通過控制水分活度來保持生咖啡豆的質量

國際咖啡市場價值1020億美元。它包括從凍干速溶咖啡到從特定種植地點精心采購的特色混合物的所有內容。咖啡豆被采摘為咖啡櫻桃，然后經過加工以去除肉質櫻桃覆蓋物，從而生產出生咖啡豆。這些生咖啡豆是咖啡儲存和運輸的形式。當需要生產咖啡時，生豆被烘烤以制作熟悉的烘焙咖啡豆，這些咖啡豆可以在商店購買或在咖啡館使用。將烘焙的咖啡豆研磨并沖泡，以生產出熟悉的咖啡。顯然，這些步驟中的每一個都有自己的挑戰，每個步驟都會影響所生產咖啡的質量。

從收獲到咖啡生產的整個加工過程中，都會跟蹤咖啡質量。最初，生豆和烘焙豆的質量是根據大小和外觀直觀地完成的，其次是對所生產的咖啡進行最重要的質量測量，這個過程稱為杯測。這種杯測過程著眼于風味、回味、酸度、醇度和均勻性等，得分在 1-100 之間，精品咖啡的得分預計為 80 分或更高。不幸的是，發現采購的咖啡豆不能很好地杯化可能為時已晚，因為咖啡豆已經被購買了。最好能夠在收獲時對青豆本身進行測試，以預測杯測質量。水分活度已被研究為對生咖啡豆的潛在測量，以預測采購咖啡豆的杯測質量。

生咖啡中的水分活度理論

水活度被定義為水中水的能量狀態。對于生咖啡，水活度的測量方法是將樣品中的液相水與密閉腔室頂部空間中的氣相水平衡，并使用傳感器測量頂部空間中的平衡相對濕度 （ERH）。相對濕度可以使用鏡面冷凝露點傳感器、電阻傳感器或電容傳感器來確定。AquaLab的儀器，如AquaLab 4TE，利用鏡面冷凝露點傳感器來測定裝有樣品的密封室內的ERH。ERH的變化通過露點的變化來跟蹤。這種方法的優點是它非常穩定，并且不會由于傳感器的不可逆損傷而導致的不準確讀數，這是電阻或電容傳感器的一個致命弱點。鏡面冷凝露點傳感器可以達到最水平高的準確度和精度，無需維護和不頻繁的校準。咖啡豆可以整粒測試，也可以通過壓碎進行粉碎，在測試時間和可重復性方面具有優勢。

生咖啡中的水分活度和杯測質量

跟蹤生咖啡豆水分活度的價值與杯測分數沒有直接關系。換句話說，相同水分活度的 2 個咖啡豆不一定具有相同的杯測分數，杯測分數也不會隨著水分活度的增加或減少而增加可預測的量。因此，一些研究得出的結論是，水分活度不足以證明測試的合理性，依靠水分含量就足夠了。這個結論的問題在于，首先，在幾乎所有情況下，水分含量分析都比水分活度測試更困難，可靠性也更差。其次，水分活度值與杯測評分沒有直接關系，而是提供最佳的儲存范圍，以避免微生物污染，減緩降解化學反應，保持代謝活性。儲存生咖啡豆的推薦最佳水分活度范圍為 0.45-0.55 aw。在這個水分活度范圍內干燥和儲存生咖啡豆不會提高生咖啡豆的杯測質量，而是會保持6-8個月的質量。

生咖啡中的水分活度和微生物生長

使用0.55 aw作為儲存生咖啡豆上限的主要原因是為了防止微生物生長。每種微生物在其膜內都有理想的水活性，它們的繁殖和生長能力取決于維持這種水活性。每種微生物都有特獨的限制水活度，低于該限度它們就無法生長。

這些生長極限表明，有所病原菌在水分活度低于0.87時停止生長，而常見的腐敗酵母菌和霉菌的生長在0.70 aw時停止生長，這被稱為實際極限。只有嗜干性和滲透性生物可以在0.70 aw以下生長，所有微生物的生長在水活度低于0.60時停止。霉菌及其伴隨的霉菌毒素是生咖啡豆上最有可能的污染物，它們的存在會導致霉味和氣味，或者更糟的是，對霉菌毒素的反應。然而，在水活度低于 0.55 時，生咖啡豆不會支持任何微生物的生長，因此證明理想范圍低于 0.55 aw 是合理的。

生咖啡中的水分活度和化學穩定性

將生咖啡豆保持在低于 0.55 的水活度的另一個原因是限制潛在有害化學反應的速率。一般來說，隨著水活度的增加，反應速率也會增加，但脂質氧化的特獨之處在于，在非常低的水活度下，反應速率也會增加。可能導致生咖啡豆降解和保質期結束的反應示例包括美拉德褐變（顏色和風味的變化）、脂質氧化（酸敗）和老化。

將生咖啡豆的水分活度保持在 0.55 aw 以下會減慢這些反應的速度，但它們仍然會發生。在給定的水活度和溫度下，反應進展到不可接受的程度所需的時間將是產品的保質期。如果確定了這些反應在幾種不同儲存條件下的速率常數，則可以使用預測模型來估計反應在任何儲存條件下進行到不可接受的水平所需的時間。

生咖啡中的水分活度和代謝穩定性

不允許儲存的青豆的水分活度降至 0.45 aw 以下的主要原因是為了保持綠籽的活力，包括對保持咖啡預期風味和香氣特征至關重要的酶活性。水活度低于 0.45 aw 的生咖啡豆可能會失去活力，導致咖啡烘焙時風味陳化。此外，當水分活度低于 0.45 時，生咖啡豆的表面可能會變得更加堅硬和脆弱，從而導致烘焙準備時研磨性能不佳。

生咖啡豆的理想水活度

與大多數產品一樣，生咖啡是按重量出售的，因此在保持安全和穩定的同時，最大限度地提高產品中可能含有的便宜最的成分水的量，將最大限度地提高盈利能力。儲存生咖啡豆的理想水分活度范圍已經確定，高于或低于此范圍將使產品不受歡迎。杯測質量為 88 的生咖啡儲存在理想的水分活度范圍之外，在短短 1-2 個月內杯測分數會多次下降。因此，在確保質量的同時最大限度地提高盈利能力的關鍵是確保生咖啡豆的水分活度在 0.45-0.55 aw 范圍內。