烘焙工藝與拼配對(duì)“云南咖啡”品牌的影響分析

程金煥 ，婁予強(qiáng) ，施莉莉 ，武瑞瑞 ，付興飛 ，何紅艷 *

（1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶亞熱帶經(jīng)濟(jì)作物研究所，云南保山 678000；2.保山市隆陽區(qū)經(jīng)濟(jì)作物技術(shù)推廣站，云南保山 678000）

咖啡與可可、茶葉并稱世界三大飲料，其產(chǎn)量、產(chǎn)值和消費(fèi)量均為三大飲料作物之首［1］。2021 年全球咖啡生產(chǎn)國家和地區(qū)有78 個(gè)，收獲面積 1 112.05 萬 hm2，產(chǎn) 量 1 004.84 萬 t，綜 合 產(chǎn) 值4 000 億美元。云南咖啡種植歷史超過100 年，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展也有60 多年歷史，咖啡產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為云南省特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。截至2021 年，全省咖啡面積9.29 萬 hm2、產(chǎn) 量 10.87 萬 t、農(nóng) 業(yè) 產(chǎn) 值 26.04 億 元 ，工業(yè)產(chǎn)值81.58 億元、批發(fā)零售業(yè)產(chǎn)值231.62 億元，綜合產(chǎn)值339.25 億元。云南咖啡產(chǎn)區(qū)分布于9 個(gè)州市33 個(gè)縣市區(qū)，25 個(gè)邊疆縣中有23 個(gè)縣種植咖啡，咖農(nóng)20 多萬戶共100 多萬人?？Х犬a(chǎn)業(yè)在熱區(qū)、在邊疆脫貧攻堅(jiān)和鄉(xiāng)村振興中具有十分重要的作用。

長期以來，云南咖啡主要以原料形式銷售，產(chǎn)業(yè)鏈短，附加值低，價(jià)格容易受國際期貨影響。近年來隨著國內(nèi)咖啡消費(fèi)日益增長及云南咖啡品質(zhì)和加工水平的不斷提高，精深加工產(chǎn)品在國內(nèi)市場銷售量日趨增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，咖啡原料、精深加工產(chǎn)品和終端消費(fèi)市場產(chǎn)值比約為1∶6∶93，產(chǎn)業(yè)鏈越向后端延伸，附加值越高。云南咖啡烘焙加工起步晚，對(duì)烘焙研究不深，長期以來主要以單一原料進(jìn)行簡單烘焙。提升烘焙工藝技術(shù)，開展不同產(chǎn)區(qū)、海拔、加工方式、品種咖啡的拼配，可以提升精深加工質(zhì)量，提高精深加工產(chǎn)品市場份額，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，增加產(chǎn)業(yè)附加值，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。

1 云南咖啡原料多樣性

1.1 品種多樣性

目前云南咖啡產(chǎn)區(qū)主栽品種為卡蒂姆系列，但不同產(chǎn)區(qū)栽培的品系各不相同，如保山以卡蒂姆7963 為主，普洱以P 系列、T 系列為主。近年來隨著精品咖啡市場需求量增加，鐵皮卡、波邦、卡杜拉、卡杜艾、維拉薩奇、瑰夏、薩奇姆等精品咖啡品種的種植面積快速增加。不同品種咖啡原料差異顯著，筆者觀察發(fā)現(xiàn)，在云南保山潞江鎮(zhèn)云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶亞熱帶經(jīng)濟(jì)作物研究所資源圃內(nèi)的多個(gè)品種咖啡生豆在粒徑、密度等物理性質(zhì)方面存在很大差異。李學(xué)俊等研究了普洱產(chǎn)區(qū)的鐵皮卡、波邦、S288、矮卡和卡蒂姆系列共11 個(gè)品種的物理特性、商品性和杯品品質(zhì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)矮卡千粒重最低，鐵皮卡千粒重最高［2］。孫彩梅等研究了普洱茶樹良種場種植的30 個(gè)不同品種咖啡豆的化學(xué)和衛(wèi)生指標(biāo)，結(jié)果顯示不同品種咖啡原料的灰分、咖啡因、水浸出物、總糖、粗脂肪、蛋白質(zhì)等主要化學(xué)成分含量差異均較大［3］。

