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通过控制水分活度来保持生咖啡豆的质量

更新时间:2024-01-22      点击次数:146


国际咖啡市场价值1020亿美元。它包括从冻干速溶咖啡到从特定种植地点精心采购的特色混合物的所有内容。咖啡豆被采摘为咖啡樱桃,然后经过加工以去除肉质樱桃覆盖物,从而生产出生咖啡豆。这些生咖啡豆是咖啡储存和运输的形式。当需要生产咖啡时,生豆被烘烤以制作熟悉的烘焙咖啡豆,这些咖啡豆可以在商店购买或在咖啡馆使用。将烘焙的咖啡豆研磨并冲泡,以生产出熟悉的咖啡。显然,这些步骤中的每一个都有自己的挑战,每个步骤都会影响所生产咖啡的质量。

 

从收获到咖啡生产的整个加工过程中,都会跟踪咖啡质量。最初,生豆和烘焙豆的质量是根据大小和外观直观地完成的,其次是对所生产的咖啡进行最重要的质量测量,这个过程称为杯测。这种杯测过程着眼于风味、回味、酸度、醇度和均匀性等,得分在 1-100 之间,精品咖啡的得分预计为 80 分或更高。不幸的是,发现采购的咖啡豆不能很好地杯化可能为时已晚,因为咖啡豆已经被购买了。最好能够在收获时对青豆本身进行测试,以预测杯测质量。水分活度已被研究为对生咖啡豆的潜在测量,以预测采购咖啡豆的杯测质量。

 

生咖啡中的水分活度理论


水活度被定义为水中水的能量状态。对于生咖啡,水活度的测量方法是将样品中的液相水与密闭腔室顶部空间中的气相水平衡,并使用传感器测量顶部空间中的平衡相对湿度 ERH)。相对湿度可以使用镜面冷凝露点传感器、电阻传感器或电容传感器来确定。AquaLab的仪器,如AquaLab 4TE,利用镜面冷凝露点传感器来测定装有样品的密封室内的ERHERH的变化通过露点的变化来跟踪。这种方法的优点是它非常稳定,并且不会由于传感器的不可逆损伤而导致的不准确读数,这是电阻或电容传感器的一个致命弱点。镜面冷凝露点传感器可以达到最水平高的准确度和精度,无需维护和不频繁的校准。咖啡豆可以整粒测试,也可以通过压碎进行粉碎,在测试时间和可重复性方面具有优势。


生咖啡中的水分活度和杯测质量


跟踪生咖啡豆水分活度的价值与杯测分数没有直接关系。换句话说,相同水分活度的 2 个咖啡豆不一定具有相同的杯测分数,杯测分数也不会随着水分活度的增加或减少而增加可预测的量。因此,一些研究得出的结论是,水分活度不足以证明测试的合理性,依靠水分含量就足够了。这个结论的问题在于,首先,在几乎所有情况下,水分含量分析都比水分活度测试更困难,可靠性也更差。其次,水分活度值与杯测评分没有直接关系,而是提供最佳的储存范围,以避免微生物污染,减缓降解化学反应,保持代谢活性。储存生咖啡豆的推荐最佳水分活度范围为 0.45-0.55 aw。在这个水分活度范围内干燥和储存生咖啡豆不会提高生咖啡豆的杯测质量,而是会保持6-8个月的质量。


生咖啡中的水分活度和微生物生长


使用0.55 aw作为储存生咖啡豆上限的主要原因是为了防止微生物生长。每种微生物在其膜内都有理想的水活性,它们的繁殖和生长能力取决于维持这种水活性。每种微生物都有特独的限制水活度,低于该限度它们就无法生长。


这些生长极限表明,有所病原菌在水分活度低于0.87时停止生长,而常见的腐败酵母菌和霉菌的生长在0.70 aw时停止生长,这被称为实际极限。只有嗜干性和渗透性生物可以在0.70 aw以下生长,所有微生物的生长在水活度低于0.60时停止。霉菌及其伴随的霉菌毒素是生咖啡豆上最有可能的污染物,它们的存在会导致霉味和气味,或者更糟的是,对霉菌毒素的反应。然而,在水活度低于 0.55 时,生咖啡豆不会支持任何微生物的生长,因此证明理想范围低于 0.55 aw 是合理的。


生咖啡中的水分活度和化学稳定性


将生咖啡豆保持在低于 0.55 的水活度的另一个原因是限制潜在有害化学反应的速率。一般来说,随着水活度的增加,反应速率也会增加,但脂质氧化的特独之处在于,在非常低的水活度下,反应速率也会增加。可能导致生咖啡豆降解和保质期结束的反应示例包括美拉德褐变(颜色和风味的变化)、脂质氧化(酸败)和老化。


将生咖啡豆的水分活度保持在 0.55 aw 以下会减慢这些反应的速度,但它们仍然会发生。在给定的水活度和温度下,反应进展到不可接受的程度所需的时间将是产品的保质期。如果确定了这些反应在几种不同储存条件下的速率常数,则可以使用预测模型来估计反应在任何储存条件下进行到不可接受的水平所需的时间。


生咖啡中的水分活度和代谢稳定性


不允许储存的青豆的水分活度降至 0.45 aw 以下的主要原因是为了保持绿籽的活力,包括对保持咖啡预期风味和香气特征至关重要的酶活性。水活度低于 0.45 aw 的生咖啡豆可能会失去活力,导致咖啡烘焙时风味陈化。此外,当水分活度低于 0.45 时,生咖啡豆的表面可能会变得更加坚硬和脆弱,从而导致烘焙准备时研磨性能不佳。


生咖啡豆的理想水活度


与大多数产品一样,生咖啡是按重量出售的,因此在保持安全和稳定的同时,最大限度地提高产品中可能含有的便宜最的成分水的量,将最大限度地提高盈利能力。储存生咖啡豆的理想水分活度范围已经确定,高于或低于此范围将使产品不受欢迎。杯测质量为 88 的生咖啡储存在理想的水分活度范围之外,在短短 1-2 个月内杯测分数会多次下降。因此,在确保质量的同时最大限度地提高盈利能力的关键是确保生咖啡豆的水分活度在 0.45-0.55 aw 范围内。

 


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