Производство кофе — это промышленный процесс переработки сырых плодов кофейного растения в готовый кофе . У кофейной ягоды удаляются плоды или мякоть, оставляя семена или бобы, которые затем высушиваются. Хотя весь зеленый кофе обрабатывается, используемый метод различается и может существенно влиять на вкус обжаренного и сваренного кофе. Производство кофе является основным источником дохода для 12,5 миллионов домохозяйств, большинство из которых находятся в развивающихся странах. [1]
Кофейное растение обычно начинает давать цветы через три-четыре года после посадки, [2] и именно из этих цветов появляются плоды растения (обычно известные как кофейные вишни), причем первый полезный урожай возможен примерно через пять лет после посадки. Вишни созревают примерно через восемь месяцев после появления цветка, меняя цвет с зеленого на красный, и именно в это время их следует собирать. В большинстве стран, выращивающих кофе, есть один основной урожай в год; хотя в таких странах, как Колумбия, где цветение происходит два раза в год, есть основной и вторичный урожай, основной с апреля по июнь и меньший с ноября по декабрь. [3]
В большинстве стран урожай кофе собирают вручную, что является трудоемким и сложным процессом, хотя в таких местах, как Бразилия, где ландшафт относительно ровный, а кофейные поля огромны, этот процесс механизирован. [3] Независимо от того, собирается ли кофе вручную или с помощью машины, весь урожай собирается одним из двух способов:
Все кофейные плоды снимаются с дерева, независимо от степени зрелости. Это можно сделать как с помощью машины, так и вручную. В первом методе сборщики обычно кладут на землю холст. Затем они берут ветку рядом со стволом руками и тянут наружу, сбивая все плоды на землю. Проделав это со всеми ветвями и деревьями по всей длине холста, сборщики собирают кофе в мешки. Этот процесс можно облегчить с помощью механических съемников.
Собирают только спелые вишни, и их собирают вручную по отдельности. Сборщики меняют деревья каждые восемь-десять дней, выбирая только те вишни, которые достигли пика зрелости. Обычно требуется от двух до четырех лет после посадки, чтобы кофейное дерево дало достаточно спелые кофейные зерна для сбора урожая. В конечном итоге растение вырастает с небольшими белыми цветками, которые опадают и заменяются зелеными ягодами. Эти зеленые ягоды приобретут темно-красный цвет по мере созревания. Зеленым вишням требуется около 9 месяцев, чтобы достичь своего самого глубокого красного цвета. Поскольку этот вид сбора урожая является трудоемким и, следовательно, более дорогостоящим, его используют в основном для сбора более тонких зерен арабики. [3]
Рабочие, которые собирают кофе вручную, получают оплату за полную корзину. По состоянию на 2003 год [обновлять]оплата за корзину составляла от 1,00 до 10 долларов США, при этом подавляющее большинство рабочих получали оплату по самой низкой ставке. Опытный сборщик кофе может собирать до шести или семи корзин в день. В зависимости от производителя, сборщикам кофе иногда специально предписывают не собирать зеленые кофейные ягоды, поскольку семена в ягодах не полностью сформировались или не созрели. Такое различие обычно происходит только с производителями, которые собирают урожай для более дорогого/специального кофе, где сборщикам платят больше за их труд.
Партии, включающие незрелые кофейные плоды, часто используются для производства более дешевых кофейных зерен для массового потребления, которые характеризуются неприятно горьким/вяжущим вкусом и резким запахом. Красные ягоды с их более высоким содержанием ароматического масла и более низким содержанием органических кислот более ароматные, гладкие и мягкие. Таким образом, сбор кофе является одним из важнейших этапов в производстве кофе. [4]
При «мокром процессе» плоды, покрывающие кофейные зерна, удаляются перед их сушкой. Кофе, обработанный мокрым способом, называется мокрообработанным или мытым кофе. [5] Мокрый способ требует использования специального оборудования и значительного количества воды.
Кофейные ягоды сортируются путем погружения в воду. Плохие или незрелые плоды всплывут, а хорошие спелые плоды утонут. Кожица ягод и часть мякоти удаляются путем прессования ягод в воде с помощью машины через сито. На зернах все еще остается значительное количество мякоти, которую необходимо удалить. Это делается либо классическим методом ферментации и промывки, либо более новой процедурой, называемой машинной влажной обработкой, аквапульпированием или механическим удалением слизи.
