発酵はどう進むのか

実用的な観点から言えば、コーヒーの加工工程に正式な発酵工程が含まれる理由は、豆に付着した粘液質を除去する最も安価な方法だからです。粘液質に含まれるペクチンは機械的に、あるいは酵素を添加することによって除去できるが、これらの方法は、コーヒー豆を数時間積み重ねたりタンクに入れたりするよりも、コストがかかり、技術的にも難しい。

多くの科学的研究では、コーヒー豆に自然に存在する2つの酵素、ペクチナーゼとペクターゼが、湿式加工法における粘液層の分解に関与していると示唆されています。しかし、これは誤りであるようです。Avalloneら（2002）による画期的な研究では、粘液層の分解は、ペクチン分解酵素（ペクチンを分解する酵素）によるものではなく、発酵培地の酸性化の結果であることが示されました。彼らの研究から引用した以下のグラフは、ペクチン分解酵素が機能するための最適なpH範囲（コーヒー発酵中に有意な量で出現しないLactobacillus brevisを除く）が、酸性（5.3～3.5）である典型的なコーヒー発酵条件のpH範囲よりもはるかに高いことを示しています。

コーヒー発酵における微生物の役割

野生の細菌、酵母、カビは、コーヒーの粘液質の分解に直接関与しないとしても、間接的に重要な役割を果たします。コーヒー加工機器の表面、コーヒーチェリーの殻、水、さらには空気中に存在する微生物は代謝産物を生成し、発酵環境を時間とともに酸性化させます。これらの微生物代謝の副産物は、乳酸や酢酸などの有機酸を生成します。

湿式加工におけるコーヒーの発酵工程のほとんどは、自然発酵と呼ばれています。これは、農家や加工業者が発酵槽に微生物を一切添加しないことを意味します。水を使用しない発酵工程は、発酵環境がより早く酸性になるため、発酵速度が速くなります。しかし、均一性が低く、制御が難しくなります。水を加えることで発酵培地の体積が増加し、微生物がより広い範囲に分散されるため、pHが上昇し、粘液質の酸性化が遅くなります。

発酵前の段階で水を再利用することは、淡水が不足している地域では費用対効果が高く必要な方法です。ただし、発酵タンクで使用する水は新鮮でなければなりません。コーヒー豆をタンクに運ぶために使用された水（脱穀機から）は、完全に排水され、発酵工程用に新鮮な水が供給されなければなりません（CHJ Brando および MFP Brando、（2014）。

高品質な水洗式コーヒーの生産には、大量の水が消費されます。しかし、粘液層に直接触れる工程で再生水を使用することは非常に危険です。脱穀前は、果皮が豆を再生水の潜在的な悪影響から守っています。しかし、果皮を取り除いた後は、再生水と粘液層がコーヒーの品質に悪影響を与えるリスクが生じます。

発酵時間

コーヒーの発酵時間は、温度や粘液層の厚さによって6時間から72時間まで幅があります。この粘液層は生果実重量の15.5～22.0%を占め、標高の高い場所や日陰で栽培されたコーヒーチェリーでは通常より厚くなります。

周囲温度が高く、粘液層が厚いほど、発酵は速く進みます。そのため、ロブスタ種は気温の高い低地で栽培されることが多いため、アラビカ種よりも発酵が速い傾向があります。また、利用可能な酵素の量も発酵速度に影響します。コーヒーをドライプロセスすると、発酵槽に入る微生物の数が増えます。逆に、発酵前に洗浄や浮遊選別を行うと、槽内の酵母の量が減り、酵母よりも細菌が多く出現する傾向があります。

通常、コーヒー豆は粘液層が完全に分解されるまで発酵槽に保管されます。従来、加工業者は豆をこすり、シューという音を聞き、豆が小石のようにざらざらした感触になるのを確認していました。粘液層が完全に分解される前に発酵が止まると、豆に粘液や糖分が残留し、均一な乾燥が難しくなります。これにより二次発酵のリスクが高まり、腐敗菌や真菌の増殖につながります。

発酵の過程で、特定の微生物が増殖し、有害な代謝産物を生成することがあります。これらの代謝産物は外皮に浸透し、コーヒー豆の品質に影響を与えます。発酵が不完全または過度に遅いために損傷した豆は、「腐った豆」と呼ばれることがよくあります。過発酵は酪酸やプロピオン酸などの酸を生成し、不快なタマネギのような臭いを引き起こします。