1.2 環(huán)境多樣性

云南咖啡產(chǎn)區(qū)多樣化的氣候、土壤、降雨、海拔形成了多樣性的小環(huán)境，在不同環(huán)境下產(chǎn)出的咖啡原料本身差異很大。黃家雄等研究了保山、普洱、德宏三個(gè)海拔相近產(chǎn)區(qū)同一品種的咖啡生豆樣品，結(jié)果顯示德宏咖啡豆粒徑最大，粗纖維含量最高，其次是普洱咖啡，保山咖啡粒徑最小，粗纖維含量最低；保山和德宏咖啡豆灰分、蛋白質(zhì)含量相同，均低于普洱咖啡豆；水浸出物和粗脂肪含量則是普洱最高，保山最低；咖啡因含量保山最高，普洱最低；總糖含量保山和德宏相同高于普洱［1］。孫彩梅等研究了保山、普洱相近海拔卡蒂姆品種咖啡豆的化學(xué)指標(biāo)，結(jié)果顯示，保山產(chǎn)區(qū)咖啡豆水浸出物、總糖和粗脂肪含量較高，普洱產(chǎn)區(qū)咖啡豆灰分、粗纖維和咖啡因含量較低，而蛋白質(zhì)含量較高［2］; 黃家雄等對(duì)怒江流域不同海拔卡蒂姆品種化學(xué)成分進(jìn)行分析，結(jié)果顯示咖啡豆千粒重、總糖含量與海拔高度呈正相關(guān)，咖啡因含量和粗脂肪含量與海拔高度呈負(fù)相關(guān)［4］。李錦紅等研究不同緯度出產(chǎn)的小粒種咖啡品質(zhì)，結(jié)果表明高緯度地區(qū)的咖啡品質(zhì)更好［5］。高敏等研究了普洱市思茅、寧洱、瀾滄和孟連四個(gè)縣咖啡生豆原料化學(xué)組分，高海拔種植區(qū)咖啡品質(zhì)高于低海拔種植區(qū)［6］。

1.3 初級(jí)加工工藝多樣性

咖啡鮮果加工主要有干法、濕法、半濕（干）法和濕刨法四種，云南早期主要采用濕法加工，近年來隨著精品微批次加工技術(shù)的進(jìn)步和環(huán)保要求的提升，半濕法加工和干法加工使用比例越來越高。初加工可以創(chuàng)造風(fēng)味的原理就是利用發(fā)酵分解咖啡豆內(nèi)的果膠，讓風(fēng)味物質(zhì)透過羊皮紙層進(jìn)入咖啡生豆內(nèi)，同時(shí)依靠微生物和咖啡自身的酶將分解咖啡內(nèi)的多糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化為醇類、乙酸、乳酸和其他酸類物質(zhì)。陳云蘭等研究了6 種初加工工藝對(duì)云南卡蒂姆咖啡品質(zhì)的影響，結(jié)果表明不同初加工方式對(duì)生豆密度影響差異不顯著，但對(duì)脂肪、蛋白質(zhì)、咖啡因等內(nèi)含物質(zhì)含量及感官品質(zhì)有一定的影響。使咖啡蛋白質(zhì)和咖啡因含量最高的加工工藝是鮮果內(nèi)發(fā)酵和水洗干發(fā)酵（51.95 mg/L），其次是干紅蜜加工、黑蜜加工、日曬、全水洗發(fā)酵，最低的是三重水洗發(fā)酵（46.33 mg/L）；使咖啡脂肪含量最高加工工藝的是干紅蜜（13.21%），其次是日曬、黑蜜加工、水洗，最低的是三重水洗發(fā)酵（11.76%）。在發(fā)酵和干燥環(huán)節(jié)，采用帶果膠的四種加工工藝能使咖啡的粗脂肪、粗蛋白質(zhì)、咖啡因含量更高，而在水中浸泡發(fā)酵咖啡豆的加工方式，隨著果膠在水里的降解，其粗脂肪、粗蛋白質(zhì)、咖啡因等內(nèi)含物質(zhì)的含量會(huì)降低［7］。

