Kahve Çekirdeği Fermantasyonunda Mayalar ve Tadın Mikrobiyolojisi

Kahve kirazı çiftlikte çekirdeğe dönüşürken yaş, kuru ya da yarı kuru işlemeden geçer; üçünde de çekirdeğe yapışık kalan müsilajı gidermek için kendiliğinden bir fermantasyon yürür ve mikropların ürettiği maddeler içeceğin tadına katkı verir (Vinícius de Melo Pereira ve ark., 2017). Aynı derlemeye göre bu işi yapan mayalar ve laktik asit bakterileri müsilajı pektin parçalayarak çözebilir, mikotoksin üreten küflerin gelişmesini engelleyebilir ve aroma veren bileşikler üretebilir (Vinícius de Melo Pereira ve ark., 2017).

Yaş, kuru ve bal işlemede mikrop tablosu

Hangi mikropların öne çıktığı işleme yoluna göre değişiyor. Bal ya da “pulped natural” diye anılan yöntem, kabuğu soyulmuş çekirdeklerin yıkanmadan uzun süre fermente edildiği bir yarı kuru uygulamadır (Aswathi ve ark., 2024).

Kuru işlemede iki yıl boyunca 15 çiftlikte yapılan örneklemede mikrop yükü kiraz başına 3×10⁴ ile 2,2×10⁹ koloni arasında değişmiş, mayalar fermantasyon sırasında artmıştır (Silva ve ark., 2000). Yazarlar kuru işlemenin mikrop topluluğunu yaş fermantasyondakinden çok daha çeşitli ve karmaşık bulmuştur (Silva ve ark., 2000). Yarı kuru işlemede ise maya sayıları gramda 3,4 ile 6,9 log koloni arasında seyretmiştir (Vilela ve ark., 2010).

Müsilajı kim çözüyor?

Soru eski. Hindistan'da robusta kirazlarının doğal fermantasyonunu inceleyen 1966 tarihli çalışmada pektin parçalayan Saccharomyces mayaları ve bir Schizosaccharomyces türü baskın bulunmuş, bu mayaların hava ya da sudan değil kiraz yüzeyinden geldiği gösterilmiştir (Agate ve ark., 1966). Aynı çalışmada bu mayalardan hazırlanan enzim preparatı müsilaj tabakasının parçalanmasını hızlandırmıştır (Agate ve ark., 1966). Pektini kesen enzimleri pektinaz nedir yazısında ayrıca anlattık.

Yakın dönemdeki deneyler tabloyu inceltti. Yaş fermantasyona maya üremesini durduran natamisin eklenen çalışmada müsilaj her iki fermantasyonda da sonuna kadar parçalanmış, maya etkinliğinin yokluğu bu parçalanmayı anlamlı biçimde değiştirmemiştir (Elhalis ve ark., 2020). Aynı grubun müsilaj parçalanmasının hızını ölçtüğü sonraki çalışmada ilk 12 saatte çekirdeğin kendi pektin parçalayan etkinliği belirgin bulunmuş, fermantasyon boyunca maya bulunduğunda parçalanmanın tamamlandığı ve bakterilerin belirleyici bir rol oynamadığı bildirilmiştir (Elhalis ve ark., 2023). Yazarlar sürecin başında çekirdeğin kendi enzimlerinin, sonrasında ağırlıkla mayaların çalıştığı sonucuna varmıştır (Elhalis ve ark., 2023).

Maya durursa fincanda ne değişiyor?

Natamisin deneyinde hem kendiliğinden hem de mayası baskılanmış fermantasyonda başlıca bakteriler arasında laktik asit bakterileri Leuconostoc mesenteroides ve Lactococcus lactis yer almıştır (Elhalis ve ark., 2020). Buna karşın çekirdeğin içinde biriken laktik asit, mayaların serbest çalıştığı fermantasyonda üç kat yüksek bulunmuştur (Elhalis ve ark., 2020).

Mayalı fermantasyondan gelen yeşil çekirdeklerde izoamil alkol 21 kat, etanol 3,7 kat, asetaldehit 8 kat ve etil asetat 25 kat yüksek çıkmış, bu fark kavurmadan sonra da sürmüştür (Elhalis ve ark., 2020). Mayasız fermente edilen çekirdeklerin kahvesi hafif meyvemsi bir aroma vermiş ve koku, lezzet, asitlik, gövde ve genel puanda daha düşük skor almıştır (Elhalis ve ark., 2020). Kakaoda maya üremesini durduran benzer bir deneyi kakao çekirdeği fermantasyonu yazısında anlattık.

Başlatıcı kültür denemeleri

Yaş fermantasyona H. uvarum ve P. kudriavzevii başlatıcı olarak eklendiğinde bu mayalar ortamı ele geçirmiş, mililitrede yaklaşık 10,0 log koloniye ulaşmış; kendiliğinden fermantasyonda bu değer 8,0 log düzeyinde kalmıştır (Elhalis ve ark., 2021). Aşılanan fermantasyonlarda müsilajdaki şekerler daha hızlı ve tam kullanılmış, gliserol, alkol, aldehit, ester ve organik asitler yeşil çekirdekte 2-3 kat yüksek bulunmuş, fincan testinde aşılanan fermantasyonların, özellikle P. kudriavzevii ile yapılanın kahvesi lezzet, aroma ve asitlikte kontrolden yüksek puan almıştır (Elhalis ve ark., 2021).

