مقدمه
مرحله فرآوری بعد از برداشت گیلاس‌های رسیده قهوه آغاز می‌شود. ساده ترین تعریف برای فرآوری قهوه، جدا کردن دانه از میوه است. فرآوری به اندازه اقلیم در کیفیت فنجان نهایی قهوه تاثیرگذار است، بنابراین اهمیت آن را نمی توان نادیده گرفت. فرآوری در حال طی کردن مسیر پیچیده و خلاقانه‌ای برای توسعه طعمی قهوه است. در این رشته مقالات، پس از آشنایی با مراحل پیش از فرآوری، به بررسی انواع مرسوم و پیشگام روش‌های فرآوری قهوه و کنترل کیفی هر مرحله،را می‌پردازیم.
زمانی هر اقلیم قهوه، فرآوری سنتی مختص به خود را داشت، اما در دهه گذشته روش‌های فرآوری دستخوش تغییرات چشمگیری شده است. اکنون کشاورزان می توانند طعم هر قهوه را به دلخواه خود تقویت کنند. خریداران قهوه اکنون می‌توانند قهوه‌هایی با روش‌های فرآوری مختلف از همان کشاورز پیش خرید کنند. دنیای قهوه دوران هیجان انگیزی را تجربه می‌کند، پیش از این هیچوقت تنوع طعمی قهوه‌ها به این گوناگونی نبوده است.
روش‌های فرآوری قهوه وجود دارد که در پنج مقاله به بررسی بسیاری از آنها خواهیم پرداخت. با این حال، رایج ترین آنها فرآوری خشک (طبیعی) و خیس (شسته) است. از سوی دیگر، فرآوری خیس به دو بخش تقسیم می‌شود:
- قهوه‌های شسته‌شده که معمولا تحت یک مرحله تخمیر قرار می‌گیرند.
- قهوه‌های طبیعی معروف به فرآوری عسلی، که دانه‌ها با مقداری گوشته خشک میشوند. فرآوری عسلی به عنوان راهکاری برای کاهش خطر تخمیر بیش از حد در فرآوری‌های شسته شده و طبیعی معرفی شد.
در اولین مقاله، به بررسی مراحل پیش از فرآوری و درک مفاهیم اولیه آن می‌پردازیم.
سفر آغاز می‌شود: از برداشت تا فرآوری
برداشت قهوه
مرحله فرآوری بعد از برداشت گیلاس‌های رسیده قهوه آغاز می‌شود. گیلاس نارس، به رنگ چندین سایه از رنگ سبز است. رنگ گیلاس بیش از حد رسیده، از قرمز تیره یا زرد، تا کاملا سیاه متغیر است. کشاورزانی که فقط گیلاس قهوه رسیده را برداشت می‌کنند، برداشت انتخابی انجام می دهند. محصولات این کشاورزان از نظر کیفی، امتیاز بالاتری دارند، که این به معنی هزینه های برداشت بالاتر به دلیل فشرده‌تر بودن آن است. سایر کشاورزان با روش نواری برداشت می‌کنند که به معنی جدا کردن تمام گیلاس‌های قهوه از شاخه درخت، در یک حرکت است. برداشت مکانیکی، یکی از روش‌های چیدن نواری است که تمام گیلاس‌های رسیده و بیش از حد رسیده را از شاخه جدا می‌کند و فقط گیلاس‌های نارسی که محکم‌تر به شاخه‌های درخت متصلند را باقی می‌گذارد.
برداشت انتخابی در مقابل برداشت نواری
عوامل زیر میزان برداشت مزرعه را محدود می‌کنند:
- یکنواختی بلوغ میوه‌ها
- مقدار محصول در هکتار
- تراکم درخت
- گرادیان شیب
برداشت انتخابی
در این روش هر کارگر می تواند به طور انتخابی 50 تا 120 کیلوگرم گیلاس قهوه در روز برداشت کند. زمانی که هر شاخه درخت دارای گیلاس‌های رسیده تر و بیشتری باشد و چینش درختان به شکلی باشد که در ارتفاع زیاد یا شیب تند نباشند، کارگر می تواند سریعتر برداشت کند.
