專利名稱：通過控制pH值的生咖啡豆的處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及包含通過使可分解成分與發(fā)酵處理用微生物接觸并進行發(fā)酵，再將由此產生的發(fā)酵成分賦予生咖啡豆的發(fā)酵過程的生咖啡豆的處理方法。
背景技術：
簡單說明咖啡飲料的制造過程，首先，去除咖啡果實(被稱作咖啡樹的茜草科植物的果實)的外皮及果肉部分，分離生咖啡豆(精制過程)。通過對所得到的此生咖啡豆進行烘焙處理(roust)，可得到咖啡烘焙豆(烘焙過程)。且成為咖啡特有的味覺、香氣源泉的成分(以下稱為咖啡香味成分)在此烘焙過程中生成。之后粉碎其咖啡烘焙豆，把用開水等提取了咖啡香味成分的提取液作為咖啡飲料提供。
目前，咖啡飲料作為嗜好飲料，其需求日益增大，同時，消費者對咖啡飲料的嗜好也更多樣化，所以需對咖啡香味進行各種改善。
為滿足消費者的需求，改善咖啡香味的方法之一是使生咖啡豆、和微生物(酵母等)、及由此微生物分解的可分解成分相接觸，進行發(fā)酵處理后，將吸收了由微生物發(fā)酵產生的醇類和酯類等的生咖啡豆進行分離回收、烘焙，并以此烘焙豆為原料，制造咖啡飲料的方法(參照專利文獻1)。
在上述專利文獻1公開的方法中，發(fā)酵處理后的生咖啡豆被賦予了由醇類、酯類等形成的釀造香的獨特香味。而且由其生咖啡豆的烘焙豆制成的咖啡飲料，不僅具有上述的釀造香，還增加了質感(表示醇厚感、飲后滿足感、風味的濃郁感)，所以可制造出具有新型優(yōu)質香味的咖啡飲料。
專利文獻1國際公開編號WO2005/029969A1

