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云南小粒咖啡不同初加工方法产出率的测定研究



全 文 :2013年第7期
云南小粒咖啡不同初加工方法产出率的测定研究
毕晓菲,胡发广,李亚男,王万东,陈 雷,熊贤坤,杨 ,*李荣福
(云南省农业科学院 热带亚热带经济作物研究所,云南 保山678000)
摘要:以云南小粒种咖啡成熟鲜果为材料,分别采用5种不同初加工方法,比较其咖啡在产率、洁净度与次品率的
差异,结果表明采用不同的加工方法对咖啡产率影响不大,其中浸泡机械脱胶加工的咖啡豆外观品质较好,建议生
产上采用。
关键词:咖啡;不同加工方法;产率
中图分类号:TS255.7文献标志码:A doi:10.3969/jissn.1671-9646(X).2013.07.052
InvestigationonProductivityofDiferentPreliminaryProcessingMethods
ofYunnanArabicaCofee
BIXiao-fei,HUFa-guang,LIYa-nan,WANGWan-Dong,CHENLei,XIONGXian-kun,YANGYang,*LIRong-fu
(Tropical and Subtropical Cash Crop Institute,Yunn n AcademyofAgricultural Science,
Baoshan,Yunnan 678000,China)
Abstract:Mature Yunnan Arabica coffee fruit is used as material,th return yield,cleanline s nd defective rate of coffee
beans byusingfive different preliminaryprocessingmethods are compared. Results showthat the return yield ofcoffee beans is
not affected by different preliminary processing methods,in addition,the a pearance quality of coffee beans which are
processed by soaking and mechanical degumming show better than the other methods,thus it is r commend to apply in
manufacturing.
Keywords:coffee;different processingmethods;production rate
收稿日期:2013-02-18
基金项目:国家星火计划项目“云南小粒咖啡关键技术集成与产业化示范”;农业部行业科研专项“热带特香辛饮料作物产业技术
研究与示范(200903024-02)”。
作者简介:毕晓菲(1986— ),女,云南人,研究实习员,研究方向:咖啡加工。
*为通讯作者:李荣福(1971— ),云南人,副研究员,研究方向:热带作物栽培。
咖啡是茜草科(Rubiaceae),咖啡属(Coffea),
咖啡种,为多年生常绿乔木[1]。云南小粒咖啡(Cof-
fea arabica),原产于非洲埃塞俄比亚,占世界咖啡
种植面积的80%以上[2]。云南热区独特的低纬度、高
海拔、昼夜温差大等自然条件造就了云南小粒咖啡
具有浓而不苦、香而不烈、略带果酸味的特点,使
其深受世界客商所注目[3]。
咖啡鲜果初加工是形成商品豆的重要环节,初
加工质量将直接影响咖啡产业经济效益和发展前景。
咖啡加工有干法加工(Natural processes) 和湿法加
工 (Washed processes) 2种。湿法加工又分普通湿
法和机械湿法2种方案[4]。干法加工是将采集的成熟
鲜果干燥成干果,除去果皮和种壳,清杂分级,便
是商品豆;普通湿法加工和机械湿法加工。两者最
主要的区别就是普通湿法加工是咖啡豆经脱皮处理
后经发酵脱胶处理,而机械湿法加工是经机械脱胶
处理,一般认为湿法加工的咖啡豆商品质量较好[5]。
咖啡干法加工与湿法加工方法之间存在着细微差别,
关于不同的咖啡初加工方法对咖啡豆产率的影响目
前未见相关报道,本研究以5种不同的咖啡初加工
为技术手段,对咖啡产出率、洁净度等进行分析比
较,以期得到最佳的咖啡初加工方式。
1 试验部分
1.1 材料
从云南省保山市隆阳区潞江坝采收的云南小粒
咖啡成熟鲜果500 kg,分别用于5种加工方法试验,
即各加工方法用100 kg。
1.2 仪器设备
保山脱皮机、巴西脱胶机、巴西样品脱壳机、
水分测定仪、电子天平、温度计、发酵缸若干。
1.3 试验方法
1.3.1不同加工方法的处理
采用5种不同的加工方法对咖啡鲜果进行处理。
文章编号:1671-9646(2013) 07b-0067-02
第7期(总第323期) 农产品加工(学刊) No.7
2013年7月 Academic Periodical ofFarmProducts Processing Jul.
