咖啡發酵撥開增味迷霧

如果有一種技術可以引領咖啡產業進入新一波浪潮,那麼現代食品發酵必然是強有力的候選之一。許多新興咖啡莊園可以憑藉更先進的處理技術,減少在傳統意義上對地理環境的依賴。而對於久負盛名,根基深厚的莊園來說,精研發酵技術不僅僅是追趕風味潮流,更重要的考量是提高咖啡發酵的可控性,維護自己的產業地位。然而,對於消費者而言,現代發酵技術在不斷滲透咖啡處理過程的同時,卻似乎出現了認知更新不及技術應用與信息傳播速度的情況,因而產生了相當多關於處理法中傳統與新興、天然與雕飾、以及真實與虛假等一系列討論。其中,「增味咖啡」的話題更是引發了從業人員、咖啡愛好者以及相關科研人員的廣泛關注。

一個流傳相當廣泛的說法是:增味是為了掩蓋咖啡原本相對普通,甚至是不好的感官屬性。同時,不少人也擔心增味咖啡會給身體帶來未知的隱憂。但就整個食品科學領域而言,通過特定技術調整與改善食品的感官屬性和對人體的影響一直是食品科學家們的追求。以乳酸菌(Lactic acid bacteria)發酵為例,這項技術已經有上千年的歷史。科學家們不斷優化並將它應用到新領域的原因之一,就是因為它對一些食品的生產有價值。那麼,乳酸菌如何幫助咖啡發酵?在發酵過程中添加微生物屬於增味嗎?我們可以用什麼方式對待增味咖啡呢?

乳酸菌如何幫助咖啡發酵?

乳酸菌以其能在代謝中產生乳酸而得名。作為一類兼性厭氧菌,它在發酵中消耗葡萄糖50%以上,產生乳酸與革蘭氏陽性菌,不形成芽孢,不運動或極少運動,是過氧化氫酶陰性的細菌。乳酸菌在自然界中種類多,分佈廣。目前自然界已發現的這類菌在細菌分類學上劃分至少有18 個屬,共有200 多種。除極少數外,其中絕大部分都是人體內必不可少的,且具有重要生理功能的菌群。乳酸菌之所以常常與食品加工,尤其是食品發酵聯繫起來,首先源於它可以抑制腐敗。乳酸菌普遍耐酸,且某些乳酸菌可以在代謝中產生細菌素,在我國應用較為廣泛的是乳酸鏈球菌肽(Nnisin)。Nisin可以抑制細菌細胞壁中肽聚醣等的生物合成,使細胞膜和磷酯化合物的合成受阻,從而導致細胞內的物質內洩,甚至引起細胞裂解,最終達到抑菌的作用。
其次,乳酸菌在食品發酵中可以產生風味,常用於酸奶、奶酪以及香腸的生產中。近年來隨著精品咖啡產業的發展,消費者對風味要求的提高,越來越多咖啡莊園開始嘗試用乳酸菌改良發酵過程,並期待產生更加喜人的風味。危地馬拉傳統名莊——聖菲麗莎(Santa Felisa)就是其中的代表。許寶霖老師在2017年出版的《尋豆師》中提到聖菲麗莎有8種處理法。莊園每年邀請全球知名杯測師組建杯測團隊,從實驗批次中選出當年的競標批次。以它的2022年私藏競標為例,競標批次中的處理法分別有水果浸漬、釀酒酵母蜜處理、醋酸發酵日曬、啤酒酵母日曬、野生酵母日曬以及乳酸菌發酵日曬。

翻查文獻可以發現,早在1946年就已經有將乳酸菌應用於咖啡發酵的報導。那麼,乳酸菌究竟可以如何幫助咖啡發酵呢?

以往的乳酸菌發酵常見於水洗處理中,因為如上文所言,乳酸菌是一種兼性厭氧菌,只能在無氧或者低氧環境下進行代謝,水洗池恰好創造了相對厭氧的環境。咖啡發酵常見乳酸菌有四類,分別是Leuconostoaceae,Lactobacillaceae,Streptococcaceae以及Enterococcaceae。這些乳酸菌會以咖啡果肉中的糖作為原料來發酵。
同型發酵乳酸菌會通過Embden–Meyerhoff–Parnas (EMP),將糖先轉化為丙酮酸(pyruvate),再由乳酸脫氫酶(lactate dehydrogenase)轉化為乳酸(lactate)。異型發酵乳酸菌則會通過磷酸酮醇酶(phosphoketolase)或磷酸戊糖(pentose phosphate)途徑將咖啡果肉中存在的戊糖和己糖分解代謝成多種最終代謝物,包括乳酸,乙酸(acetate)、二氧化碳和乙醇(ethanol)。另外,乳酸菌還可以代謝咖啡果肉中的檸檬酸鹽以及分解氨基酸。正是在這一系列的過程中,咖啡果完成了脫膠。
具體到風味影響上,生豆中的乳酸將會改變咖啡的酸質與觸感。檸檬酸鹽在代謝中會產生2,3-丁二酮(2,3-butanedione)和丙酮(acetoin),兩者在恰當濃度下會呈現出黃油的香氣。另外,乳酸菌在代謝氨基酸的過程中會產生丙酸乙酯(ethyl propionate)、乙醛(acetaldehyde)、苯乙醇(phenyl ethanol)和苯乙醛(phenylacetaldehyde)等提升咖啡飲品中花果香氣的物質。在巴西的一項研究更是表明,一種篩選出來的植物乳桿菌LPB01能夠加速咖啡果肉的酸化過程,可以將發酵時間從24小時縮短到12小時。LPBR01菌株的接種還顯著增加了發酵過程中揮發性香氣化合物,如乙酸乙酯(ethyl acetate),異丁酸乙酯(ethyl isobutyrate)和乙醛的形成。簡言之,選用合適的乳酸菌可以在加速發酵的同時,讓咖啡產生更多香氣。

增味咖啡,還是高香咖啡?

