Caffè e fermentazione. Tutto quello che devi sapere.

Fermentazione come strumento

Questo offre nuove possibilità ai produttori: una volta che il processo di fermentazione è stato analizzato e compreso in dettaglio, possono applicare questa conoscenza per portare più consistenza alla qualità del caffè. I difetti dovrebbero essere meno frequenti e i nuovi profili aromatici dovrebbero diventare la regola.

Cosa dovremmo ricordare fino a questo punto:

• Il caffè può, ma non deve essere fermentato
• spesso i processi di "rimozione del muco" e fermentazione vengono erroneamente utilizzati come sinonimi
• Qui distinguiamo tra la separazione meccanica della mucillagine (demucilagination) e la separazione biologica attraverso lieviti e batteri
• spesso la fermentazione è considerata un rischio – nelle degustazioni si parla spesso di "ferment" come errore – molti degusti descrivono ancora i caffè che sono un po' più fruttati come ferment – ma riconoscono una nuova realtà: i caffè di specialità diventano sempre più orientati al frutto
• quando il caffè fermenta, di solito lo fa attraverso lieviti naturali e selvatici, che sono già insediati sul frutto e presenti anche nell'aria
• Poiché la fermentazione è stata a lungo considerata un processo meccanico e meno come un processo che definisce gli aromi, oggi mancano ancora risultati di ricerca diversificati

I semi di caffè vengono schiacciati fuori dalla ciliegia in una despulpadora

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2. Microbe-Climate invece di Micro-Climate

Per mostrare le differenze di sapore nei caffè, di solito degustiamo anche caffè da regioni molto diverse. Le differenze si trovano particolarmente bene quando i caffè sono l'uno accanto all'altro. In questo modo, mostriamo soprattutto le differenze regionali, ma spieghiamo meno il ruolo dell'influenza che la lavorazione del caffè può avere sullo sviluppo del sapore.

Di solito, la maggior parte delle differenze tra i caffè è spiegata dalla varietà, dal clima e dalle condizioni locali prevalenti. Ma in questo modo trascuriamo probabilmente il contributo dei microbi (lievito e batteri) che nel processo di decorticazione possono avere una grande influenza sulla formazione del sapore.

Chiediamoci quindi: come procede esattamente una fermentazione del caffè?

Sappiamo ora che durante la fermentazione del caffè lo zucchero e l'amido della mucillagine, cioè lo strato di muco che circonda il seme, vengono divisi da lieviti e batteri (microrganismi) e si trasformano in acidi o alcol.

Per questo processo servono sempre entrambi gli attori: lievito e batteri, perché questi ultimi agiscono insieme al lievito, formano enzimi e iniziano a degradare gli zuccheri nella mucillagine.

Principalmente abbiamo a che fare con batteri dell'acido lattico, che sono particolarmente attivi nella fermentazione della mucillagine. Grassi, proteine e acidi vengono anche degradati e convertiti in alcoli acidi. In questo modo cambiano l'odore, il colore, il pH e la composizione della mucillagine.

Uno dei più grandi benefici che ho visitato da allora era a Veracruz/Messico. Durante l'alta stagione vengono elaborate fino a 140 tonnellate di ciliegie. Al giorno. Dal momento in cui la ciliegia viene decorticata fino a quando atterra nell'essiccatore, passano solo sei minuti. Nel mezzo non c'è tempo per una fermentazione. Non deve nemmeno esserlo, poiché gli attuali impianti di decorticazione (despulpadoras) funzionano in modo estremamente preciso e i decorticatori (desmucilaginador) rimuovono la mucillagine (quasi) completamente.

• Sono quindi motivi economici che rendono difficile una fermentazione più complessa su larga scala.
• Ci sono però anche ragioni climatiche o locali: ci sono abbastanza acqua, spazio, canali, contenitori, ecc. sulla proprietà?
• A questo si aggiungono ragioni storiche? C'è davvero consapevolezza della fermentazione?
• Nel nord del Nicaragua (Nueva Segovia), il reposa, cioè l'immagazzinamento delle ciliegie durante la notte fino alla decorticazione il giorno successivo, è molto diffuso. Nelle zone di coltivazione del caffè nel mezzo del paese, Jinotega e Matagalpa, questo viene scarsamente applicato.

I costi per la lavorazione in umido con fermentazione sono piuttosto elevati: è necessaria molta energia per far funzionare i macchinari. L'acqua deve (o dovrebbe) essere riciclata e i canali, i decorticatori e i serbatoi devono essere puliti bene. Ovunque ci sia acqua stagnante, c'è un potenziale pericolo di contaminazione, che può avere un impatto negativo sul sapore.