При методе ферментации и промывки влажной обработки остаток мякоти удаляется путем разрушения целлюлозы путем ферментации бобов микробами , а затем промывания их большим количеством воды. Ферментация может проводиться с дополнительной водой или, при «сухой ферментации», только в собственных соках фруктов.
Процесс ферментации должен тщательно контролироваться, чтобы кофе не приобрел нежелательные кислые привкусы. Для большинства сортов кофе удаление слизистого слоя путем ферментации занимает от 8 до 36 часов в зависимости от температуры, толщины слоя слизистого слоя и концентрации ферментов. Окончание ферментации оценивается на ощупь, поскольку пергамент, окружающий зерна, теряет свою слизистую текстуру и приобретает более грубый «галечный» вид. После завершения ферментации кофе тщательно промывают чистой водой в емкостях или в специальных моечных машинах. [6]
В процессе ферментации образуются сточные воды, содержащие большое количество органических веществ, попадание которых в источники пресной воды не допускается. [7] При машинной влажной обработке ферментация не используется для отделения бобов от остальной мякоти; вместо этого это делается посредством механической очистки. Этот процесс сокращает как потребление воды, так и образование сточных вод. Кроме того, удаление слизи с помощью машины проще и предсказуемее, чем удаление ее путем ферментации и промывки. [8] [9] Однако, исключая этап ферментации и преждевременное разделение фруктов и бобов, механическое удаление слизи может устранить важный инструмент, который есть у операторов мельниц для влияния на вкус кофе. Кроме того, экологическая критика метода ферментации и промывки все больше становится спорной, поскольку сочетание оборудования с низким содержанием воды и отстойников позволяет операторам мельниц проводить ферментацию с ограниченным загрязнением. [5] [ сомнительный – обсудить ] Недостатком использования машинной обработки или «полумывки» является высокая вероятность того, что бобы будут сколоты или повреждены. [10] Поврежденные бобы более заметны на бобах, выращенных на более низких высотах, и определенных сортах с пористыми свойствами. [ требуется ссылка ]
Любая влажная обработка кофе приводит к образованию кофейных сточных вод , которые могут быть загрязняющими веществами. [11] Экологически чувствительные фермы перерабатывают сточные воды вместе с шелухой и слизью в компост для использования в программах удобрения почвы. Количество воды, используемой при обработке, может варьироваться, но чаще всего используется в соотношении 1 к 1.
После удаления мякоти остается зерно, окруженное двумя дополнительными слоями: серебристой кожицей и пергаментом. Зерна должны быть высушены до содержания воды около 10%, прежде чем они станут стабильными. Кофейные зерна можно сушить на солнце или с помощью машины, но в большинстве случаев их сушат на солнце до 12–13% влажности и доводят до 10% с помощью машины. Полностью машинная сушка обычно применяется только в тех случаях, когда пространство ограничено или влажность слишком высока для того, чтобы зерна успели высохнуть до появления плесени.
При сушке на солнце кофе чаще всего раскладывают рядами на больших патио, где его нужно разгребать каждые шесть часов, чтобы обеспечить равномерное высыхание и предотвратить рост плесени. Некоторое количество кофе сушат на больших приподнятых столах, где кофе переворачивают вручную. Сушка кофе таким способом имеет преимущество в том, что позволяет воздуху лучше циркулировать вокруг зерен, способствуя более равномерному высыханию, но значительно увеличивает стоимость и трудозатраты.
После процесса сушки (на солнце или с помощью машин) пергаментная оболочка или пергамино полностью сухая и рассыпчатая, и легко удаляется в процессе шелушения. Кофе иногда продается и отправляется в пергаменте или en pergamino, но чаще всего используется машина, называемая шелушителем, для того, чтобы срезать пергаментную оболочку перед отправкой зерен. [5] [ dubious – discussion ]
Сухой процесс, также известный как немытый или натуральный кофе, является старейшим методом обработки кофе. Вся вишня после сбора урожая сначала очищается, а затем выкладывается на солнце для сушки на столах или тонкими слоями на патио: [6]
Собранные вишни обычно сортируют и очищают, чтобы отделить незрелые, перезрелые и поврежденные вишни и удалить грязь, почву, веточки и листья. Это можно сделать путем провеивания , которое обычно выполняется вручную с использованием большого сита. Любые нежелательные вишни или другой материал, который не был провеян, можно выбрать из верхней части сита. Спелые вишни также можно отделить путем флотации в промывочных каналах рядом с зонами сушки.