以乳酸菌為例,梳理了添加微生物對咖啡發酵的影響後,一個有意思的問題就來了:添加乳酸菌來發酵,就會帶來酸奶風味嗎?這不由得讓我想起對咖啡風味來源的另一個問題:將咖啡樹種在橘子樹旁邊就會有橘子風味嗎?顯然,這兩個問題的答案都是「否」。如前文所言,在發酵中添加乳酸菌雖然可能提高最終生豆中乳酸的含量,但乳酸通常影響的是酸質,而不是風味。酸奶風味則是嗅覺和味覺的綜合感受。從另外一個角度來講,咖啡中喝到很具象的酸奶風味,和用乳酸菌發酵沒有太大聯繫。至此,我們已經慢慢接近關於增味咖啡定義中的核心。

如果我們要為「增味咖啡」下定義,那麼這定義必須建立在操作主義之上。操作主義是指用可觀察的操作來表述的概念定義,而這些操作是可測量的。這意味著,我們必須是通過一系列的方式並藉助工具來對咖啡中的某些特徵進行測量,再結合具體的標準來判斷這是不是屬於增味咖啡。然而,現在絕大多數對於增味咖啡的定義,停留在現象學上,即只依賴一些主觀的觀察來分辨增味咖啡。這就「一桿子打倒一船人」,既沒有抓住重點,也容易誤傷。

我們應當基於當今行業公認的傳統處理法——日曬和水洗(儘管水洗的歷史相對於日曬還很短),在辨別了它們通常含有的化學成分以及感官表現之後作為標準,再與我們想要定義的「增味咖啡」進行對比,在確定差異性和具體的差異點後,判斷是不是屬於「增味咖啡」。如此一來,與其再以「增味咖啡」來稱呼,我更傾向以中性的「高香咖啡」來指代,後者僅僅是對結果和事實的描述。畢竟對於咖啡的處理和製作而言,我們還有太多未知。在這個基礎上,對高香咖啡的判別可以分為「熟豆」與「生豆」兩個階段來討論。

在熟豆階段,假設判斷標準為「差異性超過10%,且不同的化學成分有2種或以上則為高香咖啡」,那麼所有符合這個標準的都應該被列為高香咖啡,不管它到底是人為還是天然地加強了香氣。這是最基本的定量要求,隨著行業的發展應該納入食品生產的安全規範要求之中。而如果我們進一步把要求縮緊,考慮生豆階段有無添加,則是對咖農和烘焙師的道德要求。道德比法規的要求更高。我們無法要求咖啡農公開所有的製程,但我們至少有知道產品成分的權利。

小結:審慎但開放地對待新式咖啡發酵技術

那麼,如果添加的不是香精,而是以乳酸菌為代表的微生物呢?首先,添加這類微生物不會如添加香精一樣帶來直接、具象的風味。其次,這類微生物可以提高發酵的可控性和咖啡的品質,何樂而不為?那為什麼相對於添加香精,我們更容易接受添加微生物呢?因為前者直接控制了結果,而後者控制的是過程。你或許會奇怪了,可以控制結果還不好嗎?結果控製本身沒有問題,學界有大量關於果味速溶咖啡的研究。問題在於,精品咖啡的溢價恰恰源於自然界中的不確定。如果瑰夏風味可以在全世界穩定量產,那它的溢價也會隨之降低。

我們不妨設想有一種瑰夏風味菌,可以讓風味相對普通的波旁在發酵後產生清晰的瑰夏風味。它和天然瑰夏相比,誰的單價更高?我相信會是後者,即便前者可能因為添加微生物而增加了生產成本。這就好比人工和天然的玉石,後者更大概率符合物以稀為貴的定價規律。從這個角度而言,添加微生物等的新式發酵技術並不會影響天然高香咖啡的價值。而它既可以讓天然高香咖啡的製程更加穩定,又可以提高普通咖啡的品質。更加值得關注的是發酵技術日新月異的時候,一些從業人員因為各種原因,讓咖啡不當發酵從而產生的有害物質,而這些物質或許會被發酵帶來的香氣所掩飾。

對於作為咖啡消費者的我們而言,已經身處充滿香精的現代工業社會,意圖擺脫香精並不現實,但我們依然有追求天然風味的自由,而精品咖啡恰巧提供了一種追求的路徑。我們可能在不知不覺中吃過添加了香精的麵包,但我們會願意支付更高的價錢,買一塊天然酵母發酵的酸種麵包(Sourdough Bread)。但如果我們在吃酸種的時候才發現,它的風味是添加香精而得,相信很多人都無法接受。技術本身是中性的,是它的使用目的讓我們對它產生價值取向。核技術是中性的,它既可以拿來研發核彈,也可以拿來發電。同理,發酵技術是中性的,研發香精也是中性的,是它們的使用目的賦予它們價值取向。那怎麼樣才能讓受眾更加理解技術的使用目的呢?除了更加開誠佈公以外別無他法。基於技術中性的前提,結合含混不清的現狀,或許只有審慎但開放的態度才可以讓我們避免成為待割韭菜的同時,享受風味技術的紅利。