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PC_5.04 ナチュラルプロセスにおける糖分

PC 5.04 ナチュラルプロセスにおける糖分 ナチュラルプロセスでは、ミューシレージの糖分は種へと移るのでしょうか？ ナチュラルプロセスのコーヒーは、通常ウォッシュドのコーヒーよりも甘く、コクがあり、独特のフルーティーなフレーバーがあります。このナチュラルプロセスのコーヒーの甘さ、コク、特徴的なフレーバーは、コーヒーチェリーの甘くて粘り気のある果肉との長時間の接触から生じているように感じますが、エビデンスはあるのでしょうか？もしそうでない場合、何が理由なのでしょうか？ ナチュラルプロセスのコーヒーには糖分がより多く含まれていますか？ コーヒー豆の主な糖分の種類はショ糖で、コーヒー豆の5～9％を占め、総糖度の90％以上を占めています。検出されるショ糖の量は、どのコーヒー精製方法においても違いは無く、むしろコーヒーの育ち方によって異なります。しかし実際にはナチュラルプロセスの生豆は、ウォッシュドよりも多くの果糖とブドウ糖を含んでいるため、全体的に多くの糖分を含んでいます。パルプドナチュラルはその中間になります（S Knopp 他、2006）。 ですが、果肉の糖分がパーチメントを越えて乾燥途中の種に移ることができるのなら、なぜこの現象はチェリーが木に実っている際に起こらないのでしょうか。また糖分自体は焙煎中にほとんど破壊されることから、さらに甘くなったこの甘みはどこから生じるのでしょうか？ 何が起こっているかについて知るための最初の手がかりは、プロセス前のコーヒー豆の果糖とブドウ糖の含有量はウォッシュドのコーヒーよりも多いということです。これは、ナチュラルプロセスの精製中に糖度が上昇するのではなく、むしろウォッシュドプロセスの精製中に糖度が低下することを意味します。 ウォッシュドコーヒーの糖度が低いのはなぜですか？ ウォッシュドプロセスの一環として、コーヒー豆はしばらく水に沈められるため、初期の研究では、コーヒー豆中の糖類が水に溶けることが示唆されていました（Wootton、1973）。ですが、それ以来機械的なウォッシュドのコーヒー精製やドライングベッドでも同じ変化が起こることが分かっているため、水が原因ではないようです（MKleinwächter＆D Selmar、2010）。 代わりに研究者が発見したのは、コーヒーの種は発芽し始めているということです。ウォッシュドプロセスでは、種に保存されている糖を消費し、最初に最も単純な糖（ブドウ糖と果糖）を使い果たします。ショ糖レベルに影響を与えるだけでなく、ウォッシュドのコーヒーの発芽は種子中の特定のアミノ酸の濃度を増加させます。アミノ酸は生豆の最も重要なアロマ前駆体のいくつかであるため、これはウォッシュドコーヒーに見られるアロマの複雑さをもたらします（S Knopp 他、2006）。 なぜウォッシュドコーヒーの種だけが発芽するのでしょうか？ コーヒーの種は本質的に常に発芽する準備ができています。他の多くの種子とは異なり、たとえば乾燥されているときでも、休眠期はありません。これがコーヒーの種をシードバンクに保管するのが難しい理由の1つです。代わりに、コーヒーの品種はリビングコレクション(living collections)に保管する必要があります。 種がまだチェリーの中にある間、植物ホルモンなのか水の存在なのか不明ですが果肉の何かが種の発芽を妨げます。ですが、発酵中に果肉が除去された途端、発芽の準備のために種の代謝作用は変化し始めます。ナチュラルプロセスのコーヒーにおいて、チェリーが乾燥するまでチェリーの果肉が発芽を抑制します。乾燥すると、種の代謝が完全に停止します。これにより、種の糖度が維持されます（R. F. Schwan and G. H. Fleet [eds.], 2014）。 ナチュラルプロセスのコーヒーに甘さとフルーティーな香りを与えるものは何ですか？ 精製中に糖分が種子に渡ることがほとんどないことは今では明らかですが、種子に吸収されているように見える化合物がいくつかあります。これらは果肉自体からの香りではなく、果肉が発酵し始めるときに微生物によって生成される揮発性化合物、特にエステルです（GV...

