در این مقاله سعی داریم شمارا با قهوه ٬ انواع آن و روش های تشخیص کیفی قهوه از نظر آزمایشگاه مواد غذایی رادگستر آشنا سازیم. روش های آزمایش قهوه و فاکتور های بسیار زیادی برای تعیین سطح کیفیت قهوه موجود است که میتوانید در مقاله آزمایش قهوه مطالعه بفرمایید.
قهوه چیست؟
قهوه یکی از محبوب ترین نوشیدنی ها در جهان است. قهوه در انواع و اقسام سنتی و لذیذ متعدد و مخلوط و در اشکال مختلف از جمله دان کامل، آسیاب شده، فوری و نوشیدنی های آماده موجود است. همچنین برای دم کردن در خانه در بستههای مختلف از جمله بستههای تکنفره مانند بستههای قهوه فوری و فنجانهای دمآوری موجود است و به عنوان یک ماده در سایر محصولات استفاده میشود.
تولید و فرآوری قهوه
از حدود 60 گونه درخت قهوه، دو گونه بر تجارت جهانی تسلط دارند: قهوه عربیکا (که به آن عربیکا گفته می شود)، که 75 درصد تولید را تشکیل می دهد، و قهوه کانفورا (به نام روبوستا). قهوه های سه منطقه اصلی رشد – آمریکای لاتین، آسیای جنوب شرقی و آفریقا – ویژگی های طعمی متفاوتی دارند.
میوه درخت قهوه گیلاس قهوه نامیده می شود و زمانی برداشت می شود که قرمز روشن شود. در داخل گیلاس دو لوبیا وجود دارد که هر کدام توسط یک غشای نازک و نقره ای رنگ به نام پوست نقره ای احاطه شده است. یک پوشش پوست مانند دور دو لوبیا را احاطه کرده است و توسط یک لایه نازک موسیلاژ، لایه ای از پالپ و پوست پوشانده شده است.
پس از برداشت، لوبیاها مرتب شده و با شناورسازی تمیز می شوند تا گیلاس های نارس، بیش از حد رسیده و آسیب دیده جدا شوند و کثیفی، شاخه ها و برگ ها از بین برود. سپس با هر دو روش فرآوری شده و تا رطوبت حدود 11 درصد خشک می شوند. در روش خشک، لوبیاها را پهن می کنند تا در آفتاب خشک شوند. در روش مرطوب، تفاله را به صورت مکانیکی جدا می کنند و با روغن باقیمانده لوبیا را خشک می کنند. لوبیاها بر اساس وزن و اندازه طبقه بندی می شوند، توسط آنزیم های طبیعی تا 48 ساعت تخمیر می شوند تا موسیلاژ از بین برود، شستشو داده می شود و در آفتاب یا ماشین خشک می شوند. دانه های خشک شده را قهوه پوستی می نامند.
لوبیاهای فرآوری شده با هر دو روش، سپس برای پوسته کردن به آسیاب فرستاده می شوند، جایی که لایه های بیرونی لوبیا، از جمله پوست، به طور مکانیکی حذف می شوند. لوبیاها را میتوان جلا داد تا پوست نقرهای باقیمانده روی لوبیا از بین برود. سپس لوبیاها بر اساس اندازه و وزن دسته بندی می شوند، برای حذف لوبیاهای غیرقابل قبول بررسی می شوند و بر اساس اندازه، محل رشد و ارتفاع، روش های برداشت و فرآوری و طعم درجه بندی می شوند. دانه های حاصل که قهوه سبز نامیده می شود، در کیسه ها، ذخیره و برای برشته کردن و آسیاب کردن به کشورهای واردکننده ارسال می شود. طبق گزارش NCA، سالانه حدود 7 میلیون تن قهوه سبز در سراسر جهان تولید می شود.