Кофейные ягоды раскладываются на солнце либо на больших бетонных или кирпичных террасах, либо на циновках, поднятых до уровня талии на козлах. По мере высыхания ягоды сгребают или переворачивают вручную, чтобы обеспечить равномерное высыхание и предотвратить появление плесени. [12] Может потребоваться до четырех недель, прежде чем ягоды высохнут до оптимального содержания влаги, в зависимости от погодных условий. На более крупных плантациях иногда используется машинная сушка для ускорения процесса. Существуют различные типы механических сушилок, которые могут работать на газе, дровах или иногда на выброшенном пергаменте. [13] Метод, используемый для механической сушки кофе, можно рассматривать аналогично процессу обжарки; режим сушки может использоваться таким образом, чтобы сохранить качество зерен.
Операция сушки является наиболее важным этапом процесса, поскольку она влияет на конечное качество зеленого кофе. Пересушенный кофе станет хрупким и даст слишком много сломанных зерен во время шелушения (сломанные зерна считаются дефектными). Кофе, который не был достаточно высушен, будет слишком влажным и подвержен быстрой порче из-за атаки грибков и бактерий.
Сушеная вишня хранится навалом в специальных силосах до отправки на завод, где происходит шелушение, сортировка, калибровка и упаковка в мешки. Все внешние слои сушеной вишни удаляются за один шаг шелушильной машиной.
Сухой метод используется для около 90% кофе сорта Арабика, производимого в Бразилии, большинства сортов кофе, производимых в Эфиопии, Гаити и Парагвае, а также для некоторых сортов Арабики, производимых в Индии и Эквадоре. Почти все сорта Робусты обрабатываются этим методом. Он непрактичен в очень дождливых регионах, где влажность воздуха слишком высока или где во время сбора урожая часто идут дожди. [6]
Полусухой — это гибридный процесс, используемый в Индонезии и Бразилии. Этот процесс также называют «мокрошелушеным», «полумытым», «натуральным измельчением» или, в Индонезии, « Giling Basah ». В буквальном переводе с индонезийского языка Giling Basah означает «мокрое измельчение» и относится к более раннему этапу «шелушения» по сравнению с обычным мытым/мокрым процессом. [14] Говорят, что этот процесс снижает кислотность и увеличивает тело. [15]
Большинство мелких фермеров в Суматре , Сулавеси , Флоресе и Папуа используют процесс giling basah. В этом процессе фермеры механически удаляют внешнюю кожицу с вишен, используя местные машины для варки. Кофейные зерна, все еще покрытые клейким веществом, затем хранятся до одного дня. После этого периода ожидания клейкое вещество смывается, а пергаментный кофе частично высушивается на солнце и продается при влажности 25–40%. Сразу после этого пергаментный слой шелушится, и зерна высушиваются до влажности 10–12%. Из-за «мокрого шелушения» зерна приобретают голубоватый оттенок. [15]
Сложность метода полумытой обработки — это бактерии , которые всегда рядом. Ферментация может начаться немедленно, поскольку высушенные медом кофейные зерна имеют остаточный «сахарный» слой, который уязвим для любого вида плесени и является питательной средой для бактерий. Тщательная сушка и под наблюдением имеют решающее значение для успеха этого метода обработки. Зерна должны постоянно двигаться во время процесса сушки, чтобы предотвратить появление плесени и грибковых инфекций. Обработчик должен граблями сгребать зеленые кофейные зерна 2–3 раза в час, чтобы обеспечить безопасный процесс сушки. Как только зерна достигают достаточного уровня влажности, их снова подвергают сухому помолу для удаления « пергаментных » слоев и отправляют обжарщикам и оптовикам по всему миру.
Обработка медом заполняет пробел между мытым и натуральным кофе, поскольку он обычно обладает некоторой плотностью и сладостью натурального кофе, сохраняя при этом некоторую кислотность мытого кофе. Медовый кофе часто имеет сиропообразную плотность с повышенной сладостью, округлой кислотностью и землистыми оттенками.