PC_4.03 カーボニックマセレーション

PC 4.03 カーボニックマセレーション   パナマのボルカンにあるフィンカ・デボラでカーボニックマセレーション中のコーヒーチェリー。 ワイン醸造において、1960年代にフランス、ボジョレーのジュール・ショーヴェ氏が、カーボニックマセレーション (CM) を開拓しました (T, Jarvis、2018)。フルカーボニックマセレーションでは、まず発酵タンクを二酸化炭素で満たして酸素を追い出します。その後、ブドウを慎重に加えます。タンクは密閉されているので酸素の侵入を防ぎ、細胞内発酵を促します。 細胞内発酵とは何ですか？ レッスン 3.06にて、発酵は多くの植物、動物、菌類が、利用可能な酸素がないときに食物からエネルギーを得るために使用するプロセスであるということを説明しました。 「細胞内」とは細胞の内部を意味します。言い換えれば、ブドウを取り囲む酵母や細菌ではなく、ブドウそのものによって発酵が行われることを意味します。 細胞内発酵を開始させるには、果実を注意深く扱い、丸ごと保存する必要があります。細胞内発酵は、酸素にアクセスできなくなったときに代謝を呼吸から発酵に切り替えるブドウ自体に依存しているためです。 ワイン用のブドウは、細胞内発酵により、少量のエタノール (最大 2%) を生成し、リンゴ酸が分解され、グリセロールとアセトアルデヒドが蓄積されます (C Tesniere & C Flanzy、2011)。このプロセス中に、フェノール化合物と一部の芳香分子も皮から果肉へと拡散し、果肉がピンク色になります。この果肉のピンク色は、この方法で処理されたパーチメントにも見られ、少なくとも同じ拡散プロセスの一部が起こっていることを示唆しています。コーヒーで細胞内発酵が起こるかどうかはまだわかっていません。赤ワインを着色するアントシアニンはこのプロセス中に果肉に移動するため、赤い色にするために皮と果汁を長時間接触させる必要はありません。これが、このスタイルのワインにおいてタンニンの量を制限します。ですが、これがコーヒーにどのように当てはまるかは明らかではありません。通常、コーヒーの発酵では皮との接触はないからです。かーボニックマセレーションはコーヒーに含まれるタンニンを分解したり変化させたりしないことを強調しておく必要があります。 ワイン醸造におけるカーボニックマセレーション中、タンクの底にあるブドウの一部が破裂して果汁が放出され、ブドウの皮にいた酵母や細菌によって細胞外発酵が起こります。カーボニックマセレーションの後、ブドウを圧搾し、残った果汁を取り出して発酵させます。このプロセスにより、タンニンが非常に少ないものの、強烈な赤い果実とバブルガムのフレーバーを特徴とする、非常に淡い色の赤ワインが生成されます。タンニンが少ないため、こういったワインは熟成にはあまり適していません。そのため、このスタイルのワインは通常、瓶詰め後わずか6週間で販売できます。 ナチュラルワインのムーブメントは、硫酸塩などの添加物を使用しないワイン造りを推進しています。ナチュラルワインの支持する人たちは、発酵プロセス中の酸素の除去により微生物による損傷やワインの望ましくない酸化のリスクが大幅に低減されるため、フルカーボニックマセレーションが特に有用であると考えています。発酵の安全性とコントロールが強化されたため、このプロセスはコーヒー生産者の間で人気が高まっているようです。特に興味深いのは、CMワインの特徴として知られる赤い果実とバブルガムの品質が、CMコーヒーのフレーバーの特徴にも見られることです。 コーヒーのプロセスにおけるカーボニックマセレーションは、2015年にササ・セスティック氏がコロンビアのコーヒー生産者であるカミロ・マリサンダー氏のCMコーヒーを使用して世界バリスタチャンピオンシップで優勝したことで有名になりました。パナマのモーガンエステートとの最近のコラボレーション後、セスティック氏は CMプロセスで使用される温度と時間について次のように説明しました。 「甘味を促すために、より高温の20°Cでカーボニックマセレーションプロセスを行うことにしました。そして、より複雑なフレーバーを促すために、カーボニックマセレーション発酵の期間を65時間まで延長しました。」 (Sasa Sestic...

