乳酸菌如何帮助咖啡发酵？在发酵过程中添加微生物属于增味吗？
发表于 2022-06-20 16:37浏览量：578
如果有一种技术可以引领咖啡产业进入新一波浪潮，那么现代食品发酵必然是强有力的候选之一。
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许多新兴咖啡庄园可以凭借更先进的处理技术，减少在传统意义上对地理环境的依赖。而对于久负盛名，根基深厚的庄园来说，精研发酵技术不仅仅是追赶风味潮流，更重要的考量是提高咖啡发酵的可控性，维护自己的产业地位。
然而，对于消费者而言，现代发酵技术在不断渗透咖啡处理过程的同时，却似乎出现了认知更新不及技术应用与信息传播速度的情况，因而产生了相当多关于处理法中传统与新兴、天然与雕饰、以及真实与虚假等一系列讨论。其中，「增味咖啡」的话题更是引发了从业人员、咖啡爱好者以及相关科研人员的广泛关注。
一个流传相当广泛的说法是：增味是为了掩盖咖啡原本相对普通，甚至是不好的感官属性。同时，不少人也担心增味咖啡会给身体带来未知的隐忧。但就整个食品科学领域而言，通过特定技术调整与改善食品的感官属性和对人体的影响一直是食品科学家们的追求。
以乳酸菌（Lactic acid bacteria）发酵为例，这项技术已经有上千年的历史。科学家们不断优化并将它应用到新领域的原因之一，就是因为它对一些食品的生产有价值。
那么，乳酸菌如何帮助咖啡发酵？在发酵过程中添加微生物属于增味吗？我们可以用什么方式对待增味咖啡呢？
乳酸菌如何帮助咖啡发酵？
乳酸菌以其能在代谢中产生乳酸而得名。作为一类兼性厌氧菌，它在发酵中消耗葡萄糖50％以上，产生乳酸与革兰氏阳性菌，不形成芽孢，不运动或极少运动，是过氧化氢酶阴性的细菌。乳酸菌在自然界中种类多，分布广。目前自然界已发现的这类菌在细菌分类学上划分至少有18个属，共有200多种。除极少数外，其中绝大部分都是人体内必不可少的，且具有重要生理功能的菌群。
乳酸菌之所以常常与食品加工，尤其是食品发酵联系起来，首先源于它可以抑制腐败。乳酸菌普遍耐酸，且某些乳酸菌可以在代谢中产生细菌素，在我国应用较为广泛的是乳酸链球菌肽（Nnisin）。Nisin可以抑制细菌细胞壁中肽聚糖等的生物合成，使细胞膜和磷酯化合物的合成受阻，从而导致细胞内的物质内泄，甚至引起细胞裂解，最终达到抑菌的作用。
其次，乳酸菌在食品发酵中可以产生风味，常用于酸奶、奶酪以及香肠的生产中。近年来随着精品咖啡产业的发展，消费者对风味要求的提高，越来越多咖啡庄园开始尝试用乳酸菌改良发酵过程，并期待产生更加喜人的风味。
危地马拉传统名庄——圣菲丽莎（Santa Felisa）就是其中的代表。许宝霖老师在2017年出版的《寻豆师》中提到圣菲丽莎有8种处理法。庄园每年邀请全球知名杯测师组建杯测团队，从实验批次中选出当年的竞标批次。
以它的2022年私藏竞标为例，竞标批次中的处理法分别有水果浸渍、酿酒酵母蜜处理、醋酸发酵日晒、啤酒酵母日晒、野生酵母日晒以及乳酸菌发酵日晒。
翻查文献可以发现，早在1946年就已经有将乳酸菌应用于咖啡发酵的报道。那么，乳酸菌究竟可以如何帮助咖啡发酵呢？
以往的乳酸菌发酵常见于水洗处理中，因为如上文所言，乳酸菌是一种兼性厌氧菌，只能在无氧或者低氧环境下进行代谢，而在水洗池恰好创造了一个相对厌氧的环境。
咖啡发酵中常见的乳酸菌有四类，分别是Leuconostoaceae，Lactobacillaceae，Streptococcaceae以及Enterococcaceae。这些乳酸菌会以咖啡果肉中的糖作为原料来发酵。
同型发酵乳酸菌会通过Embden–Meyerhoff–Parnas(EMP)，将糖先转化为丙酮酸（pyruvate），再由乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase）转化为乳酸（lactate）。异型发酵乳酸菌则会通过磷酸酮醇酶（phosphoketolase）或磷酸戊糖（pentose phosphate）途径将咖啡果肉中存在的戊糖和己糖分解代谢成多种最终代谢物，包括乳酸，乙酸（acetate）、二氧化碳和乙醇（ethanol）。另外，乳酸菌还可以代谢咖啡果肉中的柠檬酸盐以及分解氨基酸。正是在这一系列的过程中，咖啡果完成了脱胶。
具体到风味影响上，生豆中的乳酸将会改变咖啡的酸质与触感。柠檬酸盐在代谢中会产生2,3-丁二酮（2,3-butanedione）和丙酮（acetoin），两者在恰当浓度下会呈现出黄油的香气。另外，乳酸菌在代谢氨基酸的过程中会产生丙酸乙酯（ethyl propionate）、乙醛（acetaldehyde）、苯乙醇（phenyl ethanol）和苯乙醛（phenylacetaldehyde）等提升咖啡饮品中花果香气的物质。