發(fā)明內容
但是，在此方法中，由微生物進行發(fā)酵處理時，會產生由咖啡果實中定居的菌等造成的雜菌污染的問題。特別是由具有產生醋酸能力的雜菌(例如，醋酸菌等)造成污染時，生咖啡豆會吸收由雜菌產生的醋酸，使由此烘焙豆得到的咖啡飲料的感官品質顯著降低。
鑒于上述實際情況，本發(fā)明提供一種，由微生物發(fā)酵處理生咖啡豆時，既可防止產生醋酸的雜菌的污染，又可賦予咖啡飲料以新型優(yōu)質香味的生咖啡豆的處理方法。
本發(fā)明的第1特征構成的重點，是包含通過使可分解成分與發(fā)酵處理用微生物接觸并進行發(fā)酵，再將由此產生的發(fā)酵成分賦予生咖啡豆的發(fā)酵過程的生咖啡豆的處理方法，且還是在上述發(fā)酵過程中，在抑制產生醋酸的微生物增殖的pH值范圍內，使上述可分解成分與上述發(fā)酵處理用微生物接觸的生咖啡豆的處理方法。
生咖啡豆(種子)位于咖啡果實的最內側，具有為發(fā)芽具備的吸水特性。且以酵母等為代表的某種微生物分解(發(fā)酵)有機化合物(可分解成分)，產生醇類、有機酸類、酯類等(以下稱發(fā)酵成分)。
因此，通過有可分解成分存在的某種微生物(發(fā)酵處理用微生物)進行發(fā)酵時，產生的發(fā)酵成分與水分同時被生咖啡豆吸收。其結果，通過烘焙如上得到的生咖啡豆，在烘焙過程中，不僅可生成通常的咖啡香味成分，還可得到含有由發(fā)酵產生的發(fā)酵成分形成的新型香味成分的咖啡烘焙豆，且由此咖啡烘焙豆提取的咖啡飲料中也被賦予了新型優(yōu)質的香味。
所以，根據(jù)本發(fā)明的第1特征構成，在上述發(fā)酵過程中，由于是在抑制產生醋酸的微生物(以下稱產生醋酸菌)增殖的pH值(以下稱增殖抑制pH值)范圍內使上述可分解成分與上述發(fā)酵處理用微生物接觸，所以，可抑制發(fā)酵處理中醋酸的產生。而且，由于產生醋酸菌的原因抑制了可分解成分的浪費的同時，由發(fā)酵處理用微生物提高了可分解成分的利用率，使賦予咖啡飲料新型優(yōu)質香味的發(fā)酵成分的產生量得以增加。其結果，與由上述傳統(tǒng)技術得到的生咖啡豆相比，可得到發(fā)酵成分含量高，醋酸含量低，且更上乘的生咖啡豆。
本發(fā)明的第2特征構成的重點，是上述生咖啡豆為從咖啡果實分離后的狀態(tài)或為存在于咖啡果實內的狀態(tài)中的至少一種。
根據(jù)本發(fā)明的第2特征構成，如下述實施例1中所述，相當于上述生咖啡豆接受了精制處理，從咖啡果實分離的狀態(tài)存在而進行上述發(fā)酵過程時，例如，可選擇使用可分解成分的其他種類的果實及果汁，或適宜變更可分解成分、發(fā)酵處理用微生物與生咖啡豆接觸時的順序等的其他種類的設定?；蛉鐚嵤├?～4所述，上述生咖啡豆以存在于咖啡果實內的狀態(tài)存在而進行上述發(fā)酵過程時，成為可分解成分的咖啡果肉與生咖啡豆以接近狀態(tài)由微生物引起發(fā)酵。因此，由發(fā)酵產生的醇類、酯類等發(fā)酵成分易移入上述生咖啡豆。
本發(fā)明的第3特征構成的重點，是上述pH值為2.4～4.7。
根據(jù)本發(fā)明的第3特征構成，pH值為2.4～4.7時，可抑制產生醋酸菌的增殖，促進發(fā)酵處理用微生物的增殖。
本發(fā)明的第4特征構成的重點，是使用pH值調節(jié)劑調節(jié)到上述pH值范圍內的pH值調節(jié)過程。
本發(fā)明的第4特征構成中所述的生咖啡豆的處理方法，具有pH值調節(jié)過程，在此過程中使用pH值調節(jié)劑時，可將可分解成分與發(fā)酵用微生物接觸時的pH值簡便地調節(jié)到增殖抑制pH值。上述pH值調節(jié)過程，優(yōu)選在發(fā)酵過程開始前進行。并且，上述pH值調節(jié)過程如下述實施例中所述，可用各種形態(tài)進行。例如，先準備在較大量的水(例如，與咖啡果實等重量的量)中用稀濃度懸浮發(fā)酵用微生物的懸浮液，并在其懸浮液中添加pH值調節(jié)劑，將其pH值調節(jié)到增殖抑制pH值。之后，在其懸浮液中，通過將應進行發(fā)酵的咖啡果實浸漬再提出而使其接觸后，可進行發(fā)酵過程(且此時主要的可分解成分是咖啡果實的果肉)。
并且，從咖啡果實分離精制生咖啡豆的水洗式精制過程中，將咖啡果實沉入水槽去除不純物時，可預先準備添加了pH值調節(jié)劑、調節(jié)到增殖抑制pH值的水槽，將收獲后的咖啡果實與發(fā)酵處理用微生物加入到其水槽中，以進行發(fā)酵過程(且此時主要的可分解成分是咖啡果實的果肉)。
本發(fā)明的第5特征構成的重點，是上述pH值調節(jié)劑是乳酸及磷酸中的至少一種。
根據(jù)本發(fā)明的第5特征構成，將乳酸及磷酸中的至少一種作為pH值調節(jié)劑使用，并使發(fā)酵液中的pH值降低到可抑制產生醋酸菌增殖的pH值(增殖抑制pH值)。作為既可抑制產生醋酸菌的增殖，又不對發(fā)酵處理后的生咖啡豆質量產生不良影響的酸，本發(fā)明者等銳意研究的結果，首次發(fā)現(xiàn)了乳酸及磷酸中的至少一種特別有效的事實。并且，因乳酸及磷酸既廉價又易獲得，且被作為食品添加物利用，所以對人體安全無害。
本發(fā)明的第6特征構成的重點，是上述發(fā)酵處理用微生物是從含有酵母、乳酸菌及半知菌的菌群中選擇的至少一種微生物。
本發(fā)明的第6特征構成所涉及的生咖啡豆的處理方法中，上述發(fā)酵處理用微生物使用從含有酵母、乳酸菌及半知菌的菌群中選擇的至少一種微生物。這些微生物容易獲得，且培養(yǎng)、保存等均可使用一般方法進行，所以使用方便。
本發(fā)明的第7特征構成的重點，是上述酵母是葡萄酒發(fā)酵用酵母。
本發(fā)明的第7特征構成所述的生咖啡豆的處理方法中，因發(fā)酵處理用微生物使用葡萄酒發(fā)酵用酵母，所以可賦予生咖啡豆以釀造香的有特征的香味，通過將其生咖啡豆作為原料使用，可得到在烘焙過程中不僅能生成通常的咖啡香味，而且還具有水果味的釀造香的、風味醇厚的咖啡飲料。
本發(fā)明的第8特征構成的重點，是上述半知菌是屬于地霉(Geotrichum)屬的半知菌。
本發(fā)明的第8特征構成所述的生咖啡豆的處理方法中，屬于地霉(Geotrichum)屬的半知菌，例如可使用白地霉(Geotrichum candidum)、Geotrichum rectangulatum、或Geotrichum klebahnii進行發(fā)酵處理。根據(jù)本方法，可賦予生咖啡豆新型的香味成分(發(fā)酵成分)。特別是把用上述微生物得到的生咖啡豆作為原料使用時，可得到具有在烘焙過程中生成的通常的咖啡香味、和協(xié)調(酒精臭味被抑制的)馥郁、芳醇的酯香，且風味醇厚的咖啡飲料。
