《采收与产量》PPT课件.ppt

採收與產量,前言,咖啡開花後到採收的時間長度並不一定，主要受下列因素影響 各地的氣候條件 栽培方法(主要是指遮蔭度與修枝方法) 咖啡園的地理條件 C. canephora的花期較長，通常會持續數週，因此果實的成熟期也對應的拉長，在氣候穩定的地區，C. canephora會有一個主花期及一個或一個以上的副花期，會造成整株咖啡樹上同時會有成熟的果實與正在開花的花序 花期的集中與分散各有優缺點： 花期集中，採收期就短，但需要在短時間內支付勞力的費用 花期分散，採收期拉長，短時間內的勞力與資金支出較低,採收適期,成熟的果實呈現紫紅色的外皮，此時的品質最佳。 果皮綠色或剛轉紅的成熟度不夠，所造成的缺點： 產量偏低:比成熟的果實減少10-20%的產量 品質方面： 香氣等成分種類與總量都不足 果實的品質方面充實度相關的缺點增多 咖啡滋味方面的品質也變差 因此對於高品質arabica咖啡的生產，分批採收完全成熟的果實是絕對必要的,採收方法,主要以手工採收為主 逐粒採收果實，置於籃子等容器，最好每個人背負兩個籃子，一個放完全成熟的果實，另一個放有缺點的果實 在條件良好下，每天每人最多可採收100公斤的果實，但條件不良時，採收量不易超過30-50公斤 曾經有人利用機械採收果實，但是由於對咖啡樹造成過大的傷害而放棄,採收季節,咖啡生產國分布在赤道的兩側，因此全球各地的咖啡採收期分布在全年各月份 在北半球，C. arabica開花期約在2/3-5/6月，因此採收期約在9/10-12/1月，C. canephora約在1/2月開花，約在年底採收 在南半球，C. arabica開花期約在8-10月，因此採收期約在3-5月，C. canephora約在8/11月開花，約在5-8月採收,產量,果實的產量受到許多因素的影響： 遺傳 樹齡 栽培密度 生態條件(降雨量為主) 栽培管理措施(遮蔭，修枝，施肥及其它管理) 病蟲害 咖啡樹與一般果樹類似有兩年豐產或隔年豐產的現象，但是可以透過肥料管理與品種改良維持每年都有豐富的產量,預期產量,在一般管理未施行特殊的管理技術下，C. arabica的平均預期產量如下 第一次採收(種植第四年)：200-300公斤/公頃 第二-第三次採收(5-6年)：600-800公斤/公頃 後續的採收：500-800公斤/公頃 透過品種改良，施肥管理及密植，產量可大幅提升： 巴西：引進Mundo Novo品種，產量躍升最高達5000-6000公斤/公頃，平均達2000-3000公斤/公頃 哥倫比亞：引進Caturra矮生品種進行密植配合高肥料用量及複雜的管理技術，產量躍升最高達10000-12000公斤/公頃 在肯亞，卡麥隆適當的施肥與管哩，年平均產量可達1000公斤/公頃,咖啡生豆處理,生豆處理的目的,將咖啡生豆外附的外果皮(pulp)、果肉(mucilage)、內果皮(parchment)及銀皮(film, or silver skin)等組織去除，同時增進生豆的外觀。 生豆處理的方式有兩大類： 濕式處理wet processing，或稱水洗法(washed coffee)，主要用於中美洲及哥倫比亞，國際市場一般將經過這類處理的咖啡分類為溫和(mild coffee)類的咖啡 乾式處理dry processing，或稱自然法(unwashed, natural coffee)，主要用於大部分的巴西的arabica及大部分非洲與亞洲產的robusta coffee，國際市場一般將經過這類處理的咖啡分類為濃烈(hard coffee)類的咖啡,乾式與濕式處理法的比較,新鮮果實,選別,濕式處理,乾式處理,去皮(pulping),去除果肉 (mucilage removal),生物去除法,化學去除法,機械去除法,水洗,乾燥,帶內果皮生豆,乾燥果實,去除內果皮,脫殼,打光,選別,分級,包裝,運送,濕式處理 清理異物,採收的果實進行本處理前，應該要先清除各類異物，包括樹枝，葉片，土石等基本的清理工作。 