برداشت نواری
در این روش هر کارگر معمولاً می تواند 120 تا 250 کیلوگرم گیلاس قهوه در روز برداشت کند. حتی زمانی که برداشت بسیار فشرده است، برداشت نواری باعث گوناگونی در نسبت دانه های رسیده و نارس می‌شود. محصولات مزارع چیده‌شده به این روش برای دریافت امتیاز کیفی بالاتر، به غربال و مرتب‌سازی بیشتری پس از برداشت، به نسبت برداشت انتخابی، نیاز دارند.
با استفاده از ماشین های پیشرفته، مانند مرتب‌کننده‌های سنجش رنگی، فرآیند مرتب سازی می تواند بسیار سریع انجام شود.
از لحاظ تاریخی، برداشت نواری در مناطقی که فرآوری طبیعی مرسوم است، رایج‌تر است. گیلاس‌های نارس قهوه را نمیتوان به روش خیس فرآوری کرد، زیرا پایین بودن میزان قند در این گیلاس‌ها، موجب تخمیر نشدن آنها می‌شود، اما می توان آنها را به سادگی در کنار گیلاس‌های رسیده‌تر، به روش خشک فرآوری کرد.
رک
استفاده از رک در برداشت زیتون بسیار رایج است، در سال های اخیر برای برداشت گیلاس قهوه نیز در برزیل دیده شده است. رک چنگک برقی یا دستی است که دارای چنگک‌ها ارتعاشی هستند. این فناوری یک گام به سمت برداشت مکانیکی با امکان انتخاب پذیری بیشتر است. گیلاس‌های کمتر رسیده محکم‌تر به شاخه‌های درختان می‌چسبند و می‌توان با کاهش سرعت چنگک‌ها، گیلاس‌های نارس بیشتری روی درختان باقی گذاشت. سپس چند هفته بعد می توان درختان را برای برداشت گیلاس‌هایی که در اولین گذر آماده برداشت نبودند، بازبینی کرد.
این سیستم متکی بر تشک هایی است که زیر درخت، روی سطح زمین پهن میشوند. در سیستم های کارآمدتر یک لبه مخروطی شکم محکم در اطراف گیاه ایجاد می‌کنند و به گیلاس‌ها را به داخل سطل/کیسه در پایه مخروط هدایت می‌کنند.
دروگرهای مکانیکی
دروگرهای مکانیکی در دهه 1980 توسعه یافتند، اولین بار در برزیل و ایالات متحده و اخیراً در استرالیا تولید میشوند. مدل کسب‌وکار کشورهایی با هزینه‌های دستمزد نسبتاً بالا مانند استرالیا، هاوایی و برزیل دیگر از عهده هزینه‌های نیروی کار برای استخدام گروه‌های بزرگ دست‌چینی برنمی‌آیند. بسیاری از کشورهای تولیدکننده قهوه در آمریکای جنوبی و مرکزی به صنعتی شدن ادامه می‌دهند.
مزارعی که در زمین های نسبتاً مسطح واقع شده‌اند به استفاده از دروگرهای کاملاً مکانیزه روی آورده‌اند. این ماشین ها می‌توانند یک درخت کامل را در 2 تا 3 ثانیه برداشت کنند. برای اینکه این دروگرها قابل دوام باشند، درختان باید در ردیف های منظمی کاشته شوند و فضای کافی برای قرار گرفتن دستگاه دروگر، بین ردیف ها وجود داشته باشد. دروگر به صورت قوسی‌شکل روی تمام قسمت‌های گیاه قرار میگیرد و دو قرقره دوار که از دو طرف تنه اصلی درخت عبور می‌کنند، شاخه ها را شانه می‌کنند. قرقره‌ها معمولا دارای بازوهای فایبرگلاس انعطاف پذیر هستند تا آسیب زیادی به شاخه های درخت وارد نکنند. گیلاس بر روی مجموعه‌ای از تخته‌های موسوم به “صفحه ماهی” در پایین تنه درخت می‌افتد، این نامگذاری به دلیل شباهت آنها با فلس‌های ماهی است. لت ها گیلاس ها را پس از افتادن از شاخه ها می‌گیرند و آنها را به کانال هایی در هر طرف دروگر هدایت می‌کنند. از اینجا، گیلاس ها برای حذف شاخه و برگ های اضافی، به مرتب‌کننده های پنوماتیک هدایت میشوند. سپس گیلاس ها به داخل یک تریلر که توسط یک تراکتور از ردیف مجاور عبور می‌کند، منتقل میشوند.