在巴西的一项研究更是表明，一种筛选出来的植物乳杆菌LPB01能够加速咖啡果肉的酸化过程，可以将发酵时间从24小时缩短到12小时。LPBR01菌株的接种还显著增加了发酵过程中挥发性香气化合物，如乙酸乙酯（ethyl acetate），异丁酸乙酯（ethyl isobutyrate）和乙醛的形成。简言之，选用合适的乳酸菌可以在加速发酵的同时，让咖啡产生更多香气。
增味咖啡，还是高香咖啡？
以乳酸菌为例，梳理了添加微生物对咖啡发酵的影响后，一个有意思的问题就来了：添加乳酸菌来发酵，就会带来酸奶风味吗？这不由得让我想起对咖啡风味来源的另一个问题：将咖啡树种在橘子树旁边就会有橘子风味吗？
显然，这两个问题的答案都是「否」。
如前文所言，在发酵中添加乳酸菌虽然可能提高最终生豆中乳酸的含量，但乳酸通常影响的是酸质，而不是风味。酸奶风味则是嗅觉和味觉的综合感受。从另外一个角度来讲，咖啡中喝到很具象的酸奶风味，和用乳酸菌发酵没有太大联系。
至此，我们已经慢慢接近关于增味咖啡定义中的核心。
如果我们要为「增味咖啡」下定义，那么这定义必须建立在操作主义之上。操作主义是指用可观察的操作来表述的概念定义，而这些操作是可测量的。
这意味着，我们必须是通过一系列的方式并借助工具来对咖啡中的某些特征进行测量，再结合具体的标准来判断这是不是属于增味咖啡。
然而，现在绝大多数对于增味咖啡的定义，停留在现象学上，即只依赖一些主观的观察来分辨增味咖啡。这就「一杆子打倒一船人」，既没有抓住重点，也容易误伤。
我们应当基于当今行业公认的传统处理法——日晒和水洗（尽管水洗的历史相对于日晒还很短），在辨别了它们通常含有的化学成分以及感官表现之后作为标准，再与我们想要定义的「增味咖啡」进行对比，在确定差异性和具体的差异点后，判断是不是属于「增味咖啡」。
如此一来，与其再以「增味咖啡」来称呼，我更倾向以中性的「高香咖啡」来指代，后者仅仅是对结果和事实的描述。毕竟对于咖啡的处理和制作而言，我们还有太多未知。
在这个基础上，对高香咖啡的判别可以分为「熟豆」与「生豆」两个阶段来讨论。
在熟豆阶段，假设判断标准为「差异性超过10%，且不同的化学成分有2种或以上则为高香咖啡」，那么所有符合这个标准的都应该被列为高香咖啡，不管它到底是人为还是天然地加强了香气。这是最基本的定量要求，随着行业的发展应该纳入食品生产的安全规范要求之中。
而如果我们进一步把要求缩紧，考虑生豆阶段有无添加，则是对咖农和烘焙师的道德要求。道德比法规的要求更高。我们无法要求咖啡农公开所有的制程，但我们至少有知道产品成分的权利。
小结：审慎但开放地对待新式咖啡发酵技术
那么，如果添加的不是香精，而是以乳酸菌为代表的微生物呢？
首先，添加这类微生物不会如添加香精一样带来直接、具象的风味。其次，这类微生物可以提高发酵的可控性和咖啡的品质，何乐而不为？
那为什么相对于添加香精，我们更容易接受添加微生物呢？因为前者直接控制了结果，而后者控制的是过程。你或许会奇怪了，可以控制结果还不好吗？
结果控制本身没有问题，学界有大量关于果味速溶咖啡的研究。问题在于，精品咖啡的溢价恰恰源于自然界中的不确定。如果瑰夏风味可以在全世界稳定量产，那它的溢价也会随之降低。
我们不妨设想有一种瑰夏风味菌，可以让风味相对普通的波旁在发酵后产生清晰的瑰夏风味。它和天然瑰夏相比，谁的单价更高？我相信会是后者，即便前者可能因为添加微生物而增加了生产成本。这就好比人工和天然的玉石，后者更大概率符合物以稀为贵的定价规律。
从这个角度而言，添加微生物等的新式发酵技术并不会影响天然高香咖啡的价值。而它既可以让天然高香咖啡的制程更加稳定，又可以提高普通咖啡的品质。
更加值得关注的是发酵技术日新月异的时候，一些从业人员因为各种原因，让咖啡不当发酵从而产生的有害物质，而这些物质或许会被发酵带来的香气所掩饰。
对于作为咖啡消费者的我们而言，已经身处充满香精的现代工业社会，意图摆脱香精并不现实，但我们依然有追求天然风味的自由，而精品咖啡恰巧提供了一种追求的路径。
我们可能在不知不觉中吃过添加了香精的面包，但我们会愿意支付更高的价钱，买一块天然酵母发酵的酸种面包（Sourdough Bread）。但如果我们在吃酸种的时候才发现，它的风味是添加香精而得，相信很多人都无法接受。
技术本身是中性的，是它的使用目的让我们对它产生价值取向。核技术是中性的，它既可以拿来研发核弹，也可以拿来发电。同理，发酵技术是中性的，研发香精也是中性的，是它们的使用目的赋予它们价值取向。
那怎么样才能让受众更加理解技术的使用目的呢？除了更加开诚布公以外别无他法。基于技术中性的前提，结合含混不清的现状，或许只有审慎但开放的态度才可以让我们避免成为待割韭菜的同时，享受风味技术的红利。
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