一种微生物发酵增加烘焙咖啡豆中吡嗪类成分的方法

本发明涉及一种微生物发酵增加烘焙咖啡豆中吡嗪类成分的方法，属于食品加工。

背景技术：

1、咖啡，原产于非洲埃塞俄比亚和刚果地区，是世界上最受欢迎的非酒精饮料。主要种植在南北纬20度之间的热带区域，是50多个发展中国家的主要经济作物。咖啡主要有大粒种利比里亚(liberia)、中粒种罗布斯塔(robusta)和小粒种阿拉比卡(arabica)三大品种，其中阿拉比卡的商业利用价值较高，占咖啡市场的75％以上，在云南省普洱市、保山市、德宏州等州市广泛种植。据统计，云南省咖啡种植面积、产量和农业产值均占全国的98％以上，且由于低纬度、高海拔、昼夜温差大等气候特点，使云南地区的咖啡具有香气浓郁、口感醇厚、气味清新、浓而不烈的特点，深入市场和消费者的青睐。但作为云南省的主要种植品种的——卡蒂姆的精品率较低，使其高值化利用收到限制。研究发现，咖啡鲜果的初加工方式对咖啡的化学成分和感官组成影响较大，是保持和提高咖啡饮料的风味品质重要途径。目前，咖啡的初加工方式有干法加工、湿法加工、蜜处理等。但是，这些初加工方式存在加工工艺具有批次性、单一性的特点，无法精确控制每批咖啡鲜果的品质。elhalis在湿法发酵过程中接种酵母菌并与自然发酵对比，发现接种酵母菌的咖啡生豆中醇、醛、酯和有机酸等成分是对照的2-3倍，且在杯测评分中在风味、香气和酸度方面优于对照组，表明酵母菌在改善咖啡风味品质方面具有重要作用。然而上述研究主要集中于酵母菌对咖啡综合品质的评价，还未见通过微生物发酵提高烘焙咖啡的特定风味品质成分的相关报道。研究表明，吡嗪类物质主要赋予咖啡坚果香、烘焙香以及甜香，是咖啡当中赋予风味的标致性物质。目前现有的加工工艺对特定风味品质成分影响的研究较少，因此，提供一种能够明显提高咖啡吡嗪类成分的加工工艺具有重要的应用价值。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种可靠的控制咖啡初加工品质，提高烘焙咖啡中吡嗪类物质的咖啡鲜果加工工艺。

2、本发明提供了一种提高咖啡豆中吡嗪含量的方法，用酿酒酵母和/或植物乳杆菌发酵咖啡豆。

3、在一种实施方式中，所述酿酒酵母包括但不限于酿酒酵母bio-53395，所述植物乳杆菌包括但不限于植物乳杆菌bio-53266。

4、在一种实施方式中，所述酿酒酵母的接种量为1×106～1×108cell/g咖啡豆，所述植物乳杆菌的接种量为1×105～1×107cell/g咖啡豆。

5、在一种实施方式中，所述发酵的条件为：培养温度28℃，发酵时间72h。

6、在一种实施方式中，所述咖啡豆包括但不限于阿拉比卡。

7、本发明还提供了一种增加烘焙咖啡豆中吡嗪类物质成分的加工工艺，包括以下步骤：(1)咖啡鲜果处理：选择小粒种咖啡，主要为云南的小粒种咖啡鲜果进行清洗、除杂、脱皮等；(2)微生物接种发酵：将去皮的咖啡鲜果接种酵母菌和乳酸菌进行发酵；(3)烘干处理至得到咖啡生豆：将发酵过的咖啡豆进行洗涤后干燥至含水量在10％—12％左右，然后进行脱壳处理，得到咖啡生豆；(4)烘焙：将咖啡生豆分别称取350g，挑去瑕疵豆后进行烘焙，得到咖啡豆。