上述的基本清理工作可以利用大水槽流水的方式進行，樹枝、葉片及發育不良的果實以及過熟而已在樹上乾燥的果實，會漂浮在水面上；而土石等重物會沉澱到底部，成熟的果實與接近成熟但仍是綠色的果實比重約水略輕，漂浮在中間。 區分成熟的果實與綠色接近成熟的果實要等到去皮的步驟時，利用去皮機進行區分。,濕式處理 去皮 (pulping),採收下來的果實應該盡快進行去皮，但是採收後集中及運送等的操作，必然有一段時間的拖延，不可以令其超過36小時。 去皮可以使用去皮機(pulper) 去皮機的種類有 鼓式 drum type 旋轉碟 multidisk pulper 基本原理是利用擠壓的方式將種子有軟熟的果實中擠出，去皮機需要調整擠壓夾縫的空隙避免壓傷種子，破壞內果皮，造成後續處裡過程中微生物的感染，使咖啡豆產生異味，但是也不可留下過多的果肉，這部份可利用去皮機轉動的速度配合夾縫調整之 果實在進入去皮機之前，最好先進行果實大小篩選，以便調整去皮機的空隙與轉速到適合條件，得到一致的去皮效果,去除果肉mucilage removal,去除果肉的方式有 生化法biochemical 俗稱發酵法fermentation 化學法 機械法 化學-機械聯合法,生化法 - 俗稱發酵法fermentation,發酵的過程為將去皮後的咖啡豆放置於適當的環境條件下，使黏附在內果皮的果肉所含的果膠質透過乳酸(lactic)發酵作用分解掉，使其與內果皮分離。乳酸發酵到一定程度後，緊接的二次發酵作用，包含醋酸(acetic)發酵，丁酸(butyric)發酵及腐爛性(putrid)發酵等會造成咖啡品質下降，應避免其發生。,發酵槽體積的大小應介於1-10立方公尺之間，深度不可超過1.5公尺 發酵槽應注意衛生，避免感染雜菌，必要時可用石灰水清洗發酵槽 帶有少量水份去除果肉的咖啡豆流入發酵槽進行發酵。 發酵開始時，槽內的酸鹼值約在6.5-6.8之間，到發酵完成時應降為4.5-4.8之間 發酵的時間隨著地區、季節、溫度而有所不同，約在12-48小時不等。 發酵過程中，必須翻動發酵中的咖啡豆2-3次使槽內的反應均勻,深水式發酵法 若將咖啡生豆浸泡在大量的水中，稱為深水式發酵，相對於前述的“乾式發酵”方法，果肉分解的時間會延長。 深水式發酵法或是乾式發酵處理後，再浸泡於水中，有些人認為可將咖啡中的polyphenols及diterpene洗去降低苦澀味提高品質，但仍有爭議。 混合式發酵法 先以乾式發酵進行，待大部分果肉分解後，再行深水式浸泡,小規模發酵法,少於100公斤的咖啡生豆，不易利用大型發酵槽發酵，其發酵的均勻度不易控制，建議集中後，聯合一起進行發酵處理。 如果不方便的話，可用適當的容器，放置2/3滿以上的去皮咖啡豆，液面要有排水口可讓分解產生的廢水流出。 容器的開口要用布袋緊蓋，避免雜菌感染。 在發酵的過程中，要定時攪拌數次，使槽內反應條件均勻。,化學法,可在去皮的咖啡豆加入石灰，將果肉分解,機械法,購買專用的機械去除果肉,化學-機械聯合法,配合化學物質(石灰)利用機械去除果肉,水洗,將果肉分解去除後的咖啡豆，利用大量的清水洗淨 這個過程，可同時進行分級篩選,乾燥,經水洗後的帶殼咖啡豆，應瀝乾水分，進行乾燥，使生豆含水量降到12%。 可用自然日照乾燥法，或是天候條件不良的地區可使用機械乾燥。 乾燥過程要適當翻動，使咖啡豆整顆豆子含水量均勻。,咖啡生豆分級,分級目的,使生豆大小均一，利於烘焙的操作 提高生豆價值,分級處理,獲得生豆 濕式處理：將內果皮碾除 乾式處理：將果殼碾除 清除雜質：石頭、粉塵、內果皮或果殼碎屑 利用風選機，調整風速大小，分離異物等雜質 去除不良豆 破碎豆、發育不良豆、蟲害豆、病害豆、過熟豆、未熟豆 利用風選機分離比重與重量差異的不良豆(破碎豆、過熟豆、未熟豆) 利用人工視力或電腦色別選別機，分離比重及重量差異不大但是有顏色差異的不良豆(蟲害豆、病害豆) 大小 過篩網：一系列網徑由小到大的篩網，分離大小不一的生豆,篩網網徑,國際慣行的大小有922 所用的數字是代表篩網網徑為以該數字為分子，以64為分母的分數，單位是英吋 例如：17 是指可以通過17/64英吋網徑篩網的咖啡生豆 例如：18+是指可以通過18/64英吋網徑以上篩網的咖啡生豆,分級標準與代號,各咖啡輸出國的政府各自訂定分級的標準與等級代號 