本發(fā)明的第9特征構成的重點，是上述屬于地霉(Geotrichum)屬的半知菌是地霉種(Geotrichum sp.)SAM2421國際保藏編號FERM BP-10300或其突變體、或這些的轉化體。
本發(fā)明的第9特征構成涉及的生咖啡豆的處理方法中，使用地霉種(Geotrichum sp.)SAM2421國際保藏編號FERM BP-10300(以下稱SAM2421)。SAM2421是由本發(fā)明者等從咖啡果實中分離的新型微生物。此微生物，于2005年3月22日，保藏于日本國獨立行政法人產業(yè)技術綜合研究所專利生物保藏中心(日本國茨城縣千葉市東1丁目1番地1中央第6)。通過使用SAM2421，可得到賦予了生咖啡豆新型香味成分(發(fā)酵成分)的、具有更馥郁、芳醇的酯香、且風味醇厚的咖啡飲料。而且本發(fā)明中，可適宜使用SAM2421或其突變體、或這些的轉化體。例如，突變體可以是通過自發(fā)突變、人工誘變(由放射線、致突變物質處理)產生的突變體，轉化體因是在SAM2421或其突變體導入了外源基因等，所以可分離使用發(fā)酵性能更優(yōu)異(或具有處理容易等特征)的菌株。
本發(fā)明的第10特征構成的重點，是上述可分解成分是果汁或咖啡果肉。
根據(jù)本發(fā)明的第10特征構成，可分解成分使用果汁時，例如，葡萄果汁、桃果汁、蘋果果汁等可適用。另外，咖啡果肉(包含糖分或其他營養(yǎng)成分的部分)是從咖啡果實獲得生咖啡豆的精制過程中得到的副產物，通常是被廢棄的，但在本發(fā)明中因可作為可分解成分有效利用，所以不需準備外源可分解成分，也無增大原料成本之擔心。
本發(fā)明的第11特征構成的重點，是通過權利要求1或2中任一項所述的生咖啡豆的處理方法得到的生咖啡豆。
本發(fā)明的第11特征構成涉及的生咖啡豆，包含在咖啡飲料中賦予新型優(yōu)質香味的發(fā)酵成分。
本發(fā)明的第12特征構成的重點，是烘焙處理了權利要求11中所述的生咖啡豆的咖啡烘焙豆。
本發(fā)明的第12特征構成涉及的咖啡烘焙豆，不僅包含在烘焙過程中生成的通常的咖啡香味成分，還包含由發(fā)酵產生的發(fā)酵成分形成的新型香味成分。
本發(fā)明的第13特征構成的重點，是將權利要求12中所述的咖啡烘焙豆作為原料使用后得到的咖啡飲料。
本發(fā)明的第13特征構成涉及的咖啡飲料，不僅具有通常的咖啡香味，還具有由發(fā)酵產生的發(fā)酵成分形成的新型優(yōu)質香味。
具體實施例方式
以下說明本發(fā)明的實施形態(tài)。
(咖啡果實)本發(fā)明中的咖啡果實是指咖啡樹的果實，其結構概括地說包括生咖啡豆(種子)、果肉(含有糖分及其他營養(yǎng)成分的部分)及外皮。更詳細地說，生咖啡豆位于最內層，其周圍按順序覆蓋著銀皮(silver skin)、內果皮(parchment)、果肉、外皮。品種如Arabica種、Robusta種、Liberica種等均可適用。另外產地，如巴西產、埃塞俄比亞產、越南產、危地馬拉產等均可適用，但無特別限制。且本實施形態(tài)中可使用的咖啡果實中，有未干燥及干燥狀態(tài)，生咖啡豆為1時的重量比，每1粒中分別為“咖啡果實(未干燥)∶干燥咖啡果實∶生咖啡豆＝6∶4∶1”。
(生咖啡豆)從咖啡果實分離生咖啡豆的精制過程，可為非水洗式和水洗式兩種。
非水洗式是指收獲咖啡果實后，將其直接干燥后脫殼，除去外皮、果肉、內果皮、銀皮等，得到生咖啡豆的方法。
水洗式是指收獲咖啡果實后，沉入水槽內除去不純物，用果肉去除機去除外皮和果肉后，再沉入水中溶解除去附著物，將水洗后干燥的產物脫殼，去除內果皮、銀皮，以得到生咖啡豆的方法。
非水洗式的精制過程雖操作容易，但主要適用于氣候干燥的地區(qū)。而水洗式的精制過程主要適用于多雨的地區(qū)。且1粒咖啡果實中可采收1?；?粒生咖啡豆。
(可分解成分)本發(fā)明的發(fā)酵過程中使用的可分解成分，例如可為果肉、果汁、糖類、谷物類、培養(yǎng)基等，優(yōu)選果汁或咖啡果肉。而本發(fā)明中所述的咖啡果肉，簡單地說，是指咖啡果實(無論未干燥狀態(tài)或干燥狀態(tài))中，除了生咖啡豆及外皮以外的全部的部分。
咖啡果肉，可使用不經過精制過程的咖啡果實的狀態(tài)(必要時，可用刀等刻傷表面，使果肉的一部分露出)，或者也可使用在精制過程中，分離生咖啡豆時所得到的果肉的狀態(tài)。另外，咖啡果肉可為未干燥物，亦可為干燥后產物。而且，不只限于咖啡果肉，可根據(jù)需要，使用葡萄果肉、櫻桃果肉、桃果肉等其他的果肉，也可將含有咖啡果肉的這些果肉單獨或任意組合后使用。
上述果肉以外的可分解成分，可例舉為果汁(例如葡萄、桃、蘋果等)、糖類(例如從甘蔗或甘薯等植物中得到的單糖、二糖、多糖等)、谷物類(例如使麥芽糖化后的麥芽汁等)、培養(yǎng)基等，但只要是微生物可分解的成分均無特別限制，可將含有果肉的這些可分解成分單獨或任意組合后使用。
(咖啡果肉的露出方法)將咖啡果實直接使用，其中的咖啡果肉作為可分解成分使用時，為加快發(fā)酵速度，優(yōu)選使咖啡果實表面至少露出一部分咖啡果肉的方法。
使咖啡果肉露出的方法，可用銳利的刃物等刻傷收獲后的咖啡果實，也可使用脫殼裝置等給咖啡果實施加壓力，使外皮上產生裂縫，但此時不能傷及生咖啡豆。另外，也可使用剝皮機，只剝除咖啡果實的外皮，以露出果肉。而且，收獲咖啡果實時，對于偶然受傷后已至少露出了一部分果肉的果實，不需特別進行上述露出果肉的操作。使用精制過程中分離生咖啡豆時所得到的咖啡果肉時，也不必特殊進行上述露出果肉的操作，可另行加入生咖啡豆進行發(fā)酵。
(發(fā)酵處理用微生物)本發(fā)明中使用的發(fā)酵處理用微生物，在上述增殖抑制pH值的范圍內，只要是能將上述可分解成分分解(發(fā)酵)的微生物(具有耐酸性的微生物)，均無特別限制。
具體的微生物可例舉為酵母、乳酸菌、半知菌等。這些微生物因易獲得，且操作容易，所以可優(yōu)選使用。
酵母從食品的安全性上，優(yōu)選使用在食品上有實際使用成果的葡萄酒發(fā)酵用酵母或啤酒發(fā)酵用酵母的釀造用酵母。葡萄酒發(fā)酵用酵母，例如可使用市場銷售的干燥酵母，Lalvin L2323株(以下稱L2323SCETICOMPANY公司)或CK S102株(以下稱S102Bio Springer公司)等。通常L2323用于釀造紅葡萄酒，S102用于釀造桃紅葡萄酒(Rose Wine)。此時使用酵母時，可添加稱為釀造香的有特征的香味。