农产品加工(学刊) 2013年第7期
不同加工方法的处理方式见表1。
1.3.2咖啡产出率的测定
咖啡鲜果制备带壳咖啡豆、咖啡米产率的质量
分数,数值以%表示,按式(1) 计算:
ω=m0m ×100%. (1)
式中:m0——带壳咖啡豆或咖啡米的总质量,kg;
m——试料的总质量,kg。
2 结果与分析
不同加工方法各指标的测定结果见表2。
2.1产率
从表 2得出,采用不同的加工方法由 100.0 kg
咖啡鲜果制备水分含量为11%~13%的带壳豆产率为
27.5~35.3kg,制备得咖啡米产率为21.5~22.8kg。
2.2洁净度
从表2得出,采用不同的加工方法所得咖啡米的
洁净度(即杂质比例较小) 最高的为浸泡机械脱胶加
工(6.09%),其次是未浸泡机械脱胶加工(6.24%),
再次为发酵脱胶湿法加工 (6.41%) 与半干法加工
(7.85%),洁净度最差的为干法加工(10.58%)。
2.3完好豆与缺陷豆所占比例
从表2得出,采用不同的加工方法所得咖啡米
完好豆比例最高的为浸泡机械脱胶加工(91.67%),
其次是未浸泡机械脱胶加工(91.47%),再次为干法
加工(90.53%),发酵脱胶湿法加工次之(90.24%),
完好豆比率最低的为半干法加工(88.40%)。
3 讨论及建议
从表2得出,5种加工方法中,半干法所得到的
净咖啡米产率相对较高(达21.01%),其他加工方法
的产率均在20.00%左右,但半干法加工对咖啡豆的
磨损较大,完好豆比率为88.40%。其他加工法的完
好豆比率均在90.00%以上,以浸泡机械脱胶方法为
最大(达91.67%)。综合比较得出,除了半干法外其
他4种方法对咖啡豆完整程度损坏不大,均可采用。
从已有的报道可知,干法加工时间长,费时费
工,且加工后的咖啡豆外观品质远不及发酵湿法加
工的好[6]。而传统的发酵脱胶湿法加工,发酵时易受
环境温度变化及人为经验影响,导致咖啡豆色泽差、
品质参差不齐的问题。同时湿法加工发酵过程所排
出的水属于高酸度,pH值3~4,有毒性,是加工过
程中主要的污染水源[7]。由此可见,目前我国咖啡加
工普遍采用的干法加工和湿法加工2种方法均难以
保证质量和品质一致。
本试验中所采用的浸泡机械脱胶加工和未浸泡
机械脱胶加工均基于咖啡加工配套机械的使用。试
验研究表明,机械脱胶对咖啡豆品质基本无影响[8]。
本试验研究得出,浸泡机械脱胶加工和未浸泡机械
脱胶加工所得的净咖啡米比例相差不大,分别为
20.19%和20.44%,但浸泡机械脱胶加工对咖啡豆的
磨损相对较少,为8.33%,完好豆比例相对较高,为
91.67%。
同时有研究认为经机械脱胶后的咖啡湿豆,用
清水浸泡12~36h,可提高咖啡杯品品质[8]。综合比
较,笔者建议最好采用浸泡机械脱胶加工来获得高
品质的咖啡豆,此法既可省去发酵操作,又减少水
资源的消耗与污染,达到保护环境的目的。从环保
和资源循环利用的角度,笔者也建议咖啡初加工产
业采用咖啡机械脱胶进行生态化加工,可进一步构
建咖啡生态化加工的发展模式。同时咖啡加工配套
机械脱皮机、脱胶机及咖啡脱皮脱胶组合机的使用,
表 1 不同加工方法的处理方式
编号 处理方式
1
2
3
4
5
干法加工:咖啡鲜果→晒干→脱壳机脱壳→咖啡米
半干法加工:咖啡鲜果→机械脱皮→晒干→脱壳机脱壳→
咖啡米
未浸泡机械脱胶加工:咖啡鲜果→机械脱皮脱胶→晒干→
脱壳机脱壳→咖啡米
发酵脱胶湿法加工:咖啡鲜果→机械脱皮→发酵脱胶→晒
干→脱壳机脱壳→咖啡米
浸泡机械脱胶加工:咖啡鲜果→机械脱皮脱胶→浸泡
20h→晒干→脱壳机脱壳→咖啡米
表 2 不同加工方法各指标的测定结果
指标 干法 半干法
未浸泡机
械脱胶
发酵脱胶
湿法加工
浸泡机
械脱胶
鲜果质量m/kg
晒干后带壳豆质量m/kg
脱壳后毛咖啡米质量m/kg
人工挑选后净咖米质量m/kg
杂质占毛咖啡米比率/%
完好豆质量m/kg
完好豆比率/%
缺陷豆质量m/kg
缺陷豆比率/%
100.00
35.30
22.50
20.12
10.58
18.21
90.53
1.91
9.48
1 .00
4.10
22.80
21.01
7.85
18.57
88.40
2.22
11.61
1 0.00
27.90
21.80
20.44
6.24
18.69
91.47
1.74
8.54
100.00
30.00
22.30
20.87
6.41
18.83
90.24
2.04
9.77
1 0.00
27.50
21.50
20.19
6.09
18.50
91.67
1.68
8.33
注:①带壳咖啡豆是指未经脱壳处理的咖啡干果,其豆粒水分含量