常見的分級標準 大宗交易 不良豆的比例 豆粒大小 豆粒硬度 單品咖啡(specialty coffee) 生產地農場名稱 有機栽培 (organic) 公平交易(fair trade),非洲國家 - 肯亞,PB: peaberry AA Plus-plus AA plus AA :Screen 17 and 18 AB : screen 15 and 16 C E,非洲國家 衣索匹亞,300公克生豆為計算基準 1: 0-3 defects 2: 4-12 3: 13-25 4: 20-45 5: 46-100 6: 101-153 7: 154-340 8: over 340 = substandard,南美洲 哥倫比亞,Maragogype: special trees Supremo: screen 17 Excelso: screen 15-16.5 U.G.Q.: Usual Good Quality: Screen 12-14,南美洲 巴西,Type Defects(C.O.B) (New York) (Le Havre) 2 4 6 8 2/3 8 9 12.5 3 12 13 17 3/4 19 21 23.5 4 26 30 30 4/5 36 45 58.5 5 46 60 87 5/6 64 123 6 86 158,中美洲 - 瓜地馬拉,Good Washed: 海拔 700公尺 Extra Good Washed: 700/850 m Prime Washed: 850/1000 m Extra Prime Washed: 1000/1200 m Semi Hard Bean: 1200/1350 m Hard Bean: 1350/1500 m (HB) Fancy Hard Bean: 1500/1600 m Strict Hard Bean: 1600/1700 m (SHB),中美洲 - 薩爾瓦多,Washed Central Standard: 500/900 m (CS) High Grow: 900/1200 m (HG) Strictly High Grown: 1200 m (SHG) Natural Coriente Superior Caracoil,夏威夷,Kona Extra Fancy: screen 19 maximum 10 defects Kona Fancy: Screen 18 max. 16 defs. Kona Prime: no size requirement max. 25 defs. Kona Caracoli No. 1 Screen 10 max. 20 defs.,亞買加,Blue Mountain High Mountain Supreme Prime Washed Jamaica Grade Grade I: screen 18 Grade II: screen 17 Grade III: screen 16 Peaberry,印尼,Grade based on 300 g 生豆 1: 11 defects 2: 12-25 3: 26-44 4a: 45-60 4b: 61-80 5: 81-150 6: 151-225,咖啡生豆烘焙,咖啡生豆烘焙的目的,將生豆曝露在高溫的環境中，透過熱分解作用(pyrolysis)，使生豆成分的種類與比例發生變化，產生香氣與滋味供作人類飲料的使用,熱分解過程(pyrolysis),咖啡豆烘焙前後物理特性變化,加熱升溫過程與咖啡豆變化關係,豆溫100 生豆顏色由黃轉綠，產生水蒸氣進行脫水反應，產生類似烤土司的氣味 豆溫120130 生豆顏色轉變為栗色(茶色) 豆溫約150 產生炒穀粒的氣味 豆溫約180 產生燃燒的清煙，釋放大量的CO2與CO，顏色轉為褐色，豆子的體積增大 180 270 雖著溫度上升，豆子顏色越深，釋放更多氣體，體積持續膨脹，發生爆裂聲響，進而在表面產生光亮的物質，咖啡的香氣充分的反應變化完成 豆溫約270 