در خارج از لوبیای قهوه فرآوری شده وجود دارد، صحبت نمی‌کنیم، بلکه ما همچنین در مورد تغییرات اساسی در ترکیب سوخت‌وساز سخن می‌گوییم.
در شرایط مختلف پردازش، میکروبیولوژیک و متابولیسم بذر قهوه هر دو بر پروفایل دانه‌های قهوه و همچنین بر کیفیت نهایی فنجان، تأثیرگذارند. در اینجا، ما به‌طور خلاصه تأثیر سه پارامتر خاص در پردازش مرطوب را که به‌صورت گسترده موردمطالعه قرار گرفته‌اند را در نظر می‌گیریم: 1. پارامتر طول مدت اثر تخمیر 2. آسیب‌دیدگی گیلاس قهوه به‌صورت مکانیکی و 3. خیس شدن و یا نشدن لوبیای قهوه بعد از تخمیر و شست‌وشو.
بااین‌حال قبل از شروع، لازم است تا به وضوح برخی از اصطلاحات مورداستفاده در پردازش و فرآوری قهوه توضیح داده شود.
در طی فرآوری مرطوب، خمیر گیلاس‌های تازه قهوه از آن خارج و دفع می‌شود و در زیرآب (تخمیر) فرو می‌رود. پس‌ازآن مخزن تخمیر تخلیه می‌شود و لوبیاهای تخمیر شده قهوه با آب تمیز شسته می‌شوند تا هرگونه ضایعات باقی‌مانده شسته و از بین برود.
پس از شست‌وشو یا خیساندن، لوبیای قهوه در مرحله خشکاندن، کاملاً خشک می‌شود. یکی از تغییرات تخمیر کلاسیک این است که مخاط را به‌صورت مکانیکی از طریق دستگاه‌های چربی زدایی –در محفظه‌ای که دو درام چرخشی، لوبیاها را فشرده می‌کنند تا بخش بزرگی از مخاط را به‌صورت مکانیکی خرد کنند- از بین می‌برند. این همان مرحله‌ای است که ما به‌عنوان فرآیند تخلیه تعریف می‌کنیم.
طول مدت تخمیر تأثیر قابل‌توجهی بر کیفیت قهوه دارد. درحالی‌که اعتقاد بر این است که یک تخمیر طولانی موجب کاهش کیفیت قهوه می‌شود، درصورتی‌که با کنترل دقیق، می‌تواند اثرات مثبت و حتی مطلوبی نیز، داشته باشد.
پردازش بهداشتی قهوه
در شرایط پردازش بهداشتی، به‌ویژه مخزن تخمیر و کانال شست‌وشو؛ تخمیر طولانی‌مدت، زمان بیشتری را برای فعالیت‌های میکروبی مطلوب فراهم می‌کند و منجر به اثر بیشتر تخمیر بر روی دانه‌های قهوه می‌شود. این اثر تخمیر بر روی دانه‌های قهوه سبز ماندگار است و موجب غلظت بالای متابولیک‌های میکروبی مانند اسیدلاکتیک و مانیتول ها و ترکیبات آلی فرار گل‌ها و یا میوه‌ها در طعم نهایی قهوه می‌شود.
از سوی دیگر، مدت طولانی تخمیر نقش هیپوکسی را از طریق متابولیسم لوبیای درون‌زا تقویت کرده و بر غلظت کربوهیدرات‌های ساده همانند گلوکز و فروکتوز، اسیدهای آمینه همچون اسید آسکارتیک و آلانین و اسیدهای آلی مانند سوکسینیک اسید، می‌افزاید. گفتنی است این ترکیبات به‌عنوان پیشروهای اصلی در یک سلسله واکنش‌های شیمیایی در مرحله رست یا برشته کاری عمل می‌کنند که در واکنش میلارد و تولید طعم نهایی قهوه بسیار تأثیرگذار هستند. پس نتیجه می‌گیریم که تخمیر طولانی‌تر موجب تقویت طعم مزه‌های میوه‌ای درون فنجان قهوه می‌شود.