تفت دادن در دمای بالا (حدود 400 درجه فارنهایت) باعث ایجاد عطر و طعم در لوبیا می شود و باعث می شود لوبیا قهوه ای شود و روغن موجود در آن آزاد شود. کباب ها به طور کلی به چهار دسته طبقه بندی می شوند. رست های روشن قهوه ای روشن با طعم ملایم و بدون روغن روی سطح هستند. رست های متوسط (همچنین برشته های آمریکایی نیز نامیده می شوند) قهوه ای متوسط با طعم قوی تر و بدون روغن روی سطح هستند. کبابهای متوسط تیره قهوهای تیره با طعمی تلخ و شیرین و مقداری روغن روی سطح هستند. و کباب های تیره تلخی مشخص و سطحی براق و روغنی دارند. دانههای قهوه اغلب قبل یا بعد از برشته کردن مخلوط میشوند تا ویژگیهای طعم دلخواه را فراهم کنند و سپس برای دم کردن آسیاب میشوند. درجه آسیاب با روش دم کردنی که استفاده می شود متفاوت است. قهوه برای تهیه در دستگاه اسپرسوساز بسیار لطیف تر از قهوه برای دم کردن قطره ای است.
قهوه بدون کافئین با استخراج کافئین از دانه های سبز با آب و کربن فعال، حلالی مانند متیلن کلرید یا اتیل استات یا دی اکسید کربن فوق بحرانی ساخته می شود. قهوه بعداً خشک می شود، برشته می شود، مخلوط می شود و غیره.
ارزیابی کیفیت
کیفیت نوشیدنی مصرف کنندگان قهوه به عوامل متعددی مانند رقم، ارتفاع رشد، آب و هوا، شیمی خاک، شرایط برداشت و فرآوری، روش خشک کردن، شرایط نگهداری (دما، رطوبت)، روش حمل و نقل (نوع و اندازه ظرف) بستگی دارد. شرایط بو دادن، اندازه آسیاب، بسته بندی، سن و روش دم کردن. اسپنسر تورر، مدیر عملیات قهوه در شرکت مستقل تست قهوه Coffee Analysts (www.coffeeanalysts.com)، گفت که آزمایش در سراسر زنجیره تامین انجام می شود، اما میزان آزمایش تغییر می کند. صادرکنندگان و واردکنندگان معمولاً از ارزیابیهای حسی و فیزیکی اولیه استفاده میکنند تا تعیین کنند که آیا محصول با استانداردهای کیفی آنها مطابقت دارد و عاری از نقص حسی است یا خیر. در دستگاه روستر، آزمایش بسیار دقیقتر میشود و شرکتهای قهوه منطقهای، ملی و چند ملیتی با استفاده از انواع تحلیلهای ابزاری و همچنین ارزیابی حسی، درگیر کنترل کیفیت پویاتر میشوند. تورر گفت که اگرچه گامهای زیادی در ابزار دقیق برای تشخیص و شناسایی طعم و عطر برداشته شده است، اما سادهترین، کمهزینهترین و قابل تکرارترین نتایج در آزمایش قهوه با تجزیه و تحلیل حسی بهویژه روش کاپینگ برای طعم و عطر به دست میآید.
در این روش که در تمام مراحل تولید استفاده میشود، مزهگر یا «مس» ابتدا کیفیت بصری کلی لوبیا را ارزیابی میکند (درجهبندی دانهها از نظر عیوب، اندازه، رطوبت، عطر و رنگ)، سپس نمونهای را در آن برشته میکند. یک روستر آزمایشگاهی، دانه های برشته شده را آسیاب می کند و عطر قهوه برشته شده را ارزیابی می کند. سپس فنجان آب جوش را به مقدار استانداردی از قهوه آسیاب شده اضافه می کند و اجازه می دهد تا قهوه حدود چهار دقیقه در فنجان دم بکشد، عطر را استشمام کند، پوسته تفاله ها را بشکند تا ارزیابی رایحه کامل شود، و سپس زمین های شناور را از بین ببرد. روغن های بالای فنجان پس از خنک شدن قهوه، فنجان با فشار دادن یک قاشق به قهوه طعم آن را می چشد تا ببیند آیا با استانداردهای مورد انتظار مطابقت دارد یا خیر، و سپس آن را بیرون می ریزد.
با استفاده از این روش، مس میتواند کیفیت نمونه قهوه را ارزیابی کرده و دانههای مختلف را برای توسعه محصول یا تعیین برشته کردن مناسب برای ویژگیهای طعم خاص، مخلوط کند. به گفته NCA، یک فنجان متخصص می تواند صدها نمونه قهوه را در روز بچشد و همچنان تفاوت های ظریف بین آنها را بچشد. تورر خاطرنشان کرد که فرآیند حجامت از پروتکلهای علمی پیروی میکند تا اطمینان حاصل شود که تنها متغیر در آزمایش، قهوهای است که نمونهبرداری میشود. تمام جنبه های فرآیند به شدت کنترل می شود، از جمله پارامتر برشته کردن قهوه، زمان بین برشته کردن و حجامت، اندازه آسیاب، وزن قسمت قهوه، کیفیت آب، دمای آب، ظروف حجامت و غیره. مس شدت و کیفیت عطر باقلا خشک و عطر، اسیدیته، بدن، طعم و پایان نوشیدنی را ثبت می کند.