停止釋放煙氣，顏色轉為黑色，外表轉為暗沉，體積不再變大 豆溫約300 豆子已成黑色，膨鬆易碎，香氣完全消失，變成炭化的狀態,可食用的烘焙範圍,適口的烘焙溫度範圍是185240 一般人可以接受的適合的烘焙溫度範圍是210230 ，超過230 就可稱為過度烘焙 除了溫度影響適口性之外，烘焙的方式與設備也有決定性的影響,烘焙器具,家用 店面用 工廠用,家用烘焙器具1,家用烘焙器具2,家用烘焙器具3,家用烘焙器具4,家用烘焙器具5,家用烘焙器具6,家用烘焙器具7,店面用烘焙器具1,American Shop Roaster 18th century,店面用烘焙器具2,店面用烘焙器具3,店面用烘焙器具4,店面用烘焙器具5,店面用烘焙器具6,店面用烘焙器具7,工廠用烘焙器具1,British Factory Roaster, 1848,工廠用烘焙器具2,工廠用烘焙器具3,工廠用烘焙器具4,工廠用烘焙器具5,樣品烘焙機,咖啡豆化學組成,生豆化學組成,熟豆化學組成,碳水化合物-生豆 低分子量醣類,碳水化合物-生豆 高分子量醣類,碳水化合物-熟豆 低分子量醣類快速消失 與細胞壁構造相關的高分子量醣類變化較少,碳水化合物烘焙時的反應,低分子量的醣類(蔗糖為主)受熱後迅速轉化為低分子的化合物(以酸類化合物為主) 脫水進行焦糖化反應(caramelization)形成heterocyclic化合物，許多此類化合物具有揮發性，對咖啡整體香氣貢獻很大 與胺基酸進行Maillard反應，反應產物對咖啡的滋味與香氣有重大貢獻,Acids酸類化合物 生豆 產地差異,Acids酸類化合物 生豆 物種差異,Acids酸類化合物含量變化 熟豆 烘焙反應(重量變化),Acids酸類化合物含量變化 熟豆 烘焙反應(溫度變化),揮發性酸類化合物 - Arabica,揮發性酸類化合物 - Robusta,烘焙酸度變化動力學Roast Kinetics,咖啡烘焙時產生酸度，咖啡萃取液由烘焙前5.7-6.0下降至4.9-5.5 Arabica約在4.85-5.15, Robusta約在5.25-5.40,油酯類(lipids),油酯類化合物的功能可能與咖啡的有機化合物的穩定性有關，但仍有爭議 Arabica油含量12-18%, Robusta9-14%，但品種變異量很大 生豆大小與含量,生豆脂肪酸含量,胺基酸與蛋白質,胺基酸的含量與種類對咖啡的滋味與顏色的濃淡有重大的影響，胺基酸在烘焙後迅速消失 蛋白質比胺基酸相較穩定，目前的研究推測蛋白質與咖啡的香氣，苦澀味以及與咖啡萃取液的金屬原子螯合化合物(metal-chelating)有關,多元酚類化合物(polyphenolic compounds),與咖啡的抗氧化性有關,揮發性化合物,揮發性化合物,全球幾個主要的研究團隊成果,揮發性化合物已完成化學分析的種類與數量,揮發性化合物已完成化學分析的種類與數量比例,咖啡官能鑑定,台大農藝學系 咖啡學,官能鑑定的定義,Sensory Evaluation 利用人體具備的感官功能對特定物質進行各種感官類別的項目及強度的感測的過程，稱為官能鑑定。,咖啡飲料的官能鑑定項目,視覺 Espresso 的顏色濃度 crema的顏色濃度 奶泡的細緻度與厚度 嗅覺 if something does not become gas, we can not smell it 咖啡可汽化的成份 味覺 if something does not become a liquid, we can not taste it 咖啡可溶性的成分 口感 And those things do not evaporate or dissolve, we can only feel it in our mouths 咖啡不可溶的成分,嗅覺(Olfaction),利用鼻腔的嗅覺細胞感受咖啡的揮發性成分 揮發性成分來源 咖啡豆本身發育成熟過程自然形成的 烘培過成單一成分獨自改變或數種成分化合變化生成,揮發性成分種類,Dry aroma： fragrance，乾香，香氣，在室溫常溫下，即已氣化的成分。 Cup aroma：aroma，漂浮在熱咖啡液體表面的香氣，需要藉助高溫的水幫助其氣化。 