通过控制pH值的生咖啡豆的处理方法

专利名称：通过控制pH值的生咖啡豆的处理方法
技术领域：
本发明涉及包含通过使可分解成分与发酵处理用微生物接触并进行发酵，再将由此产生的发酵成分赋予生咖啡豆的发酵过程的生咖啡豆的处理方法。
背景技术：
简单说明咖啡饮料的制造过程，首先，去除咖啡果实(被称作咖啡树的茜草科植物的果实)的外皮及果肉部分，分离生咖啡豆(精制过程)。通过对所得到的此生咖啡豆进行烘焙处理(roust)，可得到咖啡烘焙豆(烘焙过程)。且成为咖啡特有的味觉、香气源泉的成分(以下称为咖啡香味成分)在此烘焙过程中生成。之后粉碎其咖啡烘焙豆，把用开水等提取了咖啡香味成分的提取液作为咖啡饮料提供。
目前，咖啡饮料作为嗜好饮料，其需求日益增大，同时，消费者对咖啡饮料的嗜好也更多样化，所以需对咖啡香味进行各种改善。
为满足消费者的需求，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触，进行发酵处理后，将吸收了由微生物发酵产生的醇类和酯类等的生咖啡豆进行分离回收、烘焙，并以此烘焙豆为原料，制造咖啡饮料的方法(参照专利文献1)。
在上述专利文献1公开的方法中，发酵处理后的生咖啡豆被赋予了由醇类、酯类等形成的酿造香的独特香味。而且由其生咖啡豆的烘焙豆制成的咖啡饮料，不仅具有上述的酿造香，还增加了质感(表示醇厚感、饮后满足感、风味的浓郁感)，所以可制造出具有新型优质香味的咖啡饮料。
专利文献1国际公开编号WO2005/029969A1