تورر گفت که آزمایشهای آزمایشگاهی فیزیکی که ممکن است بر روی قهوه سبز انجام شود عبارتند از: چگالی، محتوای رطوبت و فعالیت آب، اندازه دانه، درجه (تعداد نقص) و رنگ. آزمایشهای قهوه بو داده عبارتند از: اکسیژن و دی اکسید کربن باقیمانده در بستهها، میزان رطوبت و فعالیت آب، رنگ برشته، اندازه ذرات آسیاب شده یا تعداد دانههای شکسته، مواد جامد محلول قهوه دمشده، pH و ضریب شکست بریکس. آزمایشات شیمیایی برای قهوه شامل اکراتوکسین A، کافئین، تجزیه و تحلیل مواد مغذی، تجزیه و تحلیل میکروبیولوژیکی و آفت کش ها است. آزمایشات دیگری که ممکن است بر روی قهوه بو داده انجام شود عبارتند از کافئین، اسیدهای کلروژنیک، لیپیدها، کربوهیدرات ها، پلی فنول کل، پروتئین کل و مایکوتوکسین ها. روشهای تحلیلی استاندارد برای قهوه توسط AOAC International (به جدول مراجعه کنید)، سازمان بینالمللی استاندارد (ISO) و سایر سازمانها منتشر شده است.
Norm Ouellette، معاون تضمین کیفیت جهانی در Starbucks Coffee Co. (www.starbucks.com)، گفت که آزمایش طعم در مراحل مختلف تولید انجام می شود: انتخاب و دریافت لوبیا سبز، برشته کردن، آسیاب کردن، و نوشیدنی نهایی. در گیاه، قهوه را به رنگ دلخواه، تعیین کننده طعم، برشته می کنند و سپس پودر می کنند و رنگ را با استفاده از ابزار بازتاب نور اندازه گیری می کنند. میزان رطوبت پس از برشته کردن تعیین می شود زیرا بر کیفیت و ماندگاری تأثیر می گذارد. طعم و مزه با روش حجامت در هنگام برشته کردن و مخلوط کردن بررسی می شود. در فرآیند آسیاب، اندازه ذرات با استفاده از الک اندازه گیری می شود. آسیاب بسیار مهم است زیرا بر محصول دم شده توسط مصرف کننده تأثیر می گذارد. در سطح انبار، طعم – و شاید رنگ و رطوبت – دوباره آزمایش می شود. او گفت که از کروماتوگرافی گازی و کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا برای انجام سایر آنالیزها استفاده می شود، اما استفاده زیادی از طیف سنجی مادون قرمز نزدیک نیست.
Ouellette گفت که کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا برای تجزیه و تحلیل محتوای کافئین بسیار استفاده می شود. اندازهگیریهای معمولی روی قهوه محلول شامل pH، تخمین مواد جامد توسط بریکس و رطوبت محصول نهایی است که برای طعم و ماندگاری بسیار مهم است. آنالیزهای معمولی برای کنسانتره مایع شامل اندازه گیری غلظت جامدات با بریکس، pH و اسیدیته قابل تیتر کردن است.
وی افزود: بسته بندی برای کیفیت قهوه بسیار مهم است. قهوه را باید از اکسیژن دور نگه داشت زیرا روغن های قهوه به راحتی اکسید می شوند و باعث کهنه شدن قهوه می شوند. بستههای قهوه حاوی مقداری اکسیژن باقیمانده هستند و قهوه برشته شده دی اکسید کربن آزاد میکند، بنابراین بستهها باید گاز زدایی شده و/یا دارای یک دریچه برای آزاد کردن فشار داخلی و همچنین جلوگیری از ورود اکسیژن به ظرف مهر و موم شده باشند. قوطی ها، فلزی یا پلاستیکی، باید دارای مهر و موم خوب و سرعت انتقال رطوبت و اکسیژن کم باشند.