هنگامی که گیلاس قهوه می‌رسد، تغییرات شیمیایی زیر رخ می‌دهد:
- تخریب کلروفیل
- سنتز رنگدانه ها (کاروتنوئیدها، آنتوسیانین ها و غیره)
- کاهش ترکیبات فنلی، کاهش گسی
- افزایش ترکیبات فرار مانند استرها، آلدئیدها، کتون ها، الکل ها و غیره که مسئول رایحه میوه‌های بالغ هستند.
قهوه میوه اقلیمی است. با این حال، برخلاف تولیدکنندگان موز یا آووکادو، کشاورزان قهوه، از زمان رسیدن تدریجی برخوردار نیستند. موز معمولاً زمانی برداشت می‌شود که حدود 75 درصد رسیده باشد. در حالی که طعم قهوه تنها زمانی که گیلاس‌های کاملا رسیده برداشت شوند، ایده‌آل است. مشکل اینجاست که به دلیل ماهیت آب و هوایی قهوه، میوه کاملاً رسیده تنها در چند ساعت به بیش از حد رسیده تبدیل می‌شود و دانه‌ها می‌توانند به سرعت طعم‌های تخمیری پیدا کنند. محدودیت زمانی 20 ساعته برای شروع مرحله فرآوری وجود دارد، بنابراین شروع مرحله فرآوری قهوه بلافاصله پس از برداشت آن، ضروری است.
دانه های قهوه، دانه های نسبتاً سنگینی هستند. میوه‌های رسیده، شیرین و به رنگ های قرمز و زرد هستند و به طور طبیعی توسط پرندگان و حیوانات پراکنده میشوند. دانه های قهوه دارای اندوسپرم های بسیار بزرگ -بخشی از دانه که انرژی را ذخیره می‌کند- هستند، این ویژگی یک سازگاری مفید است که به تضمین بقای آنها در جنگل‌های استوایی سایه‌دار اتیوپی و سودان جنوبی، جایی که قهوه عربیکا منشا گرفته است، کمک کرده است تا از وجود مواد مغذی فراوان در نهال‌های قهوه اطمینان حاصل شود. دانه های قهوه همچنین قدرت جذب بالایی دارند یعنی آنها با استفاده از انرژی بسیار کم، کربن زیادی را در اندوسپرم دانه جذب می‌کنند.
+
روند رشد گیلاس‌های قهوه عربیکا: نمودار 1 و 2 (از بالا) میانگین افزایش وزن خشک میوه. نمودار 3: میانگین حجم میوه.
= a مرحله جوانه زدن، = b انبساط سریع و رشد پریکارپ، = c تشکیل دانه (آندوسپرم)، = d تجمع مواد خشک دانه،= e رسیدن میوه.
نرم شدن میوه
مانند بسیاری از میوه‌ها، گیلاس قهوه در زمان رسیدن به دلیل تجزیه پلی ساکاریدهای ساختاری، از جمله پروتوپکتین و سلولز، نرم تر می‌شود. نرم شدن بافت به تجزیه و انحلال آنزیمی پروتوپکتین نسبت داده می‌شود. با ادامه رسیدن گیلاس، پروتوپکتین در لایه های داخلی و خارجی مزوکارپ به پکتین تجزیه می‌شود. پکتین به نوبه خود با رسیدن میوه‌ها و/یا تخمیر شدن به اسید پکتیک تبدیل می‌شود. پروتوپکتین (در میوه‌های نارس) و اسید پکتیک (در میوه‌های بیش از حد رسیده) در آب نامحلول هستند. برای مثال برای درست کردن مربا از میوه‌های کاملا رسیده استفاده می‌شود تا پکتین خالص موجود، اثر ژله‌ای مورد نظر را برای مربا ایجاد کند. در روش فرآوری خیس، مرحله تخمیر به کنترل دقیق تجزیه پکتین با کمک آنزیم هایی (پکتینازها و پکتاز) که به طور طبیعی در گیلاس قهوه یافت می‌شود، کمک می‌کند.