发明内容
但是，在此方法中，由微生物进行发酵处理时，会产生由咖啡果实中定居的菌等造成的杂菌污染的问题。特别是由具有产生醋酸能力的杂菌(例如，醋酸菌等)造成污染时，生咖啡豆会吸收由杂菌产生的醋酸，使由此烘焙豆得到的咖啡饮料的感官品质显著降低。
鉴于上述实际情况，本发明提供一种，由微生物发酵处理生咖啡豆时，既可防止产生醋酸的杂菌的污染，又可赋予咖啡饮料以新型优质香味的生咖啡豆的处理方法。
本发明的第1特征构成的重点，是包含通过使可分解成分与发酵处理用微生物接触并进行发酵，再将由此产生的发酵成分赋予生咖啡豆的发酵过程的生咖啡豆的处理方法，且还是在上述发酵过程中，在抑制产生醋酸的微生物增殖的pH值范围内，使上述可分解成分与上述发酵处理用微生物接触的生咖啡豆的处理方法。
生咖啡豆(种子)位于咖啡果实的最内侧，具有为发芽具备的吸水特性。且以酵母等为代表的某种微生物分解(发酵)有机化合物(可分解成分)，产生醇类、有机酸类、酯类等(以下称发酵成分)。
因此，通过有可分解成分存在的某种微生物(发酵处理用微生物)进行发酵时，产生的发酵成分与水分同时被生咖啡豆吸收。其结果，通过烘焙如上得到的生咖啡豆，在烘焙过程中，不仅可生成通常的咖啡香味成分，还可得到含有由发酵产生的发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饮料中也被赋予了新型优质的香味。
所以，根据本发明的第1特征构成，在上述发酵过程中，由于是在抑制产生醋酸的微生物(以下称产生醋酸菌)增殖的pH值(以下称增殖抑制pH值)范围内使上述可分解成分与上述发酵处理用微生物接触，所以，可抑制发酵处理中醋酸的产生。而且，由于产生醋酸菌的原因抑制了可分解成分的浪费的同时，由发酵处理用微生物提高了可分解成分的利用率，使赋予咖啡饮料新型优质香味的发酵成分的产生量得以增加。其结果，与由上述传统技术得到的生咖啡豆相比，可得到发酵成分含量高，醋酸含量低，且更上乘的生咖啡豆。
本发明的第2特征构成的重点，是上述生咖啡豆为从咖啡果实分离后的状态或为存在于咖啡果实内的状态中的至少一种。
根据本发明的第2特征构成，如下述实施例1中所述，相当于上述生咖啡豆接受了精制处理，从咖啡果实分离的状态存在而进行上述发酵过程时，例如，可选择使用可分解成分的其他种类的果实及果汁，或适宜变更可分解成分、发酵处理用微生物与生咖啡豆接触时的顺序等的其他种类的设定。或如实施例2～4所述，上述生咖啡豆以存在于咖啡果实内的状态存在而进行上述发酵过程时，成为可分解成分的咖啡果肉与生咖啡豆以接近状态由微生物引起发酵。因此，由发酵产生的醇类、酯类等发酵成分易移入上述生咖啡豆。
本发明的第3特征构成的重点，是上述pH值为2.4～4.7。
根据本发明的第3特征构成，pH值为2.4～4.7时，可抑制产生醋酸菌的增殖，促进发酵处理用微生物的增殖。
本发明的第4特征构成的重点，是使用pH值调节剂调节到上述pH值范围内的pH值调节过程。
本发明的第4特征构成中所述的生咖啡豆的处理方法，具有pH值调节过程，在此过程中使用pH值调节剂时，可将可分解成分与发酵用微生物接触时的pH值简便地调节到增殖抑制pH值。上述pH值调节过程，优选在发酵过程开始前进行。并且，上述pH值调节过程如下述实施例中所述，可用各种形态进行。例如，先准备在较大量的水(例如，与咖啡果实等重量的量)中用稀浓度悬浮发酵用微生物的悬浮液，并在其悬浮液中添加pH值调节剂，将其pH值调节到增殖抑制pH值。之后，在其悬浮液中，通过将应进行发酵的咖啡果实浸渍再提出而使其接触后，可进行发酵过程(且此时主要的可分解成分是咖啡果实的果肉)。
并且，从咖啡果实分离精制生咖啡豆的水洗式精制过程中，将咖啡果实沉入水槽去除不纯物时，可预先准备添加了pH值调节剂、调节到增殖抑制pH值的水槽，将收获后的咖啡果实与发酵处理用微生物加入到其水槽中，以进行发酵过程(且此时主要的可分解成分是咖啡果实的果肉)。
本发明的第5特征构成的重点，是上述pH值调节剂是乳酸及磷酸中的至少一种。
根据本发明的第5特征构成，将乳酸及磷酸中的至少一种作为pH值调节剂使用，并使发酵液中的pH值降低到可抑制产生醋酸菌增殖的pH值(增殖抑制pH值)。作为既可抑制产生醋酸菌的增殖，又不对发酵处理后的生咖啡豆质量产生不良影响的酸，本发明者等锐意研究的结果，首次发现了乳酸及磷酸中的至少一种特别有效的事实。并且，因乳酸及磷酸既廉价又易获得，且被作为食品添加物利用，所以对人体安全无害。
本发明的第6特征构成的重点，是上述发酵处理用微生物是从含有酵母、乳酸菌及半知菌的菌群中选择的至少一种微生物。
本发明的第6特征构成所涉及的生咖啡豆的处理方法中，上述发酵处理用微生物使用从含有酵母、乳酸菌及半知菌的菌群中选择的至少一种微生物。这些微生物容易获得，且培养、保存等均可使用一般方法进行，所以使用方便。
本发明的第7特征构成的重点，是上述酵母是葡萄酒发酵用酵母。
本发明的第7特征构成所述的生咖啡豆的处理方法中，因发酵处理用微生物使用葡萄酒发酵用酵母，所以可赋予生咖啡豆以酿造香的有特征的香味，通过将其生咖啡豆作为原料使用，可得到在烘焙过程中不仅能生成通常的咖啡香味，而且还具有水果味的酿造香的、风味醇厚的咖啡饮料。
本发明的第8特征构成的重点，是上述半知菌是属于地霉(Geotrichum)属的半知菌。
本发明的第8特征构成所述的生咖啡豆的处理方法中，属于地霉(Geotrichum)属的半知菌，例如可使用白地霉(Geotrichum candidum)、Geotrichum rectangulatum、或Geotrichum klebahnii进行发酵处理。根据本方法，可赋予生咖啡豆新型的香味成分(发酵成分)。特别是把用上述微生物得到的生咖啡豆作为原料使用时，可得到具有在烘焙过程中生成的通常的咖啡香味、和协调(酒精臭味被抑制的)馥郁、芳醇的酯香，且风味醇厚的咖啡饮料。