Заключительные этапы обработки кофе включают удаление последних слоев сухой кожицы и остатков фруктов с уже сухого кофе, а также его очистку и сортировку. Эти этапы часто называют сухим помолом, чтобы отличать их от этапов, которые происходят перед сушкой, которые в совокупности называются мокрым помолом. [3] [5] [ dubious – discussion ]
Первый шаг в сухом помоле — это удаление того, что осталось от плодов из бобов, будь то рассыпчатая пергаментная кожица кофе, обработанного влажным способом, пергаментная кожица и сухая слизь кофе, обработанного полусухим способом, или вся сухая кожистая оболочка плодов кофе, обработанного сухим способом. Шелушение осуществляется с помощью машин, которые могут варьироваться от простых жерновов до сложных машин, которые аккуратно ударяют по кофе. [3]
Это необязательный процесс, при котором любая серебристая пленка, которая остается на зернах после шелушения, удаляется в полировальной машине. [3] Это делается для улучшения внешнего вида зеленых кофейных зерен и устранения побочного продукта обжарки, называемого шелухой. Некоторые описывают это как вредное для вкуса, поскольку оно повышает температуру зерна из-за трения, что изменяет химический состав зерна. [ требуется проверка ]
Большинство отборных кофейных зерен проходит через ряд машин, которые сортируют кофе по плотности и размеру зерен, при этом удаляя палки, камни, гвозди и прочий мусор, который мог смешаться с кофе во время сушки. Первые машины выдувают зерна в воздух; те, что попадают в бункеры, ближайшие к источнику воздуха, самые тяжелые и большие; самые легкие (и, вероятно, дефектные) зерна вместе с мякиной выдуваются в самый дальний бункер. Другие машины встряхивают зерна через ряд сит, сортируя их по размеру. Наконец, машина, называемая гравитационным сепаратором, встряхивает зерна определенного размера на наклонном столе, так что самые тяжелые, плотные и лучшие вибрируют в одну сторону пульсирующего стола, а самые легкие — в другую. [5] [ dubious – discussion ] [16]
Последний этап процедуры очистки и сортировки называется сортировкой по цвету, или отделением дефектных зерен от здоровых на основе цвета, а не плотности или размера. Сортировка по цвету является самым сложным и, возможно, самым важным из всех этапов сортировки и очистки. Для большинства высококачественных сортов кофе сортировка по цвету выполняется самым простым способом: вручную. Бригады рабочих отбирают обесцвеченные и другие дефектные зерна из здоровых. Самые лучшие сорта кофе могут быть очищены вручную дважды (двойной сбор) или даже трижды (тройной сбор). Кофе, очищенный вручную, обычно называют европейской подготовкой; большинство сортов специального кофе очищаются и сортируются таким образом. [5] [ dubious – discussion ]
Цветовая сортировка также может выполняться машинами. Потоки зерен быстро падают, по одному за раз, мимо датчиков, которые установлены в соответствии с параметрами, которые идентифицируют дефектные зерна по значению (от темного к светлому) или по цвету. Крошечный, решительный поток сжатого воздуха выталкивает каждое дефектное зерно из потока здоровых зерен в тот момент, когда машина обнаруживает аномалию. Однако эти машины в настоящее время не используются широко в кофейной промышленности по двум причинам. Во-первых, капитальные вложения в установку этих деликатных машин и техническая поддержка для их обслуживания устрашают. Во-вторых, ручная сортировка кофе обеспечивает столь необходимую работу для небольших сельских общин, которые часто группируются вокруг кофемолок. Тем не менее, компьютеризированные сортировщики цвета необходимы для кофейной промышленности в регионах с относительно высоким уровнем жизни и высокими требованиями к заработной плате. [5] [ dubious – discussion ]
Сортировка — это процесс классификации кофейных зерен по различным критериям, таким как размер зерна, где и на какой высоте оно было выращено, как оно было приготовлено и собрано, и насколько оно вкусное (качество чашки). Кофе также может быть градуирован по количеству дефектов (сломанные, недозрелые или иным образом дефектные зерна; камешки; палочки и т. д.) на образец. Для лучших сортов кофе особенно важно происхождение зерен (ферма или поместье, регион, кооператив). Производители премиального поместья или кооперативного кофе могут установить уровень контроля качества, который выходит далеко за рамки традиционно определенных критериев сортировки, поскольку это позволяет их кофе устанавливать более высокую цену, которая идет вместе с признанием постоянного качества. [5]
