咖啡生豆分析：第一部分：含水率和水活性
此篇文章翻译自：Green Coffee Analytics: Relevance to Roasters, Buyers, and Producers – Part I: Moisture Content and Total Water Activity，点击文末的阅读原文也可跳转原文阅读。
该咖啡生豆分析系列对于生豆的一些标准有比较详细的解释，可以参考阅读。翻译校对不易，点个赞支持一下吧，你的关注和转发是我们持续更新的动力。
前言
业内购买、烘焙和冲泡的精品咖啡人士都了解并重视咖啡的感官分析。毕竟，杯测咖啡是决定咖啡是否值得购买，或者对于烘焙状态的直接反馈。
杯测分数和风味注释有助于确定库存和使用场景（例如做意式豆或者单品豆），甚至可以向生产者提供反馈。在许多情况下，这些分数与咖啡价值挂钩，无论是咖啡生豆还是咖啡熟豆。
我敢打赌，大多数精品咖啡人士对各个产国的咖啡生豆分级也有粗略的了解，但我怀疑对于许多买家和烘焙商来说，这是后知后觉或觉得这是一个不重要的指标。
关于质量的问题，我想概述一些不同的衡量标准，并描述它们如何在整个供应链中增加价值。本系列的第一部分将重点关注咖啡生豆中的含水率和水活性。
含水率
长期以来，含水率是咖啡出口贸易的最重要的标准之一，但是12% 相当模糊，一旦超过12%就会经常遭到不能出口的状况。
同样，烘焙商们也越来越关注咖啡生豆的含水率和水活性，尽管还不了解它的局限性。
让我们深入了解这两种不同测量的含义、它们之间的关系，以及它们如何用作专业烘焙商、买家和种植者的质量工具。
含水率的定义是：在咖啡种子内部的水。采摘咖啡果时，种子中充满了水分，必须在咖啡生产国出口前晒干。
在世界各地，这是通过多种处理方式实现的，对最终产品的影响也各不相同。精品咖啡人群不喜欢对立式干燥器和圆柱形滚筒 guardiolas[1] 。他们更倾向于在露台或高架床上晒干，因为有人认为，机械干燥是低等的干燥处理。
然而，维持良好的烘干机的精度可以提高生产商在适当监控温度时持续烘干大量咖啡的能力。由于露台或高架床暴露于天气的简单性质，任何自然晒干咖啡都会出现当地天气问题的挑战。
根据我的经验，部分遮阴、防雨和空气流通（经常翻动羊皮纸和/或升高床）对确保咖啡在晒干的环境中适当稳定有很大帮助。
人们普遍认为干燥咖啡是 最关键的收获后加工步骤，并且通常较低的干燥温度更利于保持品质。
咖啡科学家 Flávio Borém 博士领导的研究团队使用 SCAA 风格的定性分析来确认对众多现象的物理测量。在他们收集的可测量数据中，有钾从咖啡豆中“浸出”的数据（钾浸出 与质量缺陷有关 在生咖啡中）。
因为它表明：在咖啡生豆内部的结合化合物很容易逸出和降解，特别是咖啡原豆在干燥过程中受损。即使放在露台或高架床上，咖啡原豆的品质也会流失。不幸的是，简单地读取水分含量并不能让我们充分了解这类数据。
水活性
水活性，湿度，特别是水分的蒸发，是使咖啡品质有可能从咖啡生豆中逸出的因素。通过测量水活性，我们可以更好地了解咖啡生豆结构的完整性，以及它保持水分和挥发性芳香化合物的能力。
简而言之，水活性(aW)是蒸汽压或“水能”的度量。它在数学上表示为所讨论的物质的蒸气压的测量值除以水的蒸气压的比较。
想象一下，将等量的水倒入两个杯子:一个杯子有海绵，一个杯子没有。水从有海绵的杯子里蒸发得更慢，因为水分被海绵的某些部分束缚住了。
所以，任何物质的水活性都会比单独的水低，因为物质中的水分会以不同程度结合。因此，水活性测量用十进制表示;咖啡的水活度测量总是用小于1但大于0的数值来表示。
根据所使用设备的类型，水活性数据的可靠性可能会有所不同，这些读数可能会受到温度、相对湿度和其他环境条件的影响。
自20世纪中期以来，水活性一直是食品安全的指标之一。威廉·詹姆斯·斯科特在1953年证明了水活性测量可以预测微生物的生长。
从那时起，水的活度就被认为是比总水分含量更准确、更重要的“微生物、化学和物理性质”指标。在许多行业中，水活性测量现在被认为不仅对安全至关重要，而且作为化学和物理反应的潜在指标。