اگر یک گیلاس قهوه رسیده را بین انگشتان خود فشار دهید، اگزوکارپ (پوست) و لایه بیرونی مزوکارپ به راحتی از لایه داخلی جدا میشوند. لایه داخلی که محکم به داخل گیلاس چسبیده است، موسیلاژ نامیده می‌شود. موسیلاژ حاوی بیش از 30 درصد محتوای پکتین خام است. موسیلاژ پس از برداشتن پوست، روی دانه باقی می ماند. موسیلاژ از بافت های نیمه شفافی تشکیل شده است که از قند و پکتین غنی هستند اما فاقد کافئین و تانن هستند. لایه بیرونی مزوکارپ که به اگزوکارپ (پوست) چسبیده باقی می‌ماند، گوشته (پالپ) نامیده می‌شود. گوشته معمولا تبدیل به کمپوست یا کاسکارا می‌شود. همچنین کشاورزان می تواند از گوشته برای تغذیه دام استفاده کنند.
قرمز شدن
رنگدانه ها مواد شیمیایی هستند که مسئول رنگ پوست و گوشت گیلاس قهوه هستند. با رسیدن میوه‌ها، رنگدانه ها دستخوش تغییرات زیادی میشوند:
- از دست دادن کلروفیل (رنگ سبز)، تحت تأثیر تغییرات pH، شرایط اکسیداتیو و عملکرد کلروفیلاز (آنزیمی که کلروفیل را تجزیه می‌کند)
- سنتز و/یا ظاهر شدن کاروتنوئیدها (رنگ های زرد و نارنجی)
- تکامل آنتوسیانین ها (رنگ های قرمز، آبی و بنفش)
اگزوکارپ (اپیکارپ) که معمولاً پوست نامیده می‌شود، در بیشتر مراحل تکامل میوه قهوه، سبز رنگ است. با این حال، نزدیک به پایان تکامل بلوغ میوه، رنگدانه های کلروفیل ناپدید میشوند و رنگ میوه زرد می‌شود. سلول های تشکیل دهنده اگزوکارپپ، شروع به تجمع آنتوسیانین ها – گروه بزرگی از فلاونوئیدهای رنگدانه قرمز- می‌کنند. این رنگدانه‌ها می تواند از رنگ صورتی تا شرابی متغیر باشد.
شواهد نشان می‌دهد که قهوه‌ها با توجه به گونه و مبدا رشد، به رنگ‌های قرمز متفاوتی می‌رسند. با این حال، تحقیقات هیچ تفاوت قابل توجهی در محتوای آنتوسیانین در بین پنج نوع مختلف قهوه مورد مطالعه قرار نگرفته است.
زرد و صورتی؟
با بررسی *فلاونوئیدهای موجود در قهوه، رنگدانه زردی به نام لوتئولین را مسئول رسیدن میوه برخی از گونه‌های مختلف به رنگ زرد به جای قرمز شناسایی کردند. این رنگدانه در گیلاس‌های قهوه قرمز نیز یافت می‌شود، اما در مورد میوه‌های زرد رسیده، فلاونوئید بی رنگ لوکوآنتوسیانین، جایگزین رنگدانه قرمز آنتوسیانین می‌شود
*فلاونوئید: رنگدانه های فلاونوئیدی تقریباً در هر میوه یا سبزیجات از رنگ زرد تا آبی یافت می‌شود. فلاونوئیدها با بیش از 6000 نوع مواد مغذی گیاهی، عضوی از کلاس پلی فنول ها هستند.
پیش به سوی قهوه ای شدن
تغییر رنگ دیگری که در طول برداشت با آن مواجه میشوند، قهوه ای شدن آنزیمی گیلاس‌های قهوه بریده شده یا آسیب دیده است. اسیدهای کلروژنیک به طور گسترده در میوه‌ها وجود دارند و بستر اصلی درگیر در قهوه‌ای شدن آنزیمی بافت‌های بریده شده یا آسیب دیده میوه هستند. این واکنش آنزیمی پس از آسیب دیدن اگزوکارپ و قرار گرفتن اسیدهای کلروژنیک در معرض هوا رخ می‌دهد.