E per quanto riguarda i naturali?

La lavorazione a secco (sun dried, natural), in cui l'intera ciliegia viene essiccata senza decorticare, è nettamente più economica su larga scala. Ma nel caffè di specialità è esattamente il contrario. Di solito, i caffè lavorati a secco sono più costosi, se sono di alta qualità. Il lavoro che va nell'essiccazione uniforme delle ciliegie è enorme.

Honeys, Naturali, Anaerobici – vari tipi di lavorazione uno accanto all'altro su El Arbol, Nicaragua (J. Galea)

Le fermentazioni speciali sono merce di lusso

Chi è stato personalmente all'origine del caffè, avrà sicuramente visto vari modelli di lavorazione. Personalmente chiedo sempre ai produttori "perché" fanno questo o quello. Spesso la risposta è però scarica e allo stesso tempo rivelatrice: "perché lo faccio così da sempre". Scarica, perché il contenuto di informazioni tecniche è basso. Rivelatrice, perché è ovvio che c'è ancora molta conoscenza da trasferire affinché i produttori possano ottenere ancora più dal loro caffè.

Naturalmente, ci sono controesempi. Il produttore che può fornire informazioni dettagliate su ogni fase della coltivazione e della lavorazione del caffè, e sa quali influenze esterne possono influenzare positivamente o negativamente il sapore, esiste. Ma esiste principalmente nel mondo del caffè di specialità, potrebbe anche essere agronomo istruito, aver studiato all'estero o avere uno scambio incredibile con visitatori come noi tutti.

Non dobbiamo mai dimenticare che la stragrande maggioranza dei produttori di caffè non produce caffè di specialità, non ha nemmeno un decorticatore pulito a casa, e probabilmente coltiva il caffè perché lo hanno sempre fatto.

Una delle molte realtà del caffè

Se parliamo di tecniche di fermentazione straordinarie, allora parliamo anche qui, purtroppo, di un articolo di lusso:

bello, per lo più caro e raro.

Tuttavia, ad esempio ai campionati mondiali di barista, così tanti caffè con tecniche di fermentazione speciali vengono utilizzati come mai prima d'ora. Sul palco del barista sembra oggi quasi uno standard scegliere caffè con fermentazione speciale per la competizione.

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4. Fermentazione con colture starter

All'inizio di questo articolo abbiamo già accennato – e se comprendessimo bene la fermentazione e potessimo influenzarla deliberatamente con lieviti e batteri? Ancora un'opportunità, o un mostro?

Il caffè corre lo stesso destino dello Chardonnay di 20 anni fa? Profili aromatici voluminosi e intensamente aromatici che diventano sempre più simili, indipendentemente dall'origine?

La risposta breve:

• ci saranno sempre più caffè intensamente aromatici
• ogni tendenza causa una controtendenza
• Previsione – tra tre anni arriviamo al mezzo: fermentazione mirata, che nel prodotto finale non viene percepita come tale
• la clientela del caffè probabilmente perdona meno dei bevitori di vino – se il caffè ora non sa più di caffè, allora non è più "un buon caffè"
• i caffè intensamente aromatici probabilmente non costituiranno mai la maggioranza

Ed ecco la risposta più lunga:

Status quo

Sappiamo ora: per lo più, la fermentazione del caffè è considerata come una pura funzione meccanica per separare la mucillagine, oppure come un bacino di pericoli: una raccolta di rischi che si trovano sulla strada dalla ciliegia al caffè secco.

Se consideriamo la fermentazione come una grande incognita, allora escludiamo la sua capacità di cambiare i sapori anche positivamente. Spesso è così che un chicco puzzolente in una degustazione è immediatamente collegato alla fermentazione: "male fermentato", "over-fermentato", il difetto è nella fermentazione, non ben lavorato. Ma qui dobbiamo essere più precisi.

È una realtà che nella stragrande maggioranza dei casi non vengono colti "solo i chicchi più maturi" (come i baristi amano dire ai campionati).

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La realtà è: la grande massa di ciliegie consegnate è spesso disomogenea; acerba, semi-matura, ben matura, molto matura, troppo matura; ciliegie intatte (esocarpo chiuso) e ciliegie danneggiate (ad es. screpolate dalla pioggia).

Ciliegie in un sifone in Honduras. I produttori portano le ciliegie al beneficio la sera. Solo i chicchi più maturi?

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Non appena la ciliegia si apre e viene a contatto con l'aria, accelera una fermentazione incontrollata. Quindi molto prima che le ciliegie vengano decorticate e poi fermentate in un serbatoio, possono già esserci aromi difettosi (difetti) nel seme.