本发明的第9特征构成的重点，是上述属于地霉(Geotrichum)属的半知菌是地霉种(Geotrichum sp.)SAM2421国际保藏编号FERM BP-10300或其突变体、或这些的转化体。
本发明的第9特征构成涉及的生咖啡豆的处理方法中，使用地霉种(Geotrichum sp.)SAM2421国际保藏编号FERM BP-10300(以下称SAM2421)。SAM2421是由本发明者等从咖啡果实中分离的新型微生物。此微生物，于2005年3月22日，保藏于日本国独立行政法人产业技术综合研究所专利生物保藏中心(日本国茨城县千叶市东1丁目1番地1中央第6)。通过使用SAM2421，可得到赋予了生咖啡豆新型香味成分(发酵成分)的、具有更馥郁、芳醇的酯香、且风味醇厚的咖啡饮料。而且本发明中，可适宜使用SAM2421或其突变体、或这些的转化体。例如，突变体可以是通过自发突变、人工诱变(由放射线、致突变物质处理)产生的突变体，转化体因是在SAM2421或其突变体导入了外源基因等，所以可分离使用发酵性能更优异(或具有处理容易等特征)的菌株。
本发明的第10特征构成的重点，是上述可分解成分是果汁或咖啡果肉。
根据本发明的第10特征构成，可分解成分使用果汁时，例如，葡萄果汁、桃果汁、苹果果汁等可适用。另外，咖啡果肉(包含糖分或其他营养成分的部分)是从咖啡果实获得生咖啡豆的精制过程中得到的副产物，通常是被废弃的，但在本发明中因可作为可分解成分有效利用，所以不需准备外源可分解成分，也无增大原料成本之担心。
本发明的第11特征构成的重点，是通过权利要求1或2中任一项所述的生咖啡豆的处理方法得到的生咖啡豆。
本发明的第11特征构成涉及的生咖啡豆，包含在咖啡饮料中赋予新型优质香味的发酵成分。
本发明的第12特征构成的重点，是烘焙处理了权利要求11中所述的生咖啡豆的咖啡烘焙豆。
本发明的第12特征构成涉及的咖啡烘焙豆，不仅包含在烘焙过程中生成的通常的咖啡香味成分，还包含由发酵产生的发酵成分形成的新型香味成分。
本发明的第13特征构成的重点，是将权利要求12中所述的咖啡烘焙豆作为原料使用后得到的咖啡饮料。
本发明的第13特征构成涉及的咖啡饮料，不仅具有通常的咖啡香味，还具有由发酵产生的发酵成分形成的新型优质香味。
具体实施例方式
以下说明本发明的实施形态。
(咖啡果实)本发明中的咖啡果实是指咖啡树的果实，其结构概括地说包括生咖啡豆(种子)、果肉(含有糖分及其他营养成分的部分)及外皮。更详细地说，生咖啡豆位于最内层，其周围按顺序覆盖着银皮(silver skin)、内果皮(parchment)、果肉、外皮。品种如Arabica种、Robusta种、Liberica种等均可适用。另外产地，如巴西产、埃塞俄比亚产、越南产、危地马拉产等均可适用，但无特别限制。且本实施形态中可使用的咖啡果实中，有未干燥及干燥状态，生咖啡豆为1时的重量比，每1粒中分别为“咖啡果实(未干燥)∶干燥咖啡果实∶生咖啡豆＝6∶4∶1”。
(生咖啡豆)从咖啡果实分离生咖啡豆的精制过程，可为非水洗式和水洗式两种。
非水洗式是指收获咖啡果实后，将其直接干燥后脱壳，除去外皮、果肉、内果皮、银皮等，得到生咖啡豆的方法。
水洗式是指收获咖啡果实后，沉入水槽内除去不纯物，用果肉去除机去除外皮和果肉后，再沉入水中溶解除去附着物，将水洗后干燥的产物脱壳，去除内果皮、银皮，以得到生咖啡豆的方法。
非水洗式的精制过程虽操作容易，但主要适用于气候干燥的地区。而水洗式的精制过程主要适用于多雨的地区。且1粒咖啡果实中可采收1粒或2粒生咖啡豆。
(可分解成分)本发明的发酵过程中使用的可分解成分，例如可为果肉、果汁、糖类、谷物类、培养基等，优选果汁或咖啡果肉。而本发明中所述的咖啡果肉，简单地说，是指咖啡果实(无论未干燥状态或干燥状态)中，除了生咖啡豆及外皮以外的全部的部分。
咖啡果肉，可使用不经过精制过程的咖啡果实的状态(必要时，可用刀等刻伤表面，使果肉的一部分露出)，或者也可使用在精制过程中，分离生咖啡豆时所得到的果肉的状态。另外，咖啡果肉可为未干燥物，亦可为干燥后产物。而且，不只限于咖啡果肉，可根据需要，使用葡萄果肉、樱桃果肉、桃果肉等其他的果肉，也可将含有咖啡果肉的这些果肉单独或任意组合后使用。
上述果肉以外的可分解成分，可例举为果汁(例如葡萄、桃、苹果等)、糖类(例如从甘蔗或甘薯等植物中得到的单糖、二糖、多糖等)、谷物类(例如使麦芽糖化后的麦芽汁等)、培养基等，但只要是微生物可分解的成分均无特别限制，可将含有果肉的这些可分解成分单独或任意组合后使用。
(咖啡果肉的露出方法)将咖啡果实直接使用，其中的咖啡果肉作为可分解成分使用时，为加快发酵速度，优选使咖啡果实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，可用锐利的刃物等刻伤收获后的咖啡果实，也可使用脱壳装置等给咖啡果实施加压力，使外皮上产生裂缝，但此时不能伤及生咖啡豆。另外，也可使用剥皮机，只剥除咖啡果实的外皮，以露出果肉。而且，收获咖啡果实时，对于偶然受伤后已至少露出了一部分果肉的果实，不需特别进行上述露出果肉的操作。使用精制过程中分离生咖啡豆时所得到的咖啡果肉时，也不必特殊进行上述露出果肉的操作，可另行加入生咖啡豆进行发酵。
(发酵处理用微生物)本发明中使用的发酵处理用微生物，在上述增殖抑制pH值的范围内，只要是能将上述可分解成分分解(发酵)的微生物(具有耐酸性的微生物)，均无特别限制。
具体的微生物可例举为酵母、乳酸菌、半知菌等。这些微生物因易获得，且操作容易，所以可优选使用。