2 原料特性對(duì)烘焙質(zhì)量的影響

2.1 物理特性

咖啡生豆正常含水率為10.0%～12.0%，ICO（國際咖啡組織）認(rèn)為11.0%是生豆水分含量的理想值，市面流通的多數(shù)為10.5%～11.5%。當(dāng)水分含量低于10.0%時(shí)，不僅咖啡生豆外觀顏色會(huì)變化，品質(zhì)也會(huì)受影響，生豆水分活性的散失會(huì)導(dǎo)致生豆產(chǎn)生不愉悅的稻草味、木質(zhì)味、陳味等?？Х壬顾趾砍^12.5%則會(huì)有發(fā)生霉變的風(fēng)險(xiǎn)。咖啡含水率還影響整個(gè)烘焙的過程，含水率較高的咖啡豆烘焙時(shí)需要更多的熱量?？Х壬沽酱笮　⒚芏纫彩窃O(shè)計(jì)烘焙曲線的重要參數(shù)之一，會(huì)影響到咖啡風(fēng)味的發(fā)展，主要體現(xiàn)在入豆溫度、黃點(diǎn)階段、1 爆等關(guān)鍵點(diǎn)的控制、整體烘焙節(jié)奏等方面。

2.2 化學(xué)特性

脂肪含量的差異會(huì)對(duì)咖啡烘焙過程中的美拉德反應(yīng)產(chǎn)生一定的影響，最終在杯品時(shí)通過風(fēng)味和滋味體現(xiàn)出來［8-9］?？Х壬怪泻胸S富的蛋白質(zhì)，是重要的風(fēng)味前體物質(zhì)，在烘焙過程中發(fā)生美拉德反應(yīng)，與含羧基的糖類化合物反應(yīng)生成醛、酮等物質(zhì)［10］，形成烘焙咖啡特有的色澤、香氣和滋味，因此蛋白質(zhì)含量的差異對(duì)咖啡風(fēng)味具有重要影響，最終影響咖啡的感官品質(zhì)。智美麗等研究了意大利、肯尼亞、巴西、巴拿馬等國家及中國云南、海南、臺(tái)灣7 個(gè)產(chǎn)區(qū)深度烘焙咖啡豆中咖啡酸、綠原酸、富馬酸、沒食子酸、琥珀酸、無水檸檬酸、L-蘋果酸、DL-酒石酸、D-（-）奎寧酸和葫蘆巴堿這10 種風(fēng)味物質(zhì)成分，并運(yùn)用多元統(tǒng)計(jì)分析的方法對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)綠原酸和葫蘆巴堿是咖啡豆中主要的風(fēng)味物質(zhì)，其中巴拿馬的咖啡豆樣品綠原酸和葫蘆巴堿的含量最高。通過主成分分析和聚類分析，發(fā)現(xiàn)咖啡樣品的風(fēng)味物質(zhì)含量受地域影響較大，其中巴拿馬的咖啡樣品具有明顯的獨(dú)特性。不同品種、產(chǎn)區(qū)、海拔、加工方式的咖啡原料，其主要化學(xué)物質(zhì)含量也各不相同，會(huì)影響烘焙過程中的化學(xué)反應(yīng)［11］。

3 拼配對(duì)咖啡質(zhì)量的影響

拼配咖啡是指將不同品種、產(chǎn)地、海拔、加工方式的原料，或不同烘焙程度的咖啡熟豆按照風(fēng)味特性或制作需求組合在一起，最終達(dá)到酸、香、苦、甘、醇的平衡，也稱綜合咖啡或混合（blending）咖啡［12］。很多錯(cuò)誤的觀點(diǎn)認(rèn)為，埃塞俄比亞地區(qū)的咖啡原料是最佳的單品咖啡。而筆者到埃塞俄比亞產(chǎn)區(qū)調(diào)研時(shí)發(fā)現(xiàn)，因?yàn)榘Ｈ肀葋喪切×７N咖啡的原產(chǎn)地，其咖啡品種繁多，同一片種植區(qū)內(nèi)存在多個(gè)品種，從而天然完成了不同咖啡品種的拼配過程。云南產(chǎn)區(qū)咖啡一些地塊也是多品種混種，生產(chǎn)出的咖啡實(shí)際上也存在天然的拼配情況。