La spiegazione del perché un chicco può essere "over-fermentato" è quindi molto imperfetta e testimonia un atteggiamento secondo il quale la fermentazione è l'unica responsabile. Ma ancora: il materiale di partenza, cioè ciliegie intatte, è un prerequisito fondamentale per un caffè delizioso e senza difetti.

Fermentazione mirata con colture starter isolate

Le colture starter responsabili della fermentazione (lievito e batteri) come descritto sopra sono già lì – sul e nel frutto, nel serbatoio, nell'aria, sulla pelle, sulle foglie – dappertutto. Tuttavia, la composizione di questi microbi non è mai costante, è influenzata da pioggia, calore, sole, igiene, insomma: da ciò che circonda il caffè.

Questi organismi fermentanti usano la polpa come fonte di energia e producono alti valori di etanolo, acido acetico e acido lattico, che può ridurre il pH da originariamente 5,5-6° a circa 3,7-4,6°.

Se i fattori pH, temperatura e contenuto di zucchero vengono correlati in combinazione con varietà e qualità delle ciliegie, la fermentazione può essere avviata deliberatamente. Le colture starter di lievito isolate possono aiutare a ottenere un risultato affidabile e coerente.

"Non è già stato fatto ricerca su questo?"

Su piccola scala ci sono diversi esperimenti su questo, ma sono ancora gestibili. Durante la ricerca bibliografica per questa serie di blog, ho letto quello che a mio parere sono gli articoli più pertinenti, ma erano "solo" circa 20. Confrontandoli con la letteratura sulla formazione di aromi durante la tostatura, siamo ben oltre 100 articoli pubblicati.

"E chi usa i lieviti per la fermentazione controllata?"

In un Gespräch con Lucia Solis ha detto che ce ne sono molti di più di quanto si pensi davvero. Negli ultimi tre anni ha condotto esperimenti in undici paesi diversi su più di 45 benefici.

"Solo che molti non amano parlarne, come se fosse qualcosa di proibito."

Lucia Solis, Progettista di fermentazione del caffè

Ma non dimentichiamo: nel formaggio, nel vino, nelle olive, nella salami, nella birra, nel pane – il lievito viene usato in così tanti posti.

Coffee Collaborative Source (CCS) riporta in Newsletter di Carmo Coffee dal Brasile, che ha anche condotto esperimenti più ampi con i lieviti. Un esperimento dovrebbe essere stato valutato con 93 punti – che nel mondo della specialità è il jackpot milionario.

È interessante leggere che il Brasile "non aveva né l'energia né il bisogno di fermentare il caffè in questo modo, poiché richiedeva tempo e risorse". "La produzione di caffè brasiliano è sempre stata orientata a volume e uniformità". Ma proprio in questa industria del caffè altamente sviluppata con focus su efficienza e innovazione, tali esperimenti hanno suscitato grande interesse.

Esperimenti di fermentazione dei produttori di caffè in Nicaragua

"Perché non è ancora sul mercato ampio?"

Possiamo discuterne volentieri nella sezione commenti. Non è che non si stia facendo. "Uno" semplicemente non ama parlarne così tanto. Apparentemente molti più produttori di caffè usano lieviti di quanto sia noto. Se ci sono diversi produttori di colture di lievito, allora ci sono anche diversi mercati.

Un'altra domanda sarebbe:

i torrefattori sono disposti ad estendere la storia del caffè di un capitolo?

E i consumatori sono quindi pronti a ricevere questo nuovo capitolo? Il Rösterei Stoll di Zurigo ha lanciato sul mercato un caffè dal Burundi nella primavera 2019, che è stato trattato con un lievito chiamato "Cima" da Lalcafé . Stoll lo descrive chiaramente anche sulla confezione ed è stato il primo torrefattore in Svizzera a rendere pubblica questa cosa.

Una fermentazione controllata con l'aiuto di colture starter può creare una qualità standardizzata. Questo può ridurre il rischio per il produttore. Le colture starter possono essere lieviti o batteri. Entrambi possono essere acquistati isolati.

In vari esperimenti scientifici, condotti principalmente in Brasile, sono stati utilizzati lieviti naturali in forma isolata: principalmente dei ceppi pichia e saccharomyces cerevisiae.

In un altro esperimento (Pereira et.al. 2014) sono stati identificati 144 ceppi di lievito selvatico che si trovavano su e dentro le ciliegie. Tuttavia, non tutti servono allo scopo di influenzare deliberatamente il sapore. Di solito, i più promettenti vengono isolati e moltiplicati – "sebbene sia generalmente osservata una diversità microbica ampia, di solito vengono selezionati solo pochi numeri di specie. Quindi, la maggior parte di questi microrganismi indigeni probabilmente non è necessaria per ottenere un prodotto finale di alta qualità ", Pereira 2016.