乳酸菌只要是制造發(fā)酵乳、乳酸菌飲料、乳酪(cheese)發(fā)酵乳等時使用的公知的菌，均適用。例如，優(yōu)選乳桿菌屬(Lactobacillus)的乳酸菌。
半知菌，例如地霉(Geotrichum)屬的白地霉(Geotrichum candidum)、Geotrichum rectangulatum、及Geotrichum klebahnii等可適用，更優(yōu)選為地霉種(Geotrichum sp.)SAM2421國際保藏編號FERM BP-10300或其突變體、或這些的轉化體。
分離屬于地霉(Geotrichum)屬的微生物得到的分離源，可例舉為土壤、植物、空中、纖維、木材、室內粉塵、飼料、河流、青貯飼料、食品、果實、谷類、肥料、工廠排水、堆肥、排泄物、消化道等，優(yōu)選為果實(咖啡果實)。
分離方法，例如，可以是將咖啡果實置于滅菌水中攪拌，取其上清液，涂抹于含有適當抗生物質的瓊脂培養(yǎng)基上培養(yǎng)，以分離產生的菌落等的方法，也可從適當?shù)木N保藏機構等直接購入。
并且，本發(fā)明中所述突變體，是指包含自發(fā)突變產生的，或人工誘變(通過放射線、致突變物質處理等)后得到的，DNA的堿基序列與野生株地霉種(Geotrichum sp.)SAM2421國際保藏編導FERMBP-10300相比發(fā)生了變化的突變體。
(1)自發(fā)突變(spontaneous mutation)將微生物在通常環(huán)境下正常生長發(fā)育時發(fā)生的突變，稱作自發(fā)突變。自發(fā)突變的主要原因是DNA復制時的錯誤、及內源性誘變劑(核苷酸類似物)(真木，《自發(fā)突變和修復機制》，細胞工程學Vol.13 No.8，pp.663-672，1994)。
(2)人工突變2-1.通過放射線、誘變劑(mutagen)處理通過紫外線、X光射線等的放射線處理，或烷基化劑的人工誘變劑處理，使DNA受損。其損傷在DNA復制過程中固定為突變。
2-2.PCR(polymerase chain reaction)法的利用PCR法因是在試管內擴增DNA，所以，細胞內抑制突變機制的一部分欠缺，可高頻率地誘發(fā)突變。通過與基因改組法(Stemmer，″Rapid evolution of a protein in vitroby DNA shuffling″，Nature Vol.370，pp.389-391，Aug.1994)組合，可回避有害突變的積累，而在基因中積累多數(shù)的有利突變。
2-3.增變株(mutator)的利用幾乎所有的生物均可通過抑制突變機制，使自發(fā)突變的發(fā)生率保持在非常低的水平。此抑制突變機制中，存在10種或大于10種的基因參與的、復數(shù)的階段。因這些基因中的1個或復數(shù)個受到破壞的個體高頻率地產生突變，所以被稱為增變株。這些基因，被稱為增變基因。(真木，《自發(fā)突變和修復機制》，細胞工程學Vol.13 No.8，pp.663-672，1994；Horst et.al.，″Escherichia coli mutator genes″，Trends in Microbiology Vol.7 No.1，pp.29-36，Jan.1999)。
本發(fā)明中所述的轉化體，是指將其他種類生物所具有的基因(外源基因)人工導入到新型微生物[地霉種(Geotrichum sp.)SAM2421國際保藏編號FERM BP-10300]或其突變體中。其制法例如，將外源基因整合進適合的表達載體內，再將其表達載體用電穿孔法、磷酸鈣法、脂質體法、DEAE葡聚糖法等公知的方法導入。
微生物為干燥狀態(tài)時，可根據(jù)各自適合的方法進行復水。例如，使用干燥酵母時，可在37～41℃加溫的水中懸浮20～30分鐘后使用。
本發(fā)明中微生物的用量，只要能得到香味添加的效果，無特別限制，可依培養(yǎng)時間和成本適宜設定。例如，相對于生咖啡豆重量，酵母及乳酸菌為1.0×108cells/g～1.0×1010cells/g適當，半知菌的情況下，為1.0mg/g～10mg/g適當。
(產生醋酸的微生物)本發(fā)明中產生醋酸的微生物(產生醋酸菌)，例如可為具有氧化酒精能力的醋桿菌(Acetobacter)屬及葡糖醋桿菌(Gluconacetobacter)屬等的醋酸菌類，但并不限于此，還包含主要產生醋酸，但也可產生其他有機酸(檸檬酸、琥珀酸、蘋果酸等)、酒精等種種有機化合物的微生物。
(pH值調節(jié)過程)本發(fā)明的發(fā)酵過程中，使發(fā)酵處理用微生物接觸可分解成分時，可抑制產生醋酸的微生物增殖的pH值的范圍，優(yōu)選為2～5，特別優(yōu)選為2.4～4.7。因此，如可分解成分與發(fā)酵處理用微生物接觸時的環(huán)境不在此pH值范圍內時，優(yōu)選使用pH值調節(jié)劑調節(jié)pH值。
pH值調節(jié)劑，例如可為檸檬酸、蘋果酸、乳酸、磷酸等的酸，但優(yōu)選為乳酸或磷酸。且其他pH值調節(jié)劑，可使用這些酸的鹽，或使用含有這些酸和其鹽的緩沖液。
pH值調節(jié)過程，可在可分解成分與發(fā)酵處理用微生物接觸前或之后進行。優(yōu)選為，通過在可分解成分與發(fā)酵處理用微生物接觸前進行，可在可分解成分與發(fā)酵處理用微生物一開始接觸，其雜菌的繁殖即被抑制的狀態(tài)下開始上述發(fā)酵過程。
(發(fā)酵過程)1.微生物與可分解成分的接觸方法本發(fā)明的發(fā)酵過程中，使微生物與可分解成分接觸的方法，例如可為以下方法。
(a)直接法直接法是在生咖啡豆的存在下，使微生物直接接觸可分解成分的方法。例如，在用刀等刻傷表面后、使咖啡果肉露出了一部分的咖啡果實(或精制過程中，分離生咖啡豆時所得到的咖啡果肉與生咖啡豆的混合物)上，把在使用pH值調節(jié)劑、并將其pH值調整到增殖抑制pH值的水中懸浮上述發(fā)酵處理用微生物后的懸浮液噴霧或散布，以使其直接接觸而進行發(fā)酵?；蛳葴蕚浜靡韵舛仍谳^大量的水(例如，與咖啡果實等重量程度的量)中懸浮發(fā)酵處理用微生物的懸浮液，并在其懸浮液中，添加pH值調節(jié)劑，將其pH調節(jié)到增殖抑制pH值。之后，使應發(fā)酵的咖啡果實在其懸浮液中，通過浸漬后提出進行接觸后，使其發(fā)酵。