گیلاس و کشمش خشک شده (سمت چپ) و پوست آسیب دیده (راست)
گیلاس‌هایی که رسیده و سپس تا حدی روی درخت خشک شده‌اند به عنوان کشمش و با ظاهر سیاه مایل به قهوه ای شناخته میشوند. میزان رطوبت در گیلاس‌های رسیده بین 50 تا 70 درصد است، در حالی که گیلاس‌هایی که کشمش در نظر گرفته میشوند دارای رطوبت بین 35 تا 50 درصد هستند. در جایی که قهوه تقریباً به طور کامل روی گیاه خشک شده است، میزان رطوبت حتی در حدود 16٪ تا 30٪ کمتر است.
بریکس‌سنج
بریکس‌سنج، رفرکتومترهای دستی ارزان و بی نیاز به باتری هستند که با نور محیط کار می‌کنند. آنها یک سیستم رایج برای تعیین میزان ساکارز در آب گیلاس قهوه قبل از برداشت هستند. کشاورزان معمولاً از چندین گیلاس قهوه که در منطقه‌ای که می‌خواهند برداشت کنند، نمونه برداری می‌کنند که از میزان رسیدن کلی میوه‌ها اطمینان حاصل کنند. سپس آب خارج شده از گیلاس در سراسر عدسی رفرکتومتر پخش می‌شود. یک طرف این لنز کریستال است. برخلاف رفرکتومترهای دیجیتال که نحوه بازتاب نور از نمونه را اندازه‌گیری می‌کنند، دستگاه‌های دستی موجود در مزارع، تغییر زاویه نور محیطی را که از یک نمونه عبور می‌کند اندازه‌گیری می‌کنند. کاربر به سادگی از طریق رفرکتومتر مانند یک تلسکوپ نگاه می‌کند و تغییر زاویه نور را که به صورت یک خط روی مقیاس حکاکی شده در داخل دستگاه مشاهده می‌کند. بریکس قهوه معمولا بین 15 تا 25 درجه ثبت می‌شود.
تصویر سمت چپ: خط آبی نشان دهنده سطح بریکس است. عکس سمت راست: رفرکتومتر دستی.
اکثر رفرکتومترهای مورد استفاده کشاورزان برای اندازه گیری بریکس، با سیستمی که در قرن نوزدهم برای تعیین غلظت ساکارز در آب توسعه یافت، کالیبره میشوند. یک درجه بریکس (°bx) معادل یک گرم ساکارز در 100 گرم محلول است. اعداد به صورت درصدی از جرم کل مایع استفاده شده در نمونه ارائه می‌شود. از آنجا که عصاره گیلاس قهوه شامل ساکارز خالص در آب نیست، اعداد تقریبی از کل مواد محلول است. کشاورزان هدف ترجیحی خوانش خود را خواهند داشت. برای مثال، نیکلای فورست، خریدار قهوه سبز مستقر در مدلین می گوید: “در مدلین در فصل خشک، خوانش بریکس تا °bx 26 می رسد. در همین حال در فصل بارانی حدود °bx 18 خواهد بود. بالاترین سطحی که من دیده ام یک گونه زرد رنگ در لیبانو تولیما با °bx 32 بود. معمولاً گونه‌های زرد بریکس بالاتری نسبت به انواع قرمز نشان می‌دهند.”
بریکس برای کشاورزانی که از برداشت مکانیکی استفاده می‌کنند بسیار کارآمد است، آنها به تاییدی از میزان بلوغ گیلاس نیاز دارند. به طور معمول کشاورزان زمانی که از بلوغ 95 درصدی میوه‌ها اطمینان حاصل کنند، برداشت را آغاز می‌کنند. اگر صبر کنند تا 100 درصد میوه‌ها بالغ شوند، بخش بیشتری از میوه‌ها بیش از حد رسیده میشوند و نسبت بسیار بیشتری از گیلاس ها از شاخه ها روی زمین می افتند و به سرعت در معرض آسیب میکروبی قرار می‌گیرندکه منجر به نقص دانه سیاه می‌شود.
در مقاله بعد، جادوی طبیعت، یعنی فرآوری خشک را بررسی می‌کنیم.