پیشرفت ها و چالش ها
هنگامی که از تورر در مورد پیشرفت در آزمایش قهوه پرسیده شد، گفت که یکی از آنها ایجاد پروتکل های استاندارد AOAC و ISO برای ارزیابی کیفیت است. مورد دیگر این است که در دو نسل اخیر، صنعت قهوه پیشرفت های زیادی در استفاده از علوم غذایی داشته است، از جمله استفاده از ابزارهایی برای ارزیابی رنگ برشته به جای چشم غیر مسلح. او گفت که استفاده از مدرن ترین فناوری کارایی، دقت، تکرارپذیری و مقرون به صرفه بیشتری را فراهم می کند. پیشرفت دیگر، درک عمومی ارزیابی حسی و استفاده از پنل های خبره و روش های حسی معاصر است که از منظر علمی معتبر و معتبر هستند.
اوئلت گفت که روشهای ارزیابی حسی همچنان در حال بهبود هستند، ابزارهای اندازهگیری رنگ اکنون اطلاعات بیشتری نسبت به قبل ارائه میدهند و اتوماسیون و دقت آنالیزهای ابزاری در حال افزایش است. او افزود که ابزارهای پیچیده ای مانند بینی الکترونیکی ممکن است به توسعه محصول کمک کند، اما ممکن است برای ارزیابی روزانه قهوه مقرون به صرفه نباشد.
تورر گفت که چالش اصلی پیش رو، ارائه کیفیت ثابت با وجود تغییرات در الگوهای آب و هوا و اقتصاد است که بر بهره وری کشاورزان تأثیر می گذارد. مصرف کنندگان نمی خواهند بدانند که شرایط آب و هوایی، افزایش فعالیت حشرات یا کپک ها، یا خشکسالی بر میزان قهوه تولید شده تأثیر می گذارد یا اینکه قدرت یا ضعف دلار بر توانایی کشاورزان برای خرید تجهیزات یا کود تأثیر می گذارد. او گفت که مصرف کنندگان به سادگی می خواهند یک بسته قهوه را باز کنند و ببینند که ظاهر، بو و مزه آن یکسان است.
وی افزود از آنجایی که هیچ روش جهانی برای کشاورزی و برداشت قهوه وجود ندارد، فناوری های مورد استفاده در کشور و فرهنگ متفاوت است و آزمایش کنترل کیفیت در کشورهای مختلف متفاوت است. حجامت استاندارد صنعتی برای ارزیابی حسی است، اما کشورهای مختلف آن را متفاوت انجام می دهند. پروتکلهای آزمایش در صادرکنندگان، واردکنندگان و برشتهکنندهها ممکن است متفاوت باشند، اما باید از لحاظ داخلی سازگار باشند. متخصصانی که ارزیابی حسی را انجام می دهند باید هر بار به همین ترتیب این کار را انجام دهند تا تنها متغیر کیفیت/ویژگی قهوه باشد.
اوئلت گفت که با افزایش تقاضا برای قهوه عربیکا با عیار بالا، با رشد بالا و واقعا خوب، حفظ کیفیت قهوه سبز نیازمند شیوه ها و روش های کشاورزی بهبود یافته و پایدار برای ارزیابی قهوه سبز است. تولیدکنندگان باید برای کیفیت خوب و ثابت محصول به محصول تلاش کنند، که در تولید کشاورزی آسان نیست.
سازمان های تجاری و علمی مرتبط با قهوه
انجمن علم و اطلاعات در مورد قهوه (www.asic-cafe.org). ASIC متخصصان جهانی را که در زمینه های مختلف علم و فناوری قهوه کار می کنند گرد هم می آورد و به آنها فرصت ارائه و مقایسه تحقیقات خود را می دهد. این پژوهش را برای کمک به استفاده بهتر از قهوه و بهبود کیفیت قهوه تشویق و هماهنگ می کند. بیست و چهارمین کنفرانس بین المللی علوم قهوه ASIC از 11 تا 16 نوامبر 2012 در سن خوزه، کاستاریکا برگزار خواهد شد.