Quando il lievito viene aggiunto al caffè decorticato, il processo di fermentazione di solito inizia più velocemente e intensamente.

• Il pH scende,
• anche il contenuto di zucchero, poiché entra nel metabolismo con il lievito.
• Attraverso l'attività la temperatura aumenta.

pH, contenuto di zucchero (brix) e temperatura dicono già molto su cosa sta accadendo durante la fermentazione e in quale direzione si svilupperà.

La fermentazione crea note di sapore che altrimenti non sarebbero presenti nel caffè. Si capisce e assapora meglio quando lo stesso caffè è davanti a te in diverse lavorazioni. Tuttavia, è piuttosto raro avere l'opportunità di un confronto diretto. Ad esempio, Has Bean dall'Inghilterra, mantiene contatti molto stretti con i suoi produttori e ha così l'opportunità di ottenere diverse lavorazioni. Vale la pena ordinare vari caffè dalla stessa tenuta.

Numerosi studi mostrano che il picco dell'attività del lievito viene raggiunto a circa 40 ore, quindi metabolizzano molti batteri e scompaiono quasi completamente poco dopo (48 ore). Come già descritto, non ogni lievito ha le stesse proprietà. Esistono diversi ceppi, e di questi ci sono a loro volta diverse specie.

Come nel vino o nella birra, ci sono anche diversi tipi di lieviti nel caffè. In altri esperimenti dal Brasile (Ribeiro et.al. 2016) sono stati utilizzati diversi lieviti e osservati nel tempo.

Gli studi hanno concluso che

• Il sapore differisce notevolmente a seconda del tipo di lievito utilizzato. Sempre in confronto al campione di controllo, che è stato fermentato con lievito selvatico
• I lieviti utilizzati hanno prodotto diversi alti valori di acido acetico, alcol o acido lattico
• Lo stesso lievito non si è "attaccato" ugualmente bene a diverse varietà
• Quando si confronta un caffè di alta qualità con lievito inoculato rispetto a un campione senza lievito, entrambi i campioni hanno terminato altrettanto bene (89 punti sulla scala SCAA), ma con diversi punti di forza

Particolarmente i punti 3 e 4 sono un messaggio affascinante e importante.

Al punto 3:

I caffè sono stati fermentati per 12 giorni con la stessa quantità di lievito. I caffè provenivano dalle varietà Mundo Novo (MN) e Ouro Amarelo (OA). Le popolazioni delle colture di lievito erano diverse alla fine della fermentazione: solo il 25% di "lievito residuo" in MN e ancora il 74% in OA. Ciò significa che è avvenuto un metabolismo più intensivo in MN.

Nella prova sensoriale si è rivelato il seguente quadro:

	Lievito selvaggio	Lievito aggiunto
Mondo Novo	84.25	80.13
Ouro Amarelho	81.38	83.25

• L'aggiunta di un particolare lievito a Mondo Novo ha ridotto il sapore del caffè di più di 4 punti
• Mondo Novo aveva un metabolismo molto più alto con il lievito – ma questo non significa che un alto metabolismo debba avere sempre effetti positivi sul sapore
• È il contrario nel caso di Ouro Amarelho: l'aggiunta del lievito ha potuto migliorare il caffè di quasi 2 punti

Impariamo quindi:

• Il lievito non è uguale a lievito
• La scelta del lievito è decisiva per la qualità sensoriale del caffè
• La varietà probabilmente ha una maggiore influenza sul potenziale di fermentazione di quanto precedentemente assunto

Come andare avanti? Questa domanda è già quasi inappropriata, perché: da quale punto andiamo avanti adesso? Continueremo a "giocare" con le fermentazioni o davvero a sperimentare?

Più esperimenti – strutturati

Sopra abbiamo menzionato vari approcci di ricerca. Qui dobbiamo fare una distinzione tra coloro che sperimentano in fattoria e coloro che lo supportano scientificamente.

La stragrande maggioranza della ricerca fino ad oggi è stata condotta in Brasile. Le ragioni sono ovvie: come il più grande produttore di caffè al mondo, l'interesse è grande nel rafforzare la posizione attraverso l'innovazione e rendere la buona qualità migliore e la qualità inferiore gradevole. Le forze trainanti sono oggi ancora università, che creano nuove conoscenze in collaborazione con i produttori. Le iniziative private, almeno quelle conosciute, sono ancora in minoranza.