酵母从食品的安全性上，优选使用在食品上有实际使用成果的葡萄酒发酵用酵母或啤酒发酵用酵母的酿造用酵母。葡萄酒发酵用酵母，例如可使用市场销售的干燥酵母，Lalvin L2323株(以下称L2323SCETICOMPANY公司)或CK S102株(以下称S102Bio Springer公司)等。通常L2323用于酿造红葡萄酒，S102用于酿造桃红葡萄酒(Rose Wine)。此时使用酵母时，可添加称为酿造香的有特征的香味。
乳酸菌只要是制造发酵乳、乳酸菌饮料、乳酪(cheese)发酵乳等时使用的公知的菌，均适用。例如，优选乳杆菌属(Lactobacillus)的乳酸菌。
半知菌，例如地霉(Geotrichum)属的白地霉(Geotrichum candidum)、Geotrichum rectangulatum、及Geotrichum klebahnii等可适用，更优选为地霉种(Geotrichum sp.)SAM2421国际保藏编号FERM BP-10300或其突变体、或这些的转化体。
分离属于地霉(Geotrichum)属的微生物得到的分离源，可例举为土壤、植物、空中、纤维、木材、室内粉尘、饲料、河流、青贮饲料、食品、果实、谷类、肥料、工厂排水、堆肥、排泄物、消化道等，优选为果实(咖啡果实)。
分离方法，例如，可以是将咖啡果实置于灭菌水中搅拌，取其上清液，涂抹于含有适当抗生物质的琼脂培养基上培养，以分离产生的菌落等的方法，也可从适当的菌种保藏机构等直接购入。
并且，本发明中所述突变体，是指包含自发突变产生的，或人工诱变(通过放射线、致突变物质处理等)后得到的，DNA的碱基序列与野生株地霉种(Geotrichum sp.)SAM2421国际保藏编导FERMBP-10300相比发生了变化的突变体。
(1)自发突变(spontaneous mutation)将微生物在通常环境下正常生长发育时发生的突变，称作自发突变。自发突变的主要原因是DNA复制时的错误、及内源性诱变剂(核苷酸类似物)(真木，《自发突变和修复机制》，细胞工程学Vol.13 No.8，pp.663-672，1994)。
(2)人工突变2-1.通过放射线、诱变剂(mutagen)处理通过紫外线、X光射线等的放射线处理，或烷基化剂的人工诱变剂处理，使DNA受损。其损伤在DNA复制过程中固定为突变。
2-2.PCR(polymerase chain reaction)法的利用PCR法因是在试管内扩增DNA，所以，细胞内抑制突变机制的一部分欠缺，可高频率地诱发突变。通过与基因改组法(Stemmer，″Rapid evolution of a protein in vitroby DNA shuffling″，Nature Vol.370，pp.389-391，Aug.1994)组合，可回避有害突变的积累，而在基因中积累多数的有利突变。
2-3.增变株(mutator)的利用几乎所有的生物均可通过抑制突变机制，使自发突变的发生率保持在非常低的水平。此抑制突变机制中，存在10种或大于10种的基因参与的、复数的阶段。因这些基因中的1个或复数个受到破坏的个体高频率地产生突变，所以被称为增变株。这些基因，被称为增变基因。(真木，《自发突变和修复机制》，细胞工程学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)。
本发明中所述的转化体，是指将其他种类生物所具有的基因(外源基因)人工导入到新型微生物[地霉种(Geotrichum sp.)SAM2421国际保藏编号FERM BP-10300]或其突变体中。其制法例如，将外源基因整合进适合的表达载体内，再将其表达载体用电穿孔法、磷酸钙法、脂质体法、DEAE葡聚糖法等公知的方法导入。
微生物为干燥状态时，可根据各自适合的方法进行复水。例如，使用干燥酵母时，可在37～41℃加温的水中悬浮20～30分钟后使用。
本发明中微生物的用量，只要能得到香味添加的效果，无特别限制，可依培养时间和成本适宜设定。例如，相对于生咖啡豆重量，酵母及乳酸菌为1.0×108cells/g～1.0×1010cells/g适当，半知菌的情况下，为1.0mg/g～10mg/g适当。
(产生醋酸的微生物)本发明中产生醋酸的微生物(产生醋酸菌)，例如可为具有氧化酒精能力的醋杆菌(Acetobacter)属及葡糖醋杆菌(Gluconacetobacter)属等的醋酸菌类，但并不限于此，还包含主要产生醋酸，但也可产生其他有机酸(柠檬酸、琥珀酸、苹果酸等)、酒精等种种有机化合物的微生物。
(pH值调节过程)本发明的发酵过程中，使发酵处理用微生物接触可分解成分时，可抑制产生醋酸的微生物增殖的pH值的范围，优选为2～5，特别优选为2.4～4.7。因此，如可分解成分与发酵处理用微生物接触时的环境不在此pH值范围内时，优选使用pH值调节剂调节pH值。
pH值调节剂，例如可为柠檬酸、苹果酸、乳酸、磷酸等的酸，但优选为乳酸或磷酸。且其他pH值调节剂，可使用这些酸的盐，或使用含有这些酸和其盐的缓冲液。
pH值调节过程，可在可分解成分与发酵处理用微生物接触前或之后进行。优选为，通过在可分解成分与发酵处理用微生物接触前进行，可在可分解成分与发酵处理用微生物一开始接触，其杂菌的繁殖即被抑制的状态下开始上述发酵过程。
(发酵过程)1.微生物与可分解成分的接触方法本发明的发酵过程中，使微生物与可分解成分接触的方法，例如可为以下方法。
(a)直接法直接法是在生咖啡豆的存在下，使微生物直接接触可分解成分的方法。例如，在用刀等刻伤表面后、使咖啡果肉露出了一部分的咖啡果实(或精制过程中，分离生咖啡豆时所得到的咖啡果肉与生咖啡豆的混合物)上，把在使用pH值调节剂、并将其pH值调整到增殖抑制pH值的水中悬浮上述发酵处理用微生物后的悬浮液喷雾或散布，以使其直接接触而进行发酵。或先准备好以稀浓度在较大量的水(例如，与咖啡果实等重量程度的量)中悬浮发酵处理用微生物的悬浮液，并在其悬浮液中，添加pH值调节剂，将其pH调节到增殖抑制pH值。之后，使应发酵的咖啡果实在其悬浮液中，通过浸渍后提出进行接触后，使其发酵。