8、在一种实施方式中，步骤(2)中，微生物接种发酵具体包括：

9、将酿酒酵母菌株进行解冻、活化后，于ym培养基中培养8—24h，细胞离心(7000rpm，10min)回收，再悬浮于500ml无菌水中用于接种；

10、将植物乳杆菌菌株进行解冻、活化后，于mrs培养基中培养6——12h，细胞离心(7000rpm，10min)回收，再悬浮于500ml无菌水中用于接种；

11、将所述酿酒酵母、植物乳杆菌或酿酒酵母与植物乳杆菌的混合菌种接种于去皮咖啡豆中。

12、在一种实施方式中，酿酒酵母的接种量为1×106～1×108cell/g咖啡豆，植物乳杆菌的接种量为1×105～1×107cell/g咖啡豆。

13、在一种实施方式中，所述ym液体培养基包括酵母粉3g，麦芽提取物3g，葡萄糖10g，蛋白胨5g,蒸馏水1000ml，ph 6.2，115℃湿热灭菌20min。

14、在一种实施方式中，所述mrs液体培养基包括酪蛋白胨10g，牛肉浸取物10g，酵母提取液5g，葡萄糖20g，乙酸钠5g，柠檬酸二胺2g，磷酸氢二钾2g，七水硫酸锰0.05g，七水硫酸镁0.2g，碳酸钙20g，吐温80 1g，蒸馏水1000ml，ph 6.8，115℃湿热灭菌20min。

15、在一种实施方式中，步骤(3)中的洗涤方式为清水洗涤至无粘液附着在咖啡豆表面，所述干燥方式为日晒干燥。

16、在一种实施方式中，步骤(4)中烘焙条件为230℃预热10分钟，入锅150℃，烘焙9min。

17、本加工所示加工工艺可适用于所有品种的咖啡鲜果的加工，但更加适用于小粒种咖啡鲜果的加工，按照本发明的加工方法得到的咖啡豆在挥发性物质种类、含量和感官评价方面均有所改变，达到了提高咖啡风味品质，尤其是吡嗪类物质含量的效果。

18、有益效果：

19、本发明提供了一种咖啡加工工艺，利用微生物发酵来实现咖啡的初加工工艺的可控性，所述工艺科学合理的提高了烘焙咖啡豆中吡嗪类物质的含量，其中植物乳杆菌发酵的烘焙咖啡豆中的吡嗪类物质是自然发酵的3.14倍，显著提高了咖啡豆的“坚果”、“巧克力”风味，提高了咖啡的风味品质。并且能够更好的控制咖啡的风味品质，实现咖啡风味的可重复性。

技术特征：

1.一种提高咖啡豆中吡嗪含量的方法，其特征在于，用酿酒酵母和/或植物乳杆菌发酵咖啡豆。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酿酒酵母包括但不限于酿酒酵母bio-53395，所述植物乳杆菌包括但不限于植物乳杆菌bio-53266。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酿酒酵母的接种量为1×106～1×108cell/g咖啡豆，所述植物乳杆菌的接种量为1×105～1×107cell/g咖啡豆。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发酵的条件为：培养温度20～32℃，发酵时间36～96h。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述咖啡豆包括但不限于阿拉比卡。

6.一种增加烘焙咖啡豆中吡嗪类物质含量的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述咖啡鲜果为阿拉比卡。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述酿酒酵母包括但不限于酿酒酵母bio-53395，所述植物乳杆菌包括但不限于植物乳杆菌bio-53266。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，酿酒酵母的接种量为1×106～1×108cell/g咖啡豆，植物乳杆菌的接种量为1×105～1×107cell/g咖啡豆。

10.由权利要求6～9任一所述方法制备得到的咖啡豆。

技术总结本发明公开了一种微生物发酵增加烘焙咖啡豆中吡嗪类成分的方法，属于食品加工技术领域。本发明提供了一种咖啡加工工艺，用酿酒酵母和/或植物乳杆菌发酵咖啡豆，所述工艺科学合理的提高了烘焙咖啡豆中吡嗪类物质的含量，提高了咖啡豆的“坚果”、“巧克力”风味，提高了咖啡的风味品质。并且能够更好的控制咖啡的风味品质，实现咖啡风味的可重复性。技术研发人员：易伦朝,周雄,胡永丹,缪兴瑜,任达兵,李斯屿,董文江受保护的技术使用者：昆明理工大学技术研发日：技术公布日：2024/5/19