PC_3.06 呼吸と発酵

PC 3.06 呼吸と発酵 呼吸は、生物が糖などの有機化合物に蓄えられたエネルギーを利用するためのプロセスです。生物は酸素を使用して、その過程で二酸化炭素と水を放出します。呼吸は、動物が食物からエネルギーを得るプロセスです。これは、植物が光合成中に生成する糖からエネルギーを得るプロセスでもあります。 呼吸は、タンパク質から糖、脂肪酸、アミノ酸などのより大きな有機分子を分解する一連の反応で構成されています。真核生物において、酸素を使用する鎖の部分は、特殊なオルガネラであるミトコンドリアの内部に生じます。酸素分子内の2つの酸素原子間の結合は非常に高エネルギーの結合であるため、呼吸は有機分子からエネルギーを得るには非常に効率的な方法です。 酸素が利用できない状況では、多くの生物は代わりに発酵に切り替えます。ですが、発酵は酸素の高エネルギー結合を利用できないため、糖の分子のエネルギーは呼吸で得られるエネルギーよりもはるかに少なくなります。呼吸での老廃物は二酸化炭素と水です。発酵においては、さまざまな微生物がさまざまな老廃物を生成します。最も一般的なのは乳酸とエタノールです。 私たちはコーヒーや醸造における細菌や酵母による発酵についてよく理解しています。ラクトバチルス属などの多くの菌種も発酵中に乳酸を生成します。この乳酸がヨーグルトの酸味の原因となります。 乳酸は、動物や一部の細菌種の発酵の副産物です。同じ代謝プロセスが動物細胞、たとえば激しい運動中の筋肉の内部でも発生します。乳酸は血液から十分な酸素を受け取っていない筋肉細胞に蓄積し、運動後におなじみの痛む感覚を引き起こします。 エタノールは、酵母や数種類の細菌による発酵の最終生成物です (S.-T. Yang 他、2007)。 好気性発酵および酸化発酵 上で説明したように厳密な生物学的意味では、発酵は酸素を使用しません。ですので定義上、発酵は嫌気性プロセスです。ですが、一部の発酵のプロセスでは酸素がある状況でも行われます。 「好気性発酵」という用語は、酸素が存在しても起こる発酵を指すために使用されることがあります。ほとんどの酵母は、酸素が存在すると発酵ではなく呼吸に切り替わりますが、醸造に使用される酵母サッカロミセス・セレビシエを含むいくつかの酵母は、酸素が存在しても十分な糖が入手可能であれば発酵を続けます(R. H. De Deken、1966)。この能力は、エタノールの毒性が細菌との争いを減らすために進化したと考えられていて(J. Pišku他、2006)、おそらくは順化の結果としてさらに進化したと考えられています(J. G. Gibbons & D. C. Rinker, 2015)。このプロセスは酸素を消費しないため、その名前にもかかわらず、厳密に言えば嫌気性プロセスと考えることができます。 「発酵」は、より一般的な意味で、食品またはバイオリアクター内で微生物によって行われる代謝プロセスを表すために使用される用語でもあります。たとえば、「酸化発酵」と呼ばれることもある酢（酢酸）の製造には酸素が必要です。このプロセスでは、アセトバクターなどの細菌が酸素を使用してエタノールを酢酸に変換します。このタイプのプロセスは、コンブチャなどの多くの「野生」発酵で発生します。また、酸素にさらされるコーヒー発酵タンクでも発生します。 コーヒーにおける「発酵」という用語は通常、より一般的なプロセスを指しています。典型的な発酵タンクでは、多くの菌株と酵母菌が存在し、発酵と呼吸の両方が行われるだけでなく、その他の代謝プロセスもすべて行われます。 発酵は厳密に言うと定義上嫌気性であるため、「発酵」という用語の異なる使用は、コーヒーにおける嫌気性発酵方法と好気性発酵方法のどちらが適切な命名になるのかといった混乱の理由となっています。分かりやすくするために、私たちは「バッグ発酵」など、酸素を排除するようにコントロールされた発酵を説明するために特定の用語を使用することを好みます（レッスン 4.04...