Nose：透過高溫的水氣化後的揮發性成分，被咖啡液體分子裹覆而無法離開液體進入空氣中的成分，在進入口腔後才脫離液體揮發的成分。 Aftertaste：揮發性成分停留在味蕾上，等咖啡液體離開口腔後，才揮發出來的成分。,嗅覺感受部位,吸氣,吞嚥後閉嘴回氣,香氣類別 第一類：酵素作用副產物 強揮發性氣味,Flowery Floral Sweetly floral (Jasmine, Arnica, lavender, coffee blossom) Sweetly herbal (wintergreen, tea rose) Fragrant Sweetly spicy (cardamom, cinnamon, sandalwood) Carvone-like (caraway, dill, spearmint) Sweetly camphoric (sweet basil, tarragon, coriander seeds) Anise-like (anise, fennel, basal),香氣類別 第一類：酵素作用副產物 強揮發性氣味,Fruity Citrus-like Sweet citrus (lemon, orange, tangerine) Dry citrus (grape, apples, olives) Berry-type Sweet berry-like (cherry, apricot strawberry, date) Dry berry-like (craneberry, blackberry, boysenberry),香氣類別 第一類：酵素作用副產物 強揮發性氣味,Herby Alliaceous Onion-like (onion, chive) Garlic-like (garlic, leek, asafetida) Leguminous Vegetable-like (garden peas, spinach, cabbage) Parsley-like (parsley, alfafa, silage, cucumber),香氣類別 第二類：焦糖化(sugar browning)作用副產物 中揮發性氣味,Nutty (most common in light roast coffees) Nutty (roasted nut-like) Almond-like Peanut-like Walnut-like Malty (toasted cereal grain-like) Balsamic rice Barley-like Corn-like Roasted coffee Toast,香氣類別 第二類：焦糖化(sugar browning)作用副產物 中揮發性氣味,Caramelly (most common in standard roast coffees) Candy-type Toffee-like (with butter) Licorice-like (with spices) Taffy-like (with salt) Pralines-like (with nuts) Hazelnut-like Syrup-type Molasses-like Maple syrup-like Honey-like,香氣類別 第二類：焦糖化(sugar browning)作用副產物 中揮發性氣味,Chocolaty (most common in full roast coffees) Chocolate-type (with bitters) Bakers chocolate-like Dutch chocolate-like Dark chocolate-like Vanilla-type (with butter) Swiss chocolate-like Custard-like Butter-like,香氣類別 第三類：乾餾(dry distillation)作用副產物 低揮發性氣味,Turpeny Resinous Pi