特别是使用露出了一部分果肉的咖啡果实进行发酵时，因微生物易由露出部分侵入咖啡果实内，且可分解的糖分等高浓度局部存在于果肉中，所以可进行高效发酵，同时，因生咖啡豆存在于其近处，所以由发酵生成的醇类、酯类等发酵成分可迅速转移到生咖啡豆中。而且，使用干燥后的咖啡果实(或咖啡果肉)时，可在使其含有适当水分的状态下进行发酵。
(b)间接法间接法是准备好盛有发酵液的发酵槽，在使用pH值调节剂、调节到增殖抑制pH值的发酵液中，加入生咖啡豆、可分解成分及微生物，使发酵处理用微生物与发酵液中溶解出的可分解成分接触的方法。例如，将发酵处理用微生物、与使用刀等刻伤表面后露出了一部分咖啡果肉的咖啡果实(或精制过程中，分离生咖啡豆时所得到的咖啡果肉与生咖啡豆的混合物)，添加于预先调节到增殖抑制pH值的发酵液中，使其发酵。此时，因果肉已露出，所以，果肉中的糖分等易溶解于发酵液中，从而由发酵处理用微生物可促进发酵。
2.发酵条件微生物的发酵条件是，只要至少瞬间能满足在抑制产生醋酸的微生物增殖的pH值的范围内，使上述可分解成分与上述发酵处理用微生物接触的条件(例如，调节到相关pH值的范围后开始本过程，在发酵成分的产生进行到活跃时期时调节到相关的pH值范围等)，均无特别限制。可根据需要，适宜设定适合发酵的条件〔例如，使用微生物的种类及其菌量(初期菌数)、可分解成分的种类及量(浓度)、温度、湿度、氧或二氧化碳浓度、发酵时间等〕。或其他的例如，除上述可分解成分以外，可根据需要辅助性添加用于补充氮源或碳源的市场销售的营养培养基等。
在本发明的发酵过程中，为防止杂菌(包含产生醋酸菌)污染，抑制杂菌的繁殖，可分别将温度、二氧化碳浓度等条件单独、或适宜任意组合控制后，进行发酵。例如，可在15～30℃的低温环境下进行发酵，或也可在提高了二氧化碳浓度(或氧浓度)的更嫌气(或好气的)的条件下进行发酵等。
或在本发明的发酵过程中，在用自动及/或手动可控制上述发酵条件〔例如，使用微生物的种类及其菌量(初期菌数)、可分解成分的种类及量(浓度)、温度、湿度、pH值、氧或二氧化碳的浓度、发酵时间等〕的设备·装置(例如，恒温槽、发酵罐或贮藏库)中进行发酵过程。
且发酵过程中所需时间无限定，可根据被添加香味的品质·强度、或微生物及可分解成分适宜选择。另外，也可将可分解成分的枯竭作为基准结束发酵过程。
结束发酵过程时，可将加热灭菌、水洗、自然晾干、分离可分解成分和生咖啡豆、或烘焙处理单独进行，或任意组合进行后使其结束。例如，使用干燥机时，可用50～60℃、干燥1～3日左右，以结束发酵。
且本发明中，也可通过分别适宜选择微生物(可选择2种或大于2种的微生物，将其同时使用)及发酵条件，任意组合，使生咖啡豆添加各种香味。
3.发酵过程的一例在此，说明使用咖啡果实进行发酵的例子。
例如，本发明可在生咖啡豆的精制过程中进行发酵过程。
非水洗式精制过程，例如，收获咖啡果实后，通过上述直接法使发酵处理用微生物接触并发酵后，进行干燥。
水洗式精制过程，例如，收获咖啡果实后，沉入水槽内除去不纯物时，使用适当的pH值调节剂，将水槽中水的pH值调节到增殖抑制pH值，再通过上述间接法，将发酵处理用微生物与咖啡果实一齐加入其水槽(发酵槽)中进行发酵。
而且本发明也可在收获咖啡果实前，以在树上生长的状态使果肉露出，然后通过上述直接法进行发酵。
结束了发酵过程的咖啡果实，在其后，可用水等冲洗分离发酵处理用微生物之后，或使发酵处理用微生物以附着的状态，按通常的精制过程除去果肉，脱壳，以分离生咖啡豆。
如此分离的生咖啡豆，可用通常的方法进行烘焙处理，可得到烘焙程度不同的种种咖啡烘焙豆(轻度烘焙～意大利式烘焙)。
所得到的咖啡烘焙豆经过粉碎、加水、通过过滤材料过滤提取后，除可供作为普通咖啡饮用外，还可作为工业用原料用于速溶咖啡、咖啡提取物、罐装咖啡等。
以下，由实施例具体说明本发明，但本发明不限于此。
实施例使用葡萄汁(mosto)(葡萄酒的酿造原料液)作为可分解成分，探讨了添加乳酸的影响。
在容量为2000ml的三角瓶中，将智利产红葡萄浓缩液用水稀释，添加比重为1.084(15℃)的红葡萄汁(mosto)1000g。所得到的红葡萄汁(mosto)的pH值为5.0。在其中，添加乳酸，使其为730ppm时，pH值为4.0(试样1)。作为对照，准备了不添加乳酸的样品(比较例1)。
发酵处理用微生物，添加地霉种(Geotrichum sp.)SAM2421国际保藏编号FERM BP-10300(以下称SAM2421)，将干重0.1g根据规定方法复水添加。向其中添加300g生咖啡豆(巴西产Santos No.2)，23℃、静置72小时以使其发酵。
观察72小时后的发酵液的结果，在添加了乳酸的试样(试样1)中，未发现有SAM2421以外的菌的繁殖，且在发酵液中呈现出良好的香味。
另外，除不添加乳酸以外，其他均为同样方法得到的试样(比较例1)中，在发酵的最后阶段，发现了有被认为是杂菌的微生物的繁殖，并且除了良好的酿造香以外，还有若干酸臭味。
之后，将所得到的发酵液的上清液取样进行成分分析。因对咖啡豆品质产生不良影响的代表性杂菌有产生醋酸菌，所以，将上清液中的醋酸浓度用液相色谱法分析，以判断产生醋酸菌有无增殖(即，产生醋酸菌增殖时，判断为醋酸产生量增加，醋酸浓度增高)。而且，SAM2421生长发育的好坏以发酵成分的丙酮酸为指标，用液相色谱法测定评价了上清液中的丙酮酸浓度(即，SAM2421增殖时，判断为丙酮酸产生量增加，丙酮酸浓度高)。
液相色谱法分析的装置使用岛津制作所的HPLC全套。色谱柱使用Shim-pack SCR-102H，电导检测器使用CDD-6A检测。柱温箱的温度为40℃，用含有对甲苯磺酸的Tris缓冲液进行反应和洗脱。用标准曲线定量。液相色谱法的结果如以下表1～2表示。
表1