特別是使用露出了一部分果肉的咖啡果實進行發(fā)酵時，因微生物易由露出部分侵入咖啡果實內，且可分解的糖分等高濃度局部存在于果肉中，所以可進行高效發(fā)酵，同時，因生咖啡豆存在于其近處，所以由發(fā)酵生成的醇類、酯類等發(fā)酵成分可迅速轉移到生咖啡豆中。而且，使用干燥后的咖啡果實(或咖啡果肉)時，可在使其含有適當水分的狀態(tài)下進行發(fā)酵。
(b)間接法間接法是準備好盛有發(fā)酵液的發(fā)酵槽，在使用pH值調節(jié)劑、調節(jié)到增殖抑制pH值的發(fā)酵液中，加入生咖啡豆、可分解成分及微生物，使發(fā)酵處理用微生物與發(fā)酵液中溶解出的可分解成分接觸的方法。例如，將發(fā)酵處理用微生物、與使用刀等刻傷表面后露出了一部分咖啡果肉的咖啡果實(或精制過程中，分離生咖啡豆時所得到的咖啡果肉與生咖啡豆的混合物)，添加于預先調節(jié)到增殖抑制pH值的發(fā)酵液中，使其發(fā)酵。此時，因果肉已露出，所以，果肉中的糖分等易溶解于發(fā)酵液中，從而由發(fā)酵處理用微生物可促進發(fā)酵。
2.發(fā)酵條件微生物的發(fā)酵條件是，只要至少瞬間能滿足在抑制產生醋酸的微生物增殖的pH值的范圍內，使上述可分解成分與上述發(fā)酵處理用微生物接觸的條件(例如，調節(jié)到相關pH值的范圍后開始本過程，在發(fā)酵成分的產生進行到活躍時期時調節(jié)到相關的pH值范圍等)，均無特別限制。可根據(jù)需要，適宜設定適合發(fā)酵的條件〔例如，使用微生物的種類及其菌量(初期菌數(shù))、可分解成分的種類及量(濃度)、溫度、濕度、氧或二氧化碳濃度、發(fā)酵時間等〕?；蚱渌睦?，除上述可分解成分以外，可根據(jù)需要輔助性添加用于補充氮源或碳源的市場銷售的營養(yǎng)培養(yǎng)基等。
在本發(fā)明的發(fā)酵過程中，為防止雜菌(包含產生醋酸菌)污染，抑制雜菌的繁殖，可分別將溫度、二氧化碳濃度等條件單獨、或適宜任意組合控制后，進行發(fā)酵。例如，可在15～30℃的低溫環(huán)境下進行發(fā)酵，或也可在提高了二氧化碳濃度(或氧濃度)的更嫌氣(或好氣的)的條件下進行發(fā)酵等。
或在本發(fā)明的發(fā)酵過程中，在用自動及/或手動可控制上述發(fā)酵條件〔例如，使用微生物的種類及其菌量(初期菌數(shù))、可分解成分的種類及量(濃度)、溫度、濕度、pH值、氧或二氧化碳的濃度、發(fā)酵時間等〕的設備·裝置(例如，恒溫槽、發(fā)酵罐或貯藏庫)中進行發(fā)酵過程。
且發(fā)酵過程中所需時間無限定，可根據(jù)被添加香味的品質·強度、或微生物及可分解成分適宜選擇。另外，也可將可分解成分的枯竭作為基準結束發(fā)酵過程。
結束發(fā)酵過程時，可將加熱滅菌、水洗、自然晾干、分離可分解成分和生咖啡豆、或烘焙處理單獨進行，或任意組合進行后使其結束。例如，使用干燥機時，可用50～60℃、干燥1～3日左右，以結束發(fā)酵。
且本發(fā)明中，也可通過分別適宜選擇微生物(可選擇2種或大于2種的微生物，將其同時使用)及發(fā)酵條件，任意組合，使生咖啡豆添加各種香味。
3.發(fā)酵過程的一例在此，說明使用咖啡果實進行發(fā)酵的例子。
例如，本發(fā)明可在生咖啡豆的精制過程中進行發(fā)酵過程。
非水洗式精制過程，例如，收獲咖啡果實后，通過上述直接法使發(fā)酵處理用微生物接觸并發(fā)酵后，進行干燥。
水洗式精制過程，例如，收獲咖啡果實后，沉入水槽內除去不純物時，使用適當?shù)膒H值調節(jié)劑，將水槽中水的pH值調節(jié)到增殖抑制pH值，再通過上述間接法，將發(fā)酵處理用微生物與咖啡果實一齊加入其水槽(發(fā)酵槽)中進行發(fā)酵。
而且本發(fā)明也可在收獲咖啡果實前，以在樹上生長的狀態(tài)使果肉露出，然后通過上述直接法進行發(fā)酵。
結束了發(fā)酵過程的咖啡果實，在其后，可用水等沖洗分離發(fā)酵處理用微生物之后，或使發(fā)酵處理用微生物以附著的狀態(tài)，按通常的精制過程除去果肉，脫殼，以分離生咖啡豆。
如此分離的生咖啡豆，可用通常的方法進行烘焙處理，可得到烘焙程度不同的種種咖啡烘焙豆(輕度烘焙～意大利式烘焙)。
所得到的咖啡烘焙豆經過粉碎、加水、通過過濾材料過濾提取后，除可供作為普通咖啡飲用外，還可作為工業(yè)用原料用于速溶咖啡、咖啡提取物、罐裝咖啡等。
以下，由實施例具體說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限于此。
實施例使用葡萄汁(mosto)(葡萄酒的釀造原料液)作為可分解成分，探討了添加乳酸的影響。
在容量為2000ml的三角瓶中，將智利產紅葡萄濃縮液用水稀釋，添加比重為1.084(15℃)的紅葡萄汁(mosto)1000g。所得到的紅葡萄汁(mosto)的pH值為5.0。在其中，添加乳酸，使其為730ppm時，pH值為4.0(試樣1)。作為對照，準備了不添加乳酸的樣品(比較例1)。
發(fā)酵處理用微生物，添加地霉種(Geotrichum sp.)SAM2421國際保藏編號FERM BP-10300(以下稱SAM2421)，將干重0.1g根據(jù)規(guī)定方法復水添加。向其中添加300g生咖啡豆(巴西產Santos No.2)，23℃、靜置72小時以使其發(fā)酵。
觀察72小時后的發(fā)酵液的結果，在添加了乳酸的試樣(試樣1)中，未發(fā)現(xiàn)有SAM2421以外的菌的繁殖，且在發(fā)酵液中呈現(xiàn)出良好的香味。
另外，除不添加乳酸以外，其他均為同樣方法得到的試樣(比較例1)中，在發(fā)酵的最后階段，發(fā)現(xiàn)了有被認為是雜菌的微生物的繁殖，并且除了良好的釀造香以外，還有若干酸臭味。
之后，將所得到的發(fā)酵液的上清液取樣進行成分分析。因對咖啡豆品質產生不良影響的代表性雜菌有產生醋酸菌，所以，將上清液中的醋酸濃度用液相色譜法分析，以判斷產生醋酸菌有無增殖(即，產生醋酸菌增殖時，判斷為醋酸產生量增加，醋酸濃度增高)。而且，SAM2421生長發(fā)育的好壞以發(fā)酵成分的丙酮酸為指標，用液相色譜法測定評價了上清液中的丙酮酸濃度(即，SAM2421增殖時，判斷為丙酮酸產生量增加，丙酮酸濃度高)。
液相色譜法分析的裝置使用島津制作所的HPLC全套。色譜柱使用Shim-pack SCR-102H，電導檢測器使用CDD-6A檢測。柱溫箱的溫度為40℃，用含有對甲苯磺酸的Tris緩沖液進行反應和洗脫。用標準曲線定量。液相色譜法的結果如以下表1～2表示。
表1