موسسه کیفیت قهوه (www.coffeeinstitute.org). CQI برای افزایش ارزش، حجم و پایداری تولید قهوه با کیفیت بالا، آموزش و کمک های فنی را به تولیدکنندگان قهوه و سایر افراد در زنجیره تامین ارائه می کند. همچنین در جهت ایجاد سیستمها و زیرساختهایی کار میکند که تمرکز بر کیفیت را تشویق میکند و منجر به درآمد بیشتر کشاورزان میشود.
انجمن قهوه سبز (www.greencoffeeassociation.org). این انجمن صنفی منابع و سایر مزایا را برای افراد و شرکت هایی که با صادرات، حمل و نقل، ذخیره سازی، بیمه، تامین مالی، واردات، تجارت و برشته کردن قهوه سبز سروکار دارند، فراهم می کند.
موسسه اطلاعات علمی در مورد قهوه (www.coffeeandhealth.org). ISIC که در سال 1990 توسط شرکت های بزرگ قهوه در اروپا تأسیس شد، مطالعات و اطلاعات علمی در مورد قهوه و سلامتی را جمع آوری و ارزیابی می کند، از تحقیقات علمی مستقل در مورد قهوه و سلامتی حمایت می کند و اطلاعات علمی متوازن را منتشر می کند.
انجمن ملی قهوه ایالات متحده آمریکا (www.ncausa.org). NCA که در سال 1911 تأسیس شد، سازمان تجارت پیشرو برای صنعت قهوه در ایالات متحده است. این به تمام بخشهای صنعت قهوه ایالات متحده خدمت میکند و بر تحقیقات بازار و علمی، روابط داخلی و بینالمللی دولت، مدیریت مسائل، روابط عمومی و آموزش تمرکز دارد. کنوانسیون ملی بعدی آن در 22 تا 24 مارس 2012 در چارلستون، S.C.
انجمن تخصصی قهوه آمریکا (www.scaa.org). بزرگترین انجمن تجارت قهوه جهان، SCAA استانداردهای کیفیت را ایجاد می کند. تحقیق در مورد قهوه، تجهیزات و صنایع دستی انجام می دهد. و آموزش، آموزش، منابع و سایر خدمات را ارائه می دهد. سمپوزیوم و نمایشگاه سالانه بعدی آن در 18 تا 22 آوریل 2012 در پورتلند، Ore برگزار خواهد شد و شامل بحثی در مورد نسل بعدی تجزیه و تحلیل حسی و مفاهیم برای کنترل کیفیت، توسعه محصول و بازاریابی خواهد بود.
مقالاتی در مورد قهوه ارائه شده در جلسات سالانه IFT
2001
«تقلب قهوه و رویکردهای تحلیلی برای احراز هویت» توسط سی دبلیو هارل از شرکت پراکتر اند گمبل.
2006
“تاثیر زمان نگهداری دانه های قهوه آسیاب شده بر کیفیت قهوه” توسط کارولین اف راس از دانشگاه ایالتی واشنگتن.
2007
“ارزیابی تلخی قهوه با زبان الکترونیکی” توسط میشل مناخ از شرکت آلفا ام او اس.
2009
“فنولیک کل و ظرفیت آنتی اکسیدانی قهوه در طول فرآیند برشته کردن” توسط آلبرتو ام دی آزردو از دانشگاه فلوریدا.
“تحلیل رنگ بو دادن قهوه” توسط آلبرتو ام دی آزردو از دانشگاه فلوریدا
2010
«سینتیک رنگ بو دادن قهوه» اثر آلبرتو ام. آزردو از دانشگاه فلوریدا.
“بررسی کاربرد SIFT-MS در نظارت بر خط فرآیند عطر قهوه” توسط دیوید پاترسون از Syft Technologies.
“نقشه برداری کیفیت قهوه (Coffea arabica) در هندوراس: تاثیر ارتفاع بر ترکیب شیمیایی دانه سبز و کیفیت قهوه بو داده” توسط فرانسیسکو جی. بوسو از دانشگاه زامورانو.
2011
“مقایسه Minolta، HunterLab و ماشین بینایی در ارزیابی رنگ قهوه برشته شده و استانداردهای طبقه بندی برشته قهوه Agtron/SCAA” توسط Alberto M. Azeredo از دانشگاه فلوریدا.
“اثرات شرایط مختلف زمان و دما بر خواص شیمیایی و فیزیکی قهوه” توسط نیا وانگ از دانشگاه گوئلف.