表2


如此添加乳酸的试样与比较例相比，醋酸浓度低，而丙酮酸的浓度高。即，通过在发酵液中添加乳酸，不仅可抑制杂菌的繁殖，还促进了有意识添加的微生物(发酵处理用微生物)的增殖·发酵。
之后，进行咖啡烘焙豆的评价。从发酵后的发酵液中取出生咖啡豆，控干水后，将固形成分用相当量的去离子水洗涤、去除，得到约300g生咖啡豆。将所得到的生咖啡豆中的100g用家用全自动咖啡豆烘焙机(CRPA-100 Tortoise株式会社)通过深度烘焙键操作进行烘焙。烘焙时间约25分钟左右。然后，由5名咖啡的感官评价专业评委进行咖啡烘焙豆的感官评价。将试样1及比较例1的各咖啡烘焙豆30g不经粉碎，以其原本形状直接放入专用的感官品尝杯中，盖上品尝杯盖。感官评价时将盖错开，评价酯香、醋酸臭味2种。以弱(1分)、较弱(2分)、中等(3分)、较强(4分)、强(5分)的5等级，以0.5分为刻度单位进行了评价。用5人评价分的平均值表示。结果如表3所示。试样1的咖啡烘焙豆和比较例1相比，具有良好的香味。
表3


使用上述试样1及比较例1的咖啡烘焙豆配制了咖啡提取液。将各咖啡烘焙豆细磨，对于粉碎豆12g，加入100g开水搅拌。根据味觉判定(Cup Test)的规定方法，去除上浮的咖啡，进行了上清液的感官评价。由5名咖啡专业评委进行。评价项目为香气(酯香、酿造香)、及味道(质感、酸味)的4种。从非常弱(1分)到5分(非常强)，以0.1分为刻度单位进行了评价。用5人评价分的平均值表示。结果如表4所示。与比较例1相比，实施例1的咖啡提取液的香气、味道均良好。
表4


实施例2使用咖啡果实，探讨了添加乳酸的影响。将咖啡果实(日本国冲绳县产)1000g放入容量为5000ml的三角瓶中，添加1000ml的水。此时的pH值为5.5。在其中添加乳酸，使其为3000ppm，pH值为2.6(试样2)。对照准备了不添加乳酸的样品(比较例2)。
将发酵处理用微生物地霉种(Geotrichum sp.)SAM2421国际保藏编号FERM BP-10300以干重1g、通过规定方法进行复水添加。在23℃下、静置72小时，使其发酵。观察72時間后的发酵液的结果，添加了乳酸的试样(试样2)中，未发现SAM2421以外的菌的繁殖，且发酵液中呈现出良好的香味。
另外，除不添加乳酸以外，其他均为同样方法得到的试样(比较例2)中，在发酵的最后阶段，发现了有被认为是杂菌的微生物的繁殖，并且除了良好的酿造香以外，还有若干酸臭味。
之后，将所得到的发酵液的上清液经时(24小时、48小时、72小时)采样进行成分分析。
与上述实施例1同样，因对咖啡豆品质产生不良影响的代表性杂菌有产生醋酸菌，所以，将上清液中的醋酸浓度用液相色谱法分析，以判断产生醋酸菌有无增殖。而且，SAM2421株生长发育的好坏，以发酵成分的丙酮酸为指标，用液相色谱法测定评价了上清液中的丙酮酸浓度。
液相色谱法分析的装置使用岛津制作所的HPLC全套。色谱柱使用Shim-pack SCR-102H，电导检测器使用CDD-6A检测。柱温箱的温度为40℃，用含有对甲苯磺酸的Tris缓冲液进行反应和洗脱。用标准曲线定量。液相色谱法的结果如表5～表6表示。
表5


表6


如此添加了乳酸的试样与比较例相比，醋酸浓度低，而丙酮酸的浓度高。即，通过在发酵液中添加乳酸，不仅抑制了杂菌的繁殖，还促进了有意识添加的微生物(发酵处理用微生物)的增殖·发酵。
之后，进行咖啡烘焙豆的评价。从发酵后的发酵液中取出生咖啡豆，控干水后，用55℃干燥器干燥48小时后，使用pulping machine(剥皮机)去除果肉和果皮，得到了约250g生咖啡豆。将所得到的生咖啡豆中的100g用家用全自动咖啡豆烘焙机(CRPA-100 Tortoise株式会社)通过深度烘焙键操作进行烘焙。烘焙时间约25分钟左右。
然后，由5名咖啡的感官评价专业评委进行咖啡烘焙豆的感官评价。将试样2及比较例2的各咖啡烘焙豆30g不经粉碎，以其原本形状直接放入专用的感官品尝杯中，盖上品尝杯盖。感官评价时将盖错开，评价酯香、醋酸臭味2种。以弱(1分)、较弱(2分)、中等(3分)、较强(4分)、强(5分)的5等级，以0.5分为刻度单位进行了评价。用5人评价分的平均值表示。结果如表7所示。试样2的咖啡烘焙豆与比较例2相比，具有良好的香味。
表7