PC_2.04 パルピング

PC2.04 パルピング  このビデオでは、グアテマラのフィンカ・ラ・センダにあるベネフィシオへご案内します。そこでは、ミルの作業員が受入れタンクにチェリーを入れ、重力によって下のドラムパルパーに供給されます。この重力供給システムでは、チェリーを機械に供給するために水を追加する必要がありません。 1860年にウォーカーのオリジナルのディスクパルパーは特許を取得しました。 パルピングは、チェリーから外果皮と外側の中果皮が除去します。パーチメントの層が破れて豆が損傷すると、微生物による攻撃が急速に進行する可能性があるため、これはデリケートな作業です。パルピングを適切に行うことは、ウォッシュドやパルプドナチュラルプロセスを使用するコーヒー生産地域の財政的および健全な生態系を支える課題になります。パルパー内の詰まりを防ぎ、同時にパルプを除去する際にパーチメントコーヒーの過剰な損失を防ぐことは、小規模農園から大規模な工場まで、すべての精製処理を行う者にとって大きな課題になります。 パルパーを稼働する際、水は厳密には必要ありませんが、チェリーをパルパーに供給しやすくなるため広く使用されています。伝統的なウェットミルでは、受け入れタンクからコーヒーが発酵タンクに入るまでのすべての処理段階で、コーヒー1トンあたり40立方メートルの水を消費します (J. C. Vincent、1987)。大量の水を使用し、豆を激しく撹拌しすぎるパルパーでは、水中に大量の繊維が混入する可能性があり、高度な装置がなければ繊維を除去するのは非常に困難になります。これが、水のリサイクルがより困難になる理由です。 パルピングに関して、コーヒーを選択的に収穫してから浮かべる生産者は、はるかに簡単に作業できます。熟したチェリーの柔らかい果肉はどんなタイプのパルパーでも簡単に通過するため、機器の損傷を心配する必要はありません。ですが、事前にベストな格付けを行ったとしても、コーヒーチェリーのサイズが収穫ごとに異なるという事実から逃れることはできません。損失を避けるためには、パルパーはすべて正しくキャリブレーションされ、定期的にメンテナンスされる必要があります。 パルピングシステムはいくつかありますが、水の使用量が少ないという点で 次の3つのシステムが際立っています。どのシステムを使用するかは、コーヒーがパルパーに当たる前にどれだけ均一に分離されるかに大きく依存します。 ドラムパルパーは、プレートと回転ドラムの間で果肉を除去します。 ディスクパルパーは、パルピングバーと回転ディスクの間で果肉を除去します。 スクリーンパルパーは、チェリーがスクリーンのスロットを通過するときに果肉を除去します。 2.04 終

T_1.02 明反応

T 1.02 明反応 光合成の最初のステップは、光依存反応です。このステップでは、クロロフィル分子が光子を吸収し、このエネルギーを使用してエネルギーを与えられた電子を放出します。電子は分子と酵素の鎖に渡され、分子と酵素はこの電子を使用して、エネルギーを運ぶATPとNADPHという２つの分子を作ります。クロロフィルは失われた電子を置き換えるために水分子を分割し、電子を吸収して酸素ガスと水素イオンを放出します: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e–その後、ATP と NADPH は、カルビン回路の光に依存しない反応(または「暗反応」）に加わります。 カルビン回路 カルビン回路は、明反応で生成されたエネルギーを運ぶ分子 (ATP および NADPH) を使用して、二酸化炭素を有機分子に「固定」する一連の循環反応です。カルビン回路では、1つのCO2 分子が5つの炭素原子を持つ分子であるリブロース二リン酸(RuBP) と反応し、1つの炭素原子を追加して、それぞれが3つの炭素原子を持つグリセルアルデヒド三リン酸 (GA3P) の2つの分子を生成します。 カルビン回路で生成されるGA3Pの6つの分子のうち5つが、RuBPの再生産に使用されます。 GA3Pの5つの分子 (それぞれ 3 つの炭素原子を持っている) は、3つの分子のRuBP...