Весь кофе, когда он был представлен в Европе, поступал из порта Мокко на территории современного Йемена. Импорт зерен в Европу требовал длительного морского путешествия вокруг Африканского Рога , что в конечном итоге изменило вкус кофе из-за выдержки и воздействия соленого воздуха. Позже кофе распространился в Индии и Индонезии , но все еще требовал длительного морского путешествия. После открытия Суэцкого канала время доставки в Европу значительно сократилось, и кофе со вкусом, менее затронутым солью и выдержкой, начал прибывать. Этот более свежий кофе был в некоторой степени отвергнут, поскольку европейцы не развили вкус к невыдержанному кофе. [17] Чтобы удовлетворить спрос на выдержанный кофе, часть продукта выдерживалась на больших открытых складах в порту в течение шести или более месяцев, пытаясь подвергнуть кофе тем же условиям, которые требовались для поставок. [17]
Хотя это все еще широко обсуждается и зависит от личного вкуса, считается, что некоторые виды зеленого кофе улучшаются с возрастом — особенно сорта, ценимые за свою низкую кислотность, такие как зерна из Индонезии или Индии. Некоторые производители кофе продают намеренно выдержанные зерна, некоторые выдерживаются до восьми лет. Однако эксперты по кофе сходятся во мнении, что зеленый кофе достигает пика вкуса и свежести в течение одного года после сбора урожая, а передержанные кофейные зерна теряют большую часть своего эфирного масла. [ необходима цитата ]
Декофеинизация — это процесс извлечения кофеина из зеленых кофейных зерен перед обжаркой. Наиболее распространенным процессом декофеинизации, используемым в Соединенных Штатах, является экстракция сверхкритическим диоксидом углерода (CO2 ) . В этом процессе увлажненные зеленые кофейные зерна контактируют с большими количествами сверхкритического CO2 ( CO2 , поддерживаемого при давлении около 4000 фунтов силы на квадратный дюйм (28 МПа) и температуре от 90 до 100 °C (от 194 до 212 °F)), что удаляет около 97% кофеина из зерен. Затем кофеин извлекается из CO2 , как правило, с помощью системы адсорбции активированного угля.
Другим часто используемым методом является экстракция растворителем, обычно с использованием масла (извлеченного из жареного кофе) или этилацетата в качестве растворителя . В этом процессе растворитель добавляется к увлажненным зеленым кофейным зернам для извлечения большей части кофеина из зерен. После того, как зерна удалены из растворителя, их очищают паром для удаления любого остаточного растворителя. Затем кофеин извлекается из растворителя, а растворитель используется повторно. Швейцарский водный процесс также используется для декофеинизации. Декофеинированные кофейные зерна имеют остаточное содержание кофеина около 0,1% в сухом виде . Не на всех предприятиях есть операции по декофеинизации, и декофеинированные зеленые кофейные зерна закупаются многими предприятиями, которые производят декофеинизированный кофе.
Зеленый кофе обычно перевозят в джутовых мешках или плетеных полиэтиленовых пакетах. Хотя зеленый кофе может быть пригоден для использования в течение нескольких лет, его качество может ухудшиться в зависимости от того, как он хранится. Джутовые мешки чрезвычайно пористые, подвергая кофе воздействию любых элементов, которые его окружают. Кофе, который плохо хранится, может приобрести привкус мешковины, известный как «мешковатость», и его положительные качества могут исчезнуть.
В последние годы рынок специального кофе начал использовать усовершенствованные методы хранения. Газонепроницаемый вкладыш в джутовые мешки иногда используется для сохранения качества зеленого кофе. Реже зеленый кофе хранится в вакуумной упаковке; хотя вакуумные упаковки еще больше снижают способность зеленого кофе взаимодействовать с кислородом при атмосферной влажности, это значительно более дорогой вариант хранения.
Хотя это и не считается частью конвейера обработки, почти весь кофе, продаваемый потребителям по всему миру, продается как жареный кофе в общем одной из четырех степеней обжарки: светлая, средняя, средне-темная и темная. [18] Потребители также могут выбрать покупку необжаренного кофе для обжарки дома . Зеленый кофе также можно использовать для приготовления настоев или употреблять в виде молотого порошка, но это имеет ограниченное значение для мирового рынка кофе. [19]
Библиография