使用上述比较例2及试样2的咖啡烘焙豆配制了咖啡提取液。将各咖啡烘焙豆细磨，对于粉碎豆12g，加入100g开水搅拌。根据味觉判定(Cup Test)的规定方法，去除上浮的咖啡，进行了上清液的感官评价。由5名咖啡专业评委进行。评价项目为香气(酯香、酿造香)、味道(质感、酸味)的4种。从非常弱(1分)到5分(非常强)，以0.1分为刻度单位进行了评价。用5人评价分的平均值表示。结果如表8所示。与比较例2相比，试样2的咖啡提取液的香气、味道均良好。
表8


实施例3使用墨西哥产冷冻咖啡果实确认添加乳酸的效果。发酵处理用微生物使用市场销售的干燥葡萄酒酵母，并通过直接法进行发酵。将干燥葡萄酒酵母(Lalvin L2323、由SCETI COMPANY购入)15g复水活化后，于1000ml的水中植菌。向其中添加解冻后的墨西哥产冷冻咖啡果实1kg，使其与酵母接触。此后，使用笊篱分离酵母溶液与咖啡果实后，移入容量为2L的瓶中，静置3日使其发酵。确认添加乳酸的实验组，使用了在酵母溶液(1L)中添加3000mg乳酸的试样(试样3)。添加咖啡果实后的酵母溶液的pH值为，不添加乳酸的试样(比较例3)的pH值为5.8，添加乳酸使其为3000ppm的试样(试样3)的pH值为4.7。
对从上述比较例3及试样3中得到的、发酵结束时咖啡果实的果肉中含有的醋酸含量进行了评价。
从上述比较例3及试样3中得到的发酵结束后的咖啡果实(3粒～5粒)中取出果肉，将由其果肉榨取的果汁用水稀释20倍，配制了果汁稀释液。之后，用液相色谱法测定了其果汁稀释液中醋酸的浓度(ppm)。
液相色谱法分析的装置使用岛津制作所的HPLC全套。色谱柱使用Shim-pack SCR-102H，电导检测器使用CDD-6A检测。柱温箱的温度为40℃，用含有对甲苯磺酸的Tris缓冲液进行反应和洗脱。用标准曲线定量。
表9


产生醋酸菌(给予咖啡豆品质不良影响的代表性杂菌)在咖啡果实中增殖时，醋酸产生量增加，果肉中含有的醋酸含量也增加，其结果，果汁中的醋酸浓度也增高了。比较例3的果肉中的醋酸浓度与试样3的果肉中的醋酸浓度相比非常高。因此，从此处可看出，在试样3中产生醋酸菌的增殖被抑制了。
之后，进行了咖啡烘焙豆的评价。对上述发酵后的咖啡果实，使用pulpingmachine(剥皮机)去除果肉和果皮，得到了约250g生咖啡豆。将所得到的生咖啡豆中的100g用家用全自动咖啡豆烘焙机(CRPA-100Tortoise株式会社)通过深度烘焙键操作进行烘焙。烘焙时间约25分钟左右。然后，由5名咖啡的感官评价专业评委进行咖啡烘焙豆的感官评价。将比较例3及试样3的各咖啡烘焙豆30g不经粉碎，以其原本形状直接放入专用的感官品尝杯中，盖上品尝杯盖。感官评价时将盖错开，评价酯香、醋酸臭味2种。以弱(1分)、较弱(2分)、中等(3分)、较强(4分)、强(5分)的5等级，以0.5分为刻度单位进行了评价。用5人评价分的平均值表示。结果如表10所示。试样3的咖啡烘焙豆与比较例3相比，具有良好的香味。
表10


使用上述比较例3及试样3的咖啡烘焙豆配制了咖啡提取液。将各咖啡烘焙豆细磨，对于粉碎豆12g，加入100g开水搅拌。根据味觉判定(Cup Test)的规定方法，去除上浮的咖啡，进行了上清液的感官评价。由5名咖啡专业评委进行。评价项目为香气(酯香、酿造香)、及味道(质感、酸味)的4种。从非常弱(1分)到5分(非常强)，以0.1分为刻度单位进行了评价。用5人评价分的平均值表示。结果如表11所示。与比较例3相比，试样3的咖啡提取液的香气、味道均良好。
表11


实施例4使用咖啡果实，探讨了添加磷酸的影响。将咖啡果实(日本国冲绳县产)1000g放入容量为3000ml的三角瓶中，添加1000ml的水。此时的pH值为5.5。添加磷酸，使其为3000ppm，pH值为2.4(试样4)。作为对照，准备了不添加磷酸的样品(比较例4)。
将发酵处理用微生物白地霉(Geotrichum candidum)IAM12700株(由日本国东京大学分子生物学研究所购入，以下称IAM12700)，以干重1g、通过规定方法进行复水添加。在23℃下、静置72小时使其发酵。观察72時間后的发酵液的结果，添加了磷酸的试样中，未发现IAM12700以外的菌的繁殖，且发酵液中呈现出良好的香味。
另外，除不添加磷酸以外，其他均为同样方法得到的试样(比较例4)中，在发酵的最后阶段，有被认为是杂菌的微生物的繁殖，并且除了良好的酿造香以外，还有若干酸臭味。
之后，将所得到的发酵液的上清液取样，进行最终组成的分析。因对咖啡豆品质产生不良影响的代表性杂菌有产生醋酸菌，所以，与上述实施例1同样，将上清液中的磷酸及醋酸的浓度用液相色谱法分析，以判断产生醋酸菌有无增殖。
液相色谱法分析的装置，使用岛津制作所的HPLC全套。色谱柱使用Shim-pack SCR-102H，电导检测器使用CDD-6A检测。柱温箱的温度为40℃，用含有对甲苯磺酸的Tris缓冲液进行反应和洗脱。用标准曲线定量。液相色谱法的结果如表12表示。
表12