表2


如此添加乳酸的試樣與比較例相比，醋酸濃度低，而丙酮酸的濃度高。即，通過在發(fā)酵液中添加乳酸，不僅可抑制雜菌的繁殖，還促進了有意識添加的微生物(發(fā)酵處理用微生物)的增殖·發(fā)酵。
之后，進行咖啡烘焙豆的評價。從發(fā)酵后的發(fā)酵液中取出生咖啡豆，控干水后，將固形成分用相當量的去離子水洗滌、去除，得到約300g生咖啡豆。將所得到的生咖啡豆中的100g用家用全自動咖啡豆烘焙機(CRPA-100 Tortoise株式會社)通過深度烘焙鍵操作進行烘焙。烘焙時間約25分鐘左右。然后，由5名咖啡的感官評價專業(yè)評委進行咖啡烘焙豆的感官評價。將試樣1及比較例1的各咖啡烘焙豆30g不經粉碎，以其原本形狀直接放入專用的感官品嘗杯中，蓋上品嘗杯蓋。感官評價時將蓋錯開，評價酯香、醋酸臭味2種。以弱(1分)、較弱(2分)、中等(3分)、較強(4分)、強(5分)的5等級，以0.5分為刻度單位進行了評價。用5人評價分的平均值表示。結果如表3所示。試樣1的咖啡烘焙豆和比較例1相比，具有良好的香味。
表3


使用上述試樣1及比較例1的咖啡烘焙豆配制了咖啡提取液。將各咖啡烘焙豆細磨，對于粉碎豆12g，加入100g開水攪拌。根據(jù)味覺判定(Cup Test)的規(guī)定方法，去除上浮的咖啡，進行了上清液的感官評價。由5名咖啡專業(yè)評委進行。評價項目為香氣(酯香、釀造香)、及味道(質感、酸味)的4種。從非常弱(1分)到5分(非常強)，以0.1分為刻度單位進行了評價。用5人評價分的平均值表示。結果如表4所示。與比較例1相比，實施例1的咖啡提取液的香氣、味道均良好。
表4


實施例2使用咖啡果實，探討了添加乳酸的影響。將咖啡果實(日本國沖繩縣產)1000g放入容量為5000ml的三角瓶中，添加1000ml的水。此時的pH值為5.5。在其中添加乳酸，使其為3000ppm，pH值為2.6(試樣2)。對照準備了不添加乳酸的樣品(比較例2)。
將發(fā)酵處理用微生物地霉種(Geotrichum sp.)SAM2421國際保藏編號FERM BP-10300以干重1g、通過規(guī)定方法進行復水添加。在23℃下、靜置72小時，使其發(fā)酵。觀察72時間后的發(fā)酵液的結果，添加了乳酸的試樣(試樣2)中，未發(fā)現(xiàn)SAM2421以外的菌的繁殖，且發(fā)酵液中呈現(xiàn)出良好的香味。
另外，除不添加乳酸以外，其他均為同樣方法得到的試樣(比較例2)中，在發(fā)酵的最后階段，發(fā)現(xiàn)了有被認為是雜菌的微生物的繁殖，并且除了良好的釀造香以外，還有若干酸臭味。
之后，將所得到的發(fā)酵液的上清液經時(24小時、48小時、72小時)采樣進行成分分析。
與上述實施例1同樣，因對咖啡豆品質產生不良影響的代表性雜菌有產生醋酸菌，所以，將上清液中的醋酸濃度用液相色譜法分析，以判斷產生醋酸菌有無增殖。而且，SAM2421株生長發(fā)育的好壞，以發(fā)酵成分的丙酮酸為指標，用液相色譜法測定評價了上清液中的丙酮酸濃度。
液相色譜法分析的裝置使用島津制作所的HPLC全套。色譜柱使用Shim-pack SCR-102H，電導檢測器使用CDD-6A檢測。柱溫箱的溫度為40℃，用含有對甲苯磺酸的Tris緩沖液進行反應和洗脫。用標準曲線定量。液相色譜法的結果如表5～表6表示。
表5