咖啡人工拼配的目的一般有4個(gè)：①降低成本，為追求某種風(fēng)味而用一些價(jià)格較低的咖啡豆調(diào)配出與某種價(jià)格較高的咖啡豆近似的風(fēng)味；②平衡口感，為將咖啡豆最顯著的風(fēng)味特點(diǎn)放大，需要通過拼配來平衡各種味道；③穩(wěn)定風(fēng)味，即使是同種同產(chǎn)區(qū)的咖啡豆，其風(fēng)味每年也會(huì)有差異，將幾種咖啡豆混合可以使每年的風(fēng)味基本保持一致；④風(fēng)味獨(dú)特，由于飲用任何一種單品咖啡都不能滿足用戶的口味，或者有些商家為了擁有屬于自己獨(dú)特風(fēng)味的咖啡豆，生產(chǎn)上都會(huì)將幾種咖啡豆進(jìn)行拼配［13］。拼配咖啡一般不采取等比例拼配，各組分需要按一定比例混合才能拼配出更美妙的味道。拼配咖啡不僅需要咖啡師的經(jīng)驗(yàn)和靈感，更要通過一定的科學(xué)計(jì)算才能完成，咖啡拼配是一門藝術(shù)性和技術(shù)性很強(qiáng)的工作［14］。

咖啡拼配方案設(shè)計(jì)主要受咖啡豆烘焙、混合比例、產(chǎn)地等因素約束，拼配方案的確定強(qiáng)烈依賴感官評(píng)價(jià)，是典型的混合性能指標(biāo)評(píng)價(jià)。郭廣頌等利用改進(jìn)的交互式遺傳算法進(jìn)行咖啡拼配方案優(yōu)化，在4～5 個(gè)進(jìn)化代內(nèi)讓不同用戶獲得一致性的滿意解，且滿意方案的適應(yīng)值均大于85，達(dá)到精品咖啡標(biāo)準(zhǔn)。與傳統(tǒng)杯測法拼配咖啡相比，改進(jìn)的交互式進(jìn)化優(yōu)化方法整體上達(dá)到了專業(yè)杯測拼配水平。

4 云南咖啡在烘焙和拼配方面存在的問題

云南咖啡烘焙因起步晚，對(duì)設(shè)備、工藝研究少，又缺少較專業(yè)的咖啡烘焙理論和實(shí)踐培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，總體烘焙質(zhì)量較差。部分企業(yè)的烘焙師僅僅是懂得機(jī)械操作的普通員工，烘焙過程只是簡單復(fù)制已有的烘焙曲線，不能根據(jù)原料特點(diǎn)，烘焙過程的溫度、豆色、香味變化來調(diào)整火力、風(fēng)門等，很難最大化凸顯云南咖啡風(fēng)味特點(diǎn)。在拼配方面，除少數(shù)大企業(yè)外，多數(shù)企業(yè)采用單一烘焙，單品銷售，沒有充分利用云南各產(chǎn)區(qū)的原料特點(diǎn)，通過咖啡豆拼配技術(shù)來實(shí)現(xiàn)“云南咖啡”品牌溢價(jià)。

5 烘焙和拼配對(duì)云南咖啡品牌影響分析

5.1 提升精深加工質(zhì)量

開展不同品種、產(chǎn)區(qū)、海拔、加工方式的最佳烘焙工藝研究，找出最適宜的烘焙時(shí)間、烘焙溫度、烘焙曲線，充分發(fā)掘各咖啡品種自身品質(zhì)特性，以提高精深加工產(chǎn)品的質(zhì)量和市場占有率。

5.2 降低精深加工產(chǎn)品成本

咖啡拼配的一個(gè)重要作用，就是降低成本。在國內(nèi)精品咖啡市場，目前水洗豆價(jià)格普遍低于蜜處理、日曬、厭氧發(fā)酵等，而利用拼配技術(shù)，可以生產(chǎn)出市場認(rèn)可度更高的含有特殊處理風(fēng)味的精深加工產(chǎn)品，從而降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本，提高市場競爭力。

5.3 打破產(chǎn)區(qū)壁壘，共同打造“云南咖啡”品牌

目前云南各咖啡產(chǎn)區(qū)存在較強(qiáng)的競爭關(guān)系，每個(gè)產(chǎn)區(qū)只注重宣傳本產(chǎn)區(qū)的咖啡，甚至同一產(chǎn)區(qū)只宣傳某個(gè)片區(qū)咖啡，更有甚者出現(xiàn)相互詆毀現(xiàn)象。通過不同產(chǎn)區(qū)咖啡原料拼配，取長補(bǔ)短，共同打造“云南咖啡”公共區(qū)域品牌，有利于形成合力，共同推進(jìn)云南咖啡產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。