如此添加了磷酸的试样(试样4)与比较例4相比，醋酸浓度低(即醋酸产生量为少量)，可见抑制了杂菌的繁殖。
之后，进行了咖啡烘焙豆的评价。从发酵液中取出发酵后的咖啡果实，控干水后，用55℃的干燥器干燥48小时后，再使用pulping machine(剥皮机)去除果肉和果皮，得到了约250g生咖啡豆。将所得到的生咖啡豆中的100g用家用全自动咖啡豆烘焙机(CRPA-100 Tortoise株式会社)通过深度烘焙键操作进行了烘焙。烘焙时间约25分钟左右。然后，由5名咖啡的感官评价专业评委进行咖啡烘焙豆的感官评价。将比较例4及试样4的各咖啡烘焙豆30g不经粉碎，以其原本形状直接放入专用的感官品尝杯中，盖上品尝杯盖。感官评价时将盖错开，评价酯香、醋酸臭味2种。以弱(1分)、较弱(2分)、中等(3分)、较强(4分)、强(5分)的5等级，以0.5分为刻度单位进行了评价。用5人评价分的平均值表示。结果如表13所示。试样4的咖啡烘焙豆与比较例4相比，具有良好的香味。
表13


使用上述比较例4及试样4的咖啡烘焙豆配制了咖啡提取液。将各咖啡烘焙豆细磨，对于粉碎豆12g，加入100g开水搅拌。根据味觉判定(Cup Test)的规定方法，去除上浮的咖啡，进行了上清液的感官评价。由5名咖啡专业评委进行。评价项目为香气(酯香、酿造香)、及味道(质感、酸味)的4种。从非常弱(1分)到5分(非常强)，以0.1分为刻度单位进行了评价。用5人评价分的平均值表示。结果如表14所示。与比较例4相比，试样4的咖啡提取液的香气、味道均良好。
表14


本发明以称作精制、烘焙的咖啡果实加工处理行业为基础，对由本发明处理的生咖啡豆的烘焙豆制造各种产品(普通咖啡、速溶咖啡、罐装咖啡、咖啡香料等)的咖啡饮料类的制造行业非常有用，并可期待此产业会有更大的发展。
权利要求
1.生咖啡豆的处理方法，其包含通过使可分解成分与发酵处理用微生物接触并进行发酵，再将由此产生的发酵成分赋予生咖啡豆的发酵过程，且还是在上述发酵过程中，在抑制产生醋酸的微生物增殖的pH值范围内，使上述可分解成分与上述发酵处理用微生物接触的生咖啡豆的处理方法。
2.权利要求1中所述的生咖啡豆的处理方法，其中上述生咖啡豆为从咖啡果实分离后的状态、或为存在于咖啡果实内的状态中的至少一种。
3.权利要求1或2中所述的生咖啡豆的处理方法，其中上述pH值为pH2.4～4.7。
4.权利要求1或2中所述的生咖啡豆的处理方法，其具有使用pH值调节剂调节到上述pH值范围内的pH值调节过程。
5.权利要求4中所述的生咖啡豆的处理方法，其中上述pH值调节剂是乳酸及磷酸中的至少一种。
6.权利要求1或2中所述的生咖啡豆的处理方法，其中上述发酵处理用微生物，是由含有酵母、乳酸菌及半知菌的菌群中选择的至少一种微生物。
7.权利要求6中所述的生咖啡豆的处理方法，其中上述酵母是葡萄酒发酵用酵母。
8.权利要求6中所述的生咖啡豆的处理方法，其中上述半知菌是属于地霉属的半知菌。
9.权利要求7中所述的生咖啡豆的处理方法，其中上述属于地霉属的半知菌，是地霉种SAM2421国际保藏编号FERM BP-10300或其突变体、或这些的转化体。
10.权利要求1或2中所述的生咖啡豆的处理方法，其中上述可分解成分是果汁或咖啡果肉。
11.生咖啡豆，其是通过权利要求1或2中所述的生咖啡豆的处理方法得到的生咖啡豆。
12.咖啡烘焙豆，其是将权利要求11中所述的生咖啡豆烘焙处理后的咖啡烘焙豆。
13.咖啡饮料，其是以权利要求12中所述的咖啡烘焙豆为原料使用后得到的咖啡饮料。
全文摘要
本发明提供一种由微生物进行发酵处理生咖啡豆时，可防止产生醋酸的杂菌的污染，并可赋予咖啡饮料以新型优质香味的生咖啡豆的处理方法。因此，包含通过使可分解成分与发酵处理用微生物接触并进行发酵，再将由此产生的发酵成分赋予生咖啡豆的发酵过程的生咖啡豆的处理方法，并在上述发酵过程中，在抑制产生醋酸的微生物增殖的pH值范围内使上述可分解成分与上述发酵处理用微生物接触。
文档编号A23F5/02GK1879492SQ20061008067
公开日2006年12月20日 申请日期2006年5月25日 优先权日2005年5月25日
发明者中岛俊治, 四方秀子 申请人:三得利株式会社