Al di fuori del Brasile, leggiamo principalmente di benefici innovativi di proprietà privata, o ancora più raramente di esportatori (Caravela, Project Origin) che conducono esperimenti di fermentazione. Dagli esperimenti risultano caffè speciali, che possono quindi essere commercializzati come "Carbonic Maceration", "Black Diamond", "Méthode Beaujolais", "Lactic-Acetic" o fermentazione XY.

Gli esperimenti di fermentazione devono essere monitorati da vicino. E questo soprattutto all'inizio ogni poche ore. Quindi spesso accade che molti esperimenti debbano essere controllati di notte.

Vantaggio competitivo e/o comunicazione

Vediamo quindi due approcci:

• l'approccio strutturato, riproducibile, mirato alla creazione di conoscenza e quindi inclusivo, che dovrebbe essere reso accessibile a una maggioranza di produttori
• l'approccio privato, per lo più guidato dall'"entusiasmo sperimentale", che crea nuovi sapori ancora più complessi per mercati esclusivi (ad es. 90+, La Palma y el Tucan)

I pionieri tra gli sperimentatori creano un mercato che è cresciuto enormemente negli ultimi anni. Le scoperte rimangono esclusive, poiché ci si dà un vantaggio competitivo nel mondo del caffè verde sempre più differenziato.

Raramente i produttori boutique mostrano le carte su cosa sia stato fatto esattamente durante la lavorazione del caffè. Affinché le fermentazioni siano riproducibili, è necessario molto investimento in questo processo. Pertanto, non è sorprendente se un metodo speciale è inteso come proprietà intellettuale.

Proprietà intellettuale o conoscenza liberamente accessibile?

Allo stesso tempo, tuttavia, c'è così tanto potenziale dove una grande massa di produttori potrebbe arrivare se gli standard potessero essere formulati dalla scienza. Uno sguardo iniziale allo stato attuale della ricerca ha mostrato che i risultati odierni sono molto localizzati. Quello di cui c'è bisogno sono ricette più generali e universalmente applicabili per i produttori.

Affinché la grande maggioranza dei produttori di caffè acceda a questa conoscenza, c'è bisogno di più ricerca e di più comunicazione al riguardo. Abbiamo descritto quanto fortemente la varietà di caffè, una proprietà fortemente locale, influenzi il sapore. Il colore locale continuerà quindi ad esistere e sarà difficile imitare un profilo di sapore copiando semplicemente i metodi.

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5. ZHaW Zurigo x Produttori di caffè – Ricerca nella Finca Santa Rita

Quando diciamo che c'è bisogno di più ricerca e comunicazione, vogliamo essere un esempio con il nostro Finca Santa Rita. Vogliamo promuovere lo scambio. È il nucleo della nostra visione creare un scambio più intenso su tutta la catena di approvvigionamento. Vogliamo gestire una fattoria che possa essere anche per i produttori della regione un luogo di scambio. Un luogo dove imparare qualcosa – per esempio sulla fermentazione.

Barbara Beck di ZHaW, 2019, nella Finca Santa Rita

Il primo passo concreto verso "creare conoscenza" l'abbiamo avviato nel 2018, quando è diventato chiaro che il nostro contributo di ricerca da InnoSuisse ci ha permesso uno studio preliminare insieme a ZHaW. Molti grazie qui per il networking da parte di Peter Braun di Swiss Food Research.

Insieme al team di Susanne Miescher-Schwenniger di ZHaW Biotecnologia alimentare, Susette Freimüller Leischtfeld e Barbara Beck, così come il team di Chahan Yeretzian del Coffee Excellence Center e Sebastian Opitz, potremmo presentare i primi risultati nel giugno 2019.

Barbara Beck come biotecnologa ha presentato i suoi risultati, che ha potuto ottenere sulla base della sua ricerca sul campo nel gennaio 2019 nella Finca Santa Rita. Si è concentrata sullo sviluppo delle popolazioni di lieviti e il loro comportamento nei nostri due processi standard, che applichiamo a Santa Rita – i metodi tradicional e reposo.

Barbara Beck ha raccolto ceppi di lievito, popolazioni di microbi e ha analizzato i valori di zucchero, pH, temperature, ecc.

Sebastian Opitz come chimico analitico ha esaminato l'influenza dei metodi di fermentazione sul sapore. I chicchi di caffè verde e le ciliegie di caffè di Santa Rita da sottoporre al trattamento gli hanno servito come base per le sue scoperte.

Siamo enormemente entusiasti di questa collaborazione e presentiamo qui con orgoglio i primi risultati di questo esperimento multidisciplinare.

Beck, Freimüller, Opitz, Yeretzian, Miescher Schwenninger, 2019