T_3.05 剪定

T 3.05 剪定 剪定とは、枝だけでなく、つぼみ、花、果実など、コーヒーの木のパーツを厳選して取り除くことです。剪定することでコーヒー植物のサイズをコントロールすることができ、より容易な収穫や、より生産的な成長の促進、干ばつや病気からの保護、そして最終的に収穫量を改善することへと繋がります。 剪定は、安定した収穫量と健康な樹木を叶えるための最も重要な農業の方法の1つです。私たちが見つけた剪定に関する研究の多くは、ハワイのコナからのものでした。コナはおそらく、世界中のどこよりもエーカーあたりの生産性が高い場所です。生産性が高い理由は、理想的な生育条件のおかげでもありますが、厳密な剪定システムを取り込んだ農業の方法を採用しているからでもあります。 なぜ剪定？ コーヒーチェリーは通常、若い木からしか育ちません。コーヒーの木は年をとるにつれて、成長が遅くなり、より多くの枝を作るようになります。結実した枝はもつれ、自ら影を作るようになります。その結果、木は年をとるにつれて生産性が低下していきます。そのため剪定を行うことで、新しい成長を促し、木が自ら影を作る機会を減らし、収穫量を増やすことができます。 アラビカ種には欲張りな習性もあります。欲張りというのは、木は1年にできるだけ多くの実を結ぼうとする習性です。果実が拡大して熟し始めると、木から蓄えられた炭水化物を使い果たし、土壌から大量の窒素を必要とします。十分な炭水化物が蓄えられていない場合、または成長をサポートするのに十分な窒素がない場合、葉や枝は食料供給が使い果たされるにつれて枯れ始めます。これは立ち枯れとして知られており、翌年の収穫では非常に不作になってしまいます。 枝が完全に枯れていなくても、開花までに蓄積された炭水化物の量は花の数に影響を与え、翌年の収穫量にも影響を与える可能性があります。そのため炭水化物の蓄えを全て使ってしまう大収穫の年があると、翌年の収穫量の減少につながります。多作の後に不作が続くこのパターンは、隔年結果として知られています。適切な剪定はこれを起こらないようにすることができ、その結果、毎年より安定した収穫とより健康な木が育ちます。 アラビカ種の枝分かれ構造 コーヒーの木は、一定の間隔で「節」を持つ1本の垂直な幹から成ります。各節は、一対の葉と、「 側枝」として知られる一対の枝を生成します。垂直方向の木が年をとるにつれ、成長が遅くなり始め、節と節の距離が互いに近づくようになります。各側枝に沿って、各節は通常、成長した翌年にのみ花と果実を枝につけます。側枝が成長するにつれて、実を結ぶ新しい節が生成され、時には「二次側枝」として知られる別の枝が生成されます。二次側枝も果実をつけますが、通常は一次側枝と比べると生産性が低くなります。 主枝が除かれたり損傷したりすると、木の幹からより多くの主枝が成長し、それが側枝を生み出します。この現象を利用して、古い木から「若い」成長を生み出すことができます。ですが、主枝は果実をつけないため、主枝が多く成長しすぎると収穫量が制限される可能性が出てきます。不要な主枝は「吸盤」と呼ばれ、木から取り除く必要があります。さまざまな剪定システムの目的は、新しく生産的な成長を促し、自ら影を作り出す現象や多くの実を結ぼうとする現象を抑制することです。少なくとも、古い枝を切り、二次および三次側枝を制限し、枯れ木や病気の木を取り除くと、収穫量が大幅に改善されます。そのため剪定は毎年収穫後に実施する必要があります。トッピング、切り株、およびヘッジング このビデオでは、コロンビアのメデリンを拠点とするBH コーチであり生豆バイヤーであるニコライ・フュルスト氏が、コロンビアで使用される一般的な剪定方法を探っています。「トッピング」とは、木のてっぺんを完全に切り取ることを指し、通常は高さ約1.5mです。トッピングをすることで、樹高が高くなりすぎず、収穫しやすくなります。主枝は一度切られると、新しい節が生まれないようになるため、それ以上の側枝も出てこなくなります。これは、新しく生産的な成長は側枝 (二次および三次側枝) から生じる必要があることを意味します。この剪定方法は比較的シンプルで、生産者は余分な主枝を取り除き、実を結ぶ枝を間引き、古い木を取り除くだけになります。主枝が古くなり非生産的になったら、2〜3本を残して完全に切り新しい主枝が成長できるようにします。この方法はシンプルで重機が不要なため、FAO推奨の剪定方法です。このビデオでは、推奨される剪定方法を説明しています。 1：剪定前のアラビカコーヒーの木 2：剪定後のアラビカコーヒーの木 3：吸盤ですが、肥料や灌漑などのより多くのインプットが利用できる国、特に農業が機械化されている国では、より厳しい剪定システムの方が適切な場合があります。「切り株」は通常、木を完全に切りすべての主枝を取り除くことを指します。切り株にした翌年、木は急速に成長する新しい主枝を生成しますが、果実はつきません。果実は、その後の数年で新しい側枝につくようになります。これは、最初の年には収穫がないということですが、次の年の収穫量の増加によって相殺することができます。定期的な切り株は、干ばつに対する樹木の抵抗力を高めることもできます。切り株は、機械化された農場でトラクターのカッティングアームを使用して簡単に実行できるため、重労働の剪定の人件費を削減することができます。Beaumont-Fukunaga システムとして知られている、異なる列の樹木を切り倒すことができるシステムは、1950 年代に開発されました。このシステムでは、毎年木の列全体を切り倒す頃ができ、その切り株の列に隣接する列が成長して実を結ぶようになります。これは、3〜4 年に1度のサイクル、または6年の間に2年に1度のサイクルで行います。このシステムは、ハワイやラテンアメリカの多くで一般的に使用されています。このビデオは、このシステムを使用しているハワイの農場を示しています。  「ヘッジング」とは、木の列全体を一定の高さと幅に機械的に切断する方法を指します。このシステムは、重機を使用することにより、比較的少ない人件費で実行することもできます。状況によっては、切り株よりもヘッジングの方が好ましい場合があります。これは、樹木がより早く再成長し、剪定後に処理する木片などの廃材が少なくなるためです。 3.05 終