Yarı kuru işlemede iki Saccharomyces cerevisiae suşu, Candida parapsilosis ve Pichia guilliermondii ile yapılan denemede aşılanan mayalar fermantasyon boyunca izlenebilmiş, 47 uçucu bileşik tanımlanmış ve aşılanan kahvelerde kontrolde görülmeyen bir karamel notası saptanmıştır (Evangelista ve ark., 2014). Başka bir yarı kuru denemede S. cerevisiae CCMA 0543 suşunun gramda yaklaşık 5,5-5,6 log hücreyle ortamda kaldığı gerçek zamanlı PCR ile gösterilmiş, bütün örnekler fincan testinde 80 puanın üzerine çıkmıştır (Ribeiro ve ark., 2017). Bal yöntemiyle işlenen robusta kahvesinde S. cerevisiae ile yapılan fermantasyonda ise tatlı, meyvemsi ve karamelimsi notalarla ilişkilendirilen 5 ek bileşik saptanmış, duyusal puan aşılanan kahvede 72,5, aşılanmayanda 70,5 olmuştur (Aswathi ve ark., 2024).

Bu denemelerin bir kısmından önce yayımlanan derleme, kontrollü başlatıcı kültürlerin fermantasyona ve çekirdek kalitesine etkisi üzerine bilginin kıt olduğunu, bunun da tekniği gerçek tarla koşullarında kullanılamaz kıldığını yazmıştı (Vinícius de Melo Pereira ve ark., 2017).

Mayaların başka mutfakları

Fermantasyondaki Saccharomyces ve akrabalarının neden mantar sayıldığı maya bir mantar mı yazısında, şıradaki maya ekolojisi ise şarap mayası nasıl çalışır yazısında anlatılıyor. Yaprağı mayalar yerine küflerin işlediği bir fermantasyon için pu-erh çayı ve küfler yazısına bakabilirsiniz.

Bilimsel referanslar

Agate, A.D. et al. (1966). Role of pectinolytic yeasts in the degradation of mucilage layer of Coffea robusta cherries. Appl Microbiol, 14(2), 256-60. PMID 5959859. DOI 10.1128/am.14.2.256-260.1966.

Aswathi, K.N. et al. (2024). Functioning of Saccharomyces cerevisiae in honey coffee (Coffea canephora) and their effect on metabolites, volatiles and flavor profiles. Food Res Int, 180, 114092. PMID 38395561. DOI 10.1016/j.foodres.2024.114092.

Elhalis, H. et al. (2020). The crucial role of yeasts in the wet fermentation of coffee beans and quality. Int J Food Microbiol, 333, 108796. PMID 32771820. DOI 10.1016/j.ijfoodmicro.2020.108796.

Elhalis, H. et al. (2021). Microbiological and Chemical Characteristics of Wet Coffee Fermentation Inoculated With Hansinaspora uvarum and Pichia kudriavzevii and Their Impact on Coffee Sensory Quality. Front Microbiol, 12, 713969. PMID 34421873. DOI 10.3389/fmicb.2021.713969.

Elhalis, H. et al. (2023). Yeasts are essential for mucilage degradation of coffee beans during wet fermentation. Yeast, 40(9), 425-436. PMID 37464909. DOI 10.1002/yea.3888.

Evangelista, S.R. et al. (2014). Inoculation of starter cultures in a semi-dry coffee (Coffea arabica) fermentation process. Food Microbiol, 44, 87-95. PMID 25084650. DOI 10.1016/j.fm.2014.05.013.

Ribeiro, L.S. et al. (2017). Behavior of yeast inoculated during semi-dry coffee fermentation and the effect on chemical and sensorial properties of the final beverage. Food Res Int, 92, 26-32. PMID 28290294. DOI 10.1016/j.foodres.2016.12.011.

Silva, C.F. et al. (2000). Microbial diversity during maturation and natural processing of coffee cherries of Coffea arabica in Brazil. Int J Food Microbiol, 60(2-3), 251-60. PMID 11016614. DOI 10.1016/s0168-1605(00)00315-9.

Vilela, D.M. et al. (2010). Molecular ecology and polyphasic characterization of the microbiota associated with semi-dry processed coffee (Coffea arabica L.). Food Microbiol, 27(8), 1128-35. PMID 20832694. DOI 10.1016/j.fm.2010.07.024.

Vinícius de Melo Pereira, G. et al. (2017). Microbial ecology and starter culture technology in coffee processing. Crit Rev Food Sci Nutr, 57(13), 2775-2788. PMID 26462969. DOI 10.1080/10408398.2015.1067759.

Bu içerik bilgilendirme amaçlıdır, tıbbi tavsiye niteliği taşımaz. Herhangi bir sağlık kararı almadan önce hekiminize danışınız. Fonksiyonel mantarlar ilaç değildir ve hastalıkların tedavisinde kullanılamaz.

Atıf yapılan kaynak: 10  |  Yöntem: Editöryel Politika  |  Referanslar: Bibliyografya