为11%~13%,品质应达到小粒种带壳咖啡豆的技术要求;②毛咖啡米是
指经干燥好的带壳咖啡豆,用脱壳机械脱去种壳,即得毛咖啡米;③杂质
是指咖啡中的外来杂质,以及内皮、外皮、壳、无肉干果;④净咖啡米是剔
除毛咖啡米中的杂质所获得的咖啡米;⑤完好豆与缺陷豆按照生咖啡缺
陷参考图(NY/T1519—2007/ISO10470:20)标准的进行分类
(下转第 71页)
68· ·
2013年第7期
为实现咖啡初加工规模化、标准化、集约化生产奠
定了基础。
参考文献:
刘光华,张星灿. 从深山走向世界的云南咖啡 [M] . 昆
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黄家雄,李贵平,杨世贵.咖啡种类及优良品种简介 [J] .
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[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
(上接第 68页)
2.4 生理生化性质分析
烟草内生细菌T11的生理生化鉴定结果见表2。
T11菌株革兰氏染色呈阳性,葡萄糖产酸、接触
酶、明胶试验呈阳性,葡萄糖产气和厌氧生长呈阴
性。能利用的碳源有葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖、
棉籽糖、纤维二糖,不能利用乳糖和麦芽糖。精氨
酸双水解酶肉汤呈阳性,色氨酸呈阴性。T11能利用
上述的大部分碳源和氮源,说明该菌株对碳源与氮
源没有严格的要求,说明其适应条件强。
3 结果与讨论
从烟草植株中分离到一株降烟碱烟草内生菌
T11,经形态特征、生理生化和 16S DNA鉴定及系
统发育树分析,目前普遍认为同源性性大于97%作
为一个OUT分类单位,即可以认为是属内的同种,
T11菌株与 Bacillus sp的相似性为99%,且其遗传距
离仅为 0.002,因此鉴定菌株 T11为芽孢杆菌
(Bacillus sp)。其烟碱降解为75.2%,低于李雪梅等
人从烟草废弃物筛选到一株芽孢杆菌 (Bacillus sp.
X6)。在36 h内可将烟碱质量分数为6.04 mg/g烟草
废弃物中的烟碱降解60.3%,3 d后则降解87.6%的
烟碱。T11菌株是从健康烟草植株中分离出来的内生
菌为烟草内生菌中的优势菌群[7],具有普遍生物学意
义和广泛的应用价值,国外利用微生物降解烟碱的
研究相当多,但利用具有降解烟碱能力的内生菌研
究报道相对较少,因此利用该菌株直接降低烟草植
株中的烟碱含量的研究提供一种全新思路,这也是
本研究的下一步研究方向。
参考文献:
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表 1 T11序列比对相似菌株及相似性
菌株名称 相似性
Bacillus amyloliquefaciensstrainZZB20
Bacillus subtilis strainDYJL16
Bacillus methylotrophicus strain19E2
Bacillus vallismortis strainWA-15
Bacillus sp JN17
99%
99%
99%
98%
99%
图 4 T11菌株的系统发育关系
表 2 T11内生菌的生理生化特征
试验项目
革兰氏染色
接触酶
精氨酸双水解酶肉汤
葡萄糖
鼠李糖
阿拉伯糖
T11菌株
+
+
+
+
+
+
注:“+”为阳性;“-”为阴性
试验项目 T11菌株
棉籽糖
乳糖
纤维二糖
麦芽糖
色氨酸肉汤
明胶
+
-
+
-
-
+
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[5]
[6]
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!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
申 星,等:一株降解烟碱烟草内生菌的筛选与鉴定
Bacillus amyoloiquefaciensstrain
Bacillus methyoltrophicusstrain
Bacillus subtilis strain
Bacillus vallismortis strain
Bacillus sp
34
Bacillus sp11
30
46
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