表6


如此添加了乳酸的試樣與比較例相比，醋酸濃度低，而丙酮酸的濃度高。即，通過在發(fā)酵液中添加乳酸，不僅抑制了雜菌的繁殖，還促進了有意識添加的微生物(發(fā)酵處理用微生物)的增殖·發(fā)酵。
之后，進行咖啡烘焙豆的評價。從發(fā)酵后的發(fā)酵液中取出生咖啡豆，控干水后，用55℃干燥器干燥48小時后，使用pulping machine(剝皮機)去除果肉和果皮，得到了約250g生咖啡豆。將所得到的生咖啡豆中的100g用家用全自動咖啡豆烘焙機(CRPA-100 Tortoise株式會社)通過深度烘焙鍵操作進行烘焙。烘焙時間約25分鐘左右。
然后，由5名咖啡的感官評價專業(yè)評委進行咖啡烘焙豆的感官評價。將試樣2及比較例2的各咖啡烘焙豆30g不經粉碎，以其原本形狀直接放入專用的感官品嘗杯中，蓋上品嘗杯蓋。感官評價時將蓋錯開，評價酯香、醋酸臭味2種。以弱(1分)、較弱(2分)、中等(3分)、較強(4分)、強(5分)的5等級，以0.5分為刻度單位進行了評價。用5人評價分的平均值表示。結果如表7所示。試樣2的咖啡烘焙豆與比較例2相比，具有良好的香味。
表7


使用上述比較例2及試樣2的咖啡烘焙豆配制了咖啡提取液。將各咖啡烘焙豆細磨，對于粉碎豆12g，加入100g開水攪拌。根據(jù)味覺判定(Cup Test)的規(guī)定方法，去除上浮的咖啡，進行了上清液的感官評價。由5名咖啡專業(yè)評委進行。評價項目為香氣(酯香、釀造香)、味道(質感、酸味)的4種。從非常弱(1分)到5分(非常強)，以0.1分為刻度單位進行了評價。用5人評價分的平均值表示。結果如表8所示。與比較例2相比，試樣2的咖啡提取液的香氣、味道均良好。
表8


實施例3使用墨西哥產冷凍咖啡果實確認添加乳酸的效果。發(fā)酵處理用微生物使用市場銷售的干燥葡萄酒酵母，并通過直接法進行發(fā)酵。將干燥葡萄酒酵母(Lalvin L2323、由SCETI COMPANY購入)15g復水活化后，于1000ml的水中植菌。向其中添加解凍后的墨西哥產冷凍咖啡果實1kg，使其與酵母接觸。此后，使用笊籬分離酵母溶液與咖啡果實后，移入容量為2L的瓶中，靜置3日使其發(fā)酵。確認添加乳酸的實驗組，使用了在酵母溶液(1L)中添加3000mg乳酸的試樣(試樣3)。添加咖啡果實后的酵母溶液的pH值為，不添加乳酸的試樣(比較例3)的pH值為5.8，添加乳酸使其為3000ppm的試樣(試樣3)的pH值為4.7。
對從上述比較例3及試樣3中得到的、發(fā)酵結束時咖啡果實的果肉中含有的醋酸含量進行了評價。
從上述比較例3及試樣3中得到的發(fā)酵結束后的咖啡果實(3粒～5粒)中取出果肉，將由其果肉榨取的果汁用水稀釋20倍，配制了果汁稀釋液。之后，用液相色譜法測定了其果汁稀釋液中醋酸的濃度(ppm)。
液相色譜法分析的裝置使用島津制作所的HPLC全套。色譜柱使用Shim-pack SCR-102H，電導檢測器使用CDD-6A檢測。柱溫箱的溫度為40℃，用含有對甲苯磺酸的Tris緩沖液進行反應和洗脫。用標準曲線定量。
表9


產生醋酸菌(給予咖啡豆品質不良影響的代表性雜菌)在咖啡果實中增殖時，醋酸產生量增加，果肉中含有的醋酸含量也增加，其結果，果汁中的醋酸濃度也增高了。比較例3的果肉中的醋酸濃度與試樣3的果肉中的醋酸濃度相比非常高。因此，從此處可看出，在試樣3中產生醋酸菌的增殖被抑制了。
之后，進行了咖啡烘焙豆的評價。對上述發(fā)酵后的咖啡果實，使用pulpingmachine(剝皮機)去除果肉和果皮，得到了約250g生咖啡豆。將所得到的生咖啡豆中的100g用家用全自動咖啡豆烘焙機(CRPA-100Tortoise株式會社)通過深度烘焙鍵操作進行烘焙。烘焙時間約25分鐘左右。然后，由5名咖啡的感官評價專業(yè)評委進行咖啡烘焙豆的感官評價。將比較例3及試樣3的各咖啡烘焙豆30g不經粉碎，以其原本形狀直接放入專用的感官品嘗杯中，蓋上品嘗杯蓋。感官評價時將蓋錯開，評價酯香、醋酸臭味2種。以弱(1分)、較弱(2分)、中等(3分)、較強(4分)、強(5分)的5等級，以0.5分為刻度單位進行了評價。用5人評價分的平均值表示。結果如表10所示。試樣3的咖啡烘焙豆與比較例3相比，具有良好的香味。
表10


使用上述比較例3及試樣3的咖啡烘焙豆配制了咖啡提取液。將各咖啡烘焙豆細磨，對于粉碎豆12g，加入100g開水攪拌。根據(jù)味覺判定(Cup Test)的規(guī)定方法，去除上浮的咖啡，進行了上清液的感官評價。由5名咖啡專業(yè)評委進行。評價項目為香氣(酯香、釀造香)、及味道(質感、酸味)的4種。從非常弱(1分)到5分(非常強)，以0.1分為刻度單位進行了評價。用5人評價分的平均值表示。結果如表11所示。與比較例3相比，試樣3的咖啡提取液的香氣、味道均良好。
表11


實施例4使用咖啡果實，探討了添加磷酸的影響。將咖啡果實(日本國沖繩縣產)1000g放入容量為3000ml的三角瓶中，添加1000ml的水。此時的pH值為5.5。添加磷酸，使其為3000ppm，pH值為2.4(試樣4)。作為對照，準備了不添加磷酸的樣品(比較例4)。
將發(fā)酵處理用微生物白地霉(Geotrichum candidum)IAM12700株(由日本國東京大學分子生物學研究所購入，以下稱IAM12700)，以干重1g、通過規(guī)定方法進行復水添加。在23℃下、靜置72小時使其發(fā)酵。觀察72時間后的發(fā)酵液的結果，添加了磷酸的試樣中，未發(fā)現(xiàn)IAM12700以外的菌的繁殖，且發(fā)酵液中呈現(xiàn)出良好的香味。
另外，除不添加磷酸以外，其他均為同樣方法得到的試樣(比較例4)中，在發(fā)酵的最后階段，有被認為是雜菌的微生物的繁殖，并且除了良好的釀造香以外，還有若干酸臭味。
之后，將所得到的發(fā)酵液的上清液取樣，進行最終組成的分析。因對咖啡豆品質產生不良影響的代表性雜菌有產生醋酸菌，所以，與上述實施例1同樣，將上清液中的磷酸及醋酸的濃度用液相色譜法分析，以判斷產生醋酸菌有無增殖。
液相色譜法分析的裝置，使用島津制作所的HPLC全套。色譜柱使用Shim-pack SCR-102H，電導檢測器使用CDD-6A檢測。柱溫箱的溫度為40℃，用含有對甲苯磺酸的Tris緩沖液進行反應和洗脫。用標準曲線定量。液相色譜法的結果如表12表示。
表12