برخلاف عواملی که در بالا ذکر شد؛ کاربرد شستشو و خیساندن «اثر تخمیر» را کاهش می‌دهند. با عدم خیساندن و یا حتی کاهش میزان شست‌وشو، متابولیت‌های گران‌بهای انباشته‌شده هنگام تخمیر، بر روی دانه‌های قهوه سبز تا حد بالایی حفظ می‌شوند و بادی قهوه را افزایش می‌دهند؛ اما اگر به هر دلیلی نتوان میزان تخمیر را به‌خوبی مشخص کرد، خیساندن می‌تواند متابولیت‌های نامطلوب را که در طول تخمیر ایجاد شده‌اند را از بین ببرد و وسیله‌ای برای کنترل طعم‌دهنده‌های خارجی قهوه، باشد.
انواع مختلف قهوه، تغییرات متفاوتی در متابولیت و مخاط و پالپ گیلاس قهوه تازه از خود نشان می‌دهند و به‌عنوان تأمین‌کننده اصلی مواد مغذی برای میکروارگانیسم‌ها، تفاوت ترکیبی در قهوه‌ها بر میزان متغیر تخمیر تأثیرگذار است. به‌طور مثال گیلاس قهوه تایپیکا که در آمریکای لاتین کشت می‌شود دارای یک‌لایه مزوکارپ یا پوسته میانی آبدار است که ازنظر مواد مغذی، غنی‌تر از گونه آسیایی کاتیمور است.
در فرآیند متغیر تخمیر این مواد مغذی در ترکیب با عوامل خارجی مانند دمای محیط محلی، بر پروفایل PH یا اسیدیته، پویایی جامعه میکروبی و ترکیبات متابولیت در حین تخمیر تأثیر مستقیم دارد. بر همین اساس، در متغیر تخمیر مهم است تا هنگام ارزیابی اثرات احتمالی روش‌های پردازش و فرآوری قهوه به نوع دان قهوه نیز توجه کنیم.
شکل: پردازش قهوه پس از برداشت شامل چندین فعالیت پویا و درهم‌تنیده است که به‌طور عمده شامل فعالیت‌های میکروبی و متابولیسم لوبیای سبز درون‌زا است (سمت چپ).
تغییر در روش های پردازش
تعویض در روش‌های پردازش یا تغییر پارامترهای پردازش می‌تواند ترکیبات لوبیای سبز قهوه را در مشخصات حسی فنجان دم‌شده، تغییر دهد. میزان تأثیرات آن بر کیفیت نهایی قهوه بستگی به پارامترهای تغییریافته و شرایط پردازش دارد (سمت راست)
ما اعتقاد داریم که این تنوع، از نقاط قوت قهوه است، زیرا این بدان معناست که تعداد زیادی از فاکتورهای فوق باید مورد بررسی و ارزیابی دقیق قرار بگیرند و این تنوع در زنجیره ارزش قهوه، هنر و صنعت را در هم می‌آمیزد تا این مسیر سبز به یک فنجان قهوه بسیار خوب ختم شود.
سوفیا جی یوآن ژانگ یک شیمیدان علاقه‌مند به قهوه است که در مزارع قهوه در سراسر دنیا تحقیق و پژوهش کرده است تا ارتباط بین پردازش و فرآوری قهوه و متغیر تخمیر را با کیفیت نهایی قهوه درک کند و فلوریس دی برایان یک میکروب‌شناس است که علاقه‌مند به تخمیر مواد غذایی است و هم‌اکنون در حال تحقیق بر اکوسیستم میکروبی متغیر تخمیر قهوه برای دوره دکترای خود است و هر دو هم‌اکنون برای مرکز تحقیقات نستله در سویس کار می‌کنند و این مقاله ترجمه‌ای از آخرین نتایج تحقیقات این دو دانشمند بر روی اثر تخمیر در پردازش و فرآوری قهوه است.