如此添加了磷酸的試樣(試樣4)與比較例4相比，醋酸濃度低(即醋酸產生量為少量)，可見抑制了雜菌的繁殖。
之后，進行了咖啡烘焙豆的評價。從發(fā)酵液中取出發(fā)酵后的咖啡果實，控干水后，用55℃的干燥器干燥48小時后，再使用pulping machine(剝皮機)去除果肉和果皮，得到了約250g生咖啡豆。將所得到的生咖啡豆中的100g用家用全自動咖啡豆烘焙機(CRPA-100 Tortoise株式會社)通過深度烘焙鍵操作進行了烘焙。烘焙時間約25分鐘左右。然后，由5名咖啡的感官評價專業(yè)評委進行咖啡烘焙豆的感官評價。將比較例4及試樣4的各咖啡烘焙豆30g不經粉碎，以其原本形狀直接放入專用的感官品嘗杯中，蓋上品嘗杯蓋。感官評價時將蓋錯開，評價酯香、醋酸臭味2種。以弱(1分)、較弱(2分)、中等(3分)、較強(4分)、強(5分)的5等級，以0.5分為刻度單位進行了評價。用5人評價分的平均值表示。結果如表13所示。試樣4的咖啡烘焙豆與比較例4相比，具有良好的香味。
表13


使用上述比較例4及試樣4的咖啡烘焙豆配制了咖啡提取液。將各咖啡烘焙豆細磨，對于粉碎豆12g，加入100g開水攪拌。根據(jù)味覺判定(Cup Test)的規(guī)定方法，去除上浮的咖啡，進行了上清液的感官評價。由5名咖啡專業(yè)評委進行。評價項目為香氣(酯香、釀造香)、及味道(質感、酸味)的4種。從非常弱(1分)到5分(非常強)，以0.1分為刻度單位進行了評價。用5人評價分的平均值表示。結果如表14所示。與比較例4相比，試樣4的咖啡提取液的香氣、味道均良好。
表14


本發(fā)明以稱作精制、烘焙的咖啡果實加工處理行業(yè)為基礎，對由本發(fā)明處理的生咖啡豆的烘焙豆制造各種產品(普通咖啡、速溶咖啡、罐裝咖啡、咖啡香料等)的咖啡飲料類的制造行業(yè)非常有用，并可期待此產業(yè)會有更大的發(fā)展。
權利要求
1.生咖啡豆的處理方法，其包含通過使可分解成分與發(fā)酵處理用微生物接觸并進行發(fā)酵，再將由此產生的發(fā)酵成分賦予生咖啡豆的發(fā)酵過程，且還是在上述發(fā)酵過程中，在抑制產生醋酸的微生物增殖的pH值范圍內，使上述可分解成分與上述發(fā)酵處理用微生物接觸的生咖啡豆的處理方法。
2.權利要求1中所述的生咖啡豆的處理方法，其中上述生咖啡豆為從咖啡果實分離后的狀態(tài)、或為存在于咖啡果實內的狀態(tài)中的至少一種。
3.權利要求1或2中所述的生咖啡豆的處理方法，其中上述pH值為pH2.4～4.7。
4.權利要求1或2中所述的生咖啡豆的處理方法，其具有使用pH值調節(jié)劑調節(jié)到上述pH值范圍內的pH值調節(jié)過程。
5.權利要求4中所述的生咖啡豆的處理方法，其中上述pH值調節(jié)劑是乳酸及磷酸中的至少一種。
6.權利要求1或2中所述的生咖啡豆的處理方法，其中上述發(fā)酵處理用微生物，是由含有酵母、乳酸菌及半知菌的菌群中選擇的至少一種微生物。
7.權利要求6中所述的生咖啡豆的處理方法，其中上述酵母是葡萄酒發(fā)酵用酵母。
8.權利要求6中所述的生咖啡豆的處理方法，其中上述半知菌是屬于地霉屬的半知菌。
9.權利要求7中所述的生咖啡豆的處理方法，其中上述屬于地霉屬的半知菌，是地霉種SAM2421國際保藏編號FERM BP-10300或其突變體、或這些的轉化體。
10.權利要求1或2中所述的生咖啡豆的處理方法，其中上述可分解成分是果汁或咖啡果肉。
11.生咖啡豆，其是通過權利要求1或2中所述的生咖啡豆的處理方法得到的生咖啡豆。
12.咖啡烘焙豆，其是將權利要求11中所述的生咖啡豆烘焙處理后的咖啡烘焙豆。
13.咖啡飲料，其是以權利要求12中所述的咖啡烘焙豆為原料使用后得到的咖啡飲料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種由微生物進行發(fā)酵處理生咖啡豆時，可防止產生醋酸的雜菌的污染，并可賦予咖啡飲料以新型優(yōu)質香味的生咖啡豆的處理方法。因此，包含通過使可分解成分與發(fā)酵處理用微生物接觸并進行發(fā)酵，再將由此產生的發(fā)酵成分賦予生咖啡豆的發(fā)酵過程的生咖啡豆的處理方法，并在上述發(fā)酵過程中，在抑制產生醋酸的微生物增殖的pH值范圍內使上述可分解成分與上述發(fā)酵處理用微生物接觸。
文檔編號A23F5/02GK1879492SQ20061008067
公開日2006年12月20日 申請日期2006年5月25日 優(yōu)先權日2005年5月25日
發(fā)明者中島俊治, 四方秀子 申請人:三得利株式會社