你可以想象，这在很多方面与咖啡有关。首先也是最明显的是产品安全。在一定程度上，霉菌和其他微生物可以生长;这一水平在所有物质类型中都是牢固建立的。
低于0.60的水活性范围，没有微生物繁殖发生，食品通常被认为没有潜在的新污染。在 0.60 和 0.90 aW 的范围内，霉菌和其他真菌、酵母和其他微生物的活动增加，特别是在更高的范围内。对咖啡有害的是含有霉菌毒素和赭曲霉毒素的霉菌类型，因为这些都是已知的健康危害。
根据AquaLab (Decagon的水活性计制造部门)，霉菌和酵母生长的水活度约为0.61，霉菌毒素霉菌生长的下限为0.78 aW。(查看我的两篇关于霉菌、真菌毒素和咖啡的文章:第一部分和第二部分)
在收获后的加工过程中，HACCP(危害分析和关键控制点)指南建议“所有咖啡，樱桃或羊皮纸，在[水活性]0.95和0.80之间的时间不得超过四天。”
很难想象一个农民或生产者在咖啡发酵时，或者在露台或高架床上的头几天里测量咖啡的水活性。
然而，如果你仔细想想，这些都是我们凭直觉感受和经验知道的事情。例如，在苏门答腊岛，湿羊皮纸豆子直接密封发酵并干燥（湿刨法），对于任何的咖啡来说，通常都不是一个有利的储存条件。
同样，卢旺达和巴西在露台或高架床上用防水布覆盖湿羊皮纸咖啡生豆，这会促进微生物生长。
就咖啡烘焙商和买家的实际体验而言， AquaLab 有一些相关观点：“咖啡生豆的变质非常缓慢，但‘过季（陈豆）’的味道……部分与蔗糖水解成葡萄糖有关，尤其是。较高的水活性可能表明这种活动的水平。”
简而言之，水活性测量可以帮助表明咖啡的库存稳定性，特别是当它与过去作物的味道有关时
这些味道与豆类内部化合物的逸出和/或化学变化有关，并在收获后的干燥过程中保存(或不保存)。虽然不可能通过水活性的读数来预测准确的保质期，但我们可以用水活度来告诉我们这个咖啡生豆的表现，从而告诉我们一杯咖啡生豆的稳定性。
当与水活性含量结合使用时，这可以成为评估高价格/高质量产品/高价值寿命的有力工具。
对于大多数用途，0.60的上限似乎是一个方便的“软”限制，用于预测在正常储存条件下收获后6个月以上的储存稳定性(中等温度，低相对湿度，GrainPro或其他保存方法也可以帮助防止水分迁移)。
这个也是双面性的，水活性有能力预测与焦糖化和美拉德反应等褐变反应相关的潜力和变化速度。
我们知道，这些反应对咖啡烘焙过程中复杂链糖、芳香化合物和风味的形成至关重要。美拉德反应速率随着水活度的增加而增加，在0.60和0.70之间达到最大值，超过0.70通常会降低可能性。
让我们来看看一个基本的图表，这有助于直观地讨论:
你可以看到，储存稳定性的范围比褐变反应的峰值略低，并且微生物活性潜力增加超过 0.60。根据这些指标，咖啡的理想水活性可以被描述为“接近0.60”。
然而，每个烘焙者和买家都必须选择他们愿意在这条线的哪一边犯错:
高于0.60会增加美拉德和焦糖化等褐变反应的速度，但也会增加安全性和稳定性的风险。
水活性在0.63左右的咖啡在收获后三个月的味道可能还不错，但可能比水活性为0.57的咖啡变质得更快。
虽然水活度与特定咖啡特性(原产国、品种、干燥方法)之间的关系还必须收集数据，以做出基于数据的推断。
但基于常识和收获后干燥的作用，我们可以提出一些推断。
例如，由于天然干燥(或日晒)工艺咖啡往往严重依赖于水果糖，而不是焦糖，因为它们具有独特的甜味，而且由于这些咖啡经常大量干燥，可能会导致不一致和被污染，因此这种咖啡的买家可能更喜欢低水活性读数，而不是在相同条件下收获的完全清洗过的咖啡。
同样，在细心的生产者的监督下(他们可能会经常挪动干燥的羊皮纸和/或使用遮阳物来防止过度干燥或羊皮纸破裂)，完全清洗和抬高晒床干燥的咖啡在收获后很长一段时间内可能不会受到稳定性问题的影响，即使水的活性有点高。
然而，在大多数情况下，具有理想水分含量的稳定咖啡，表明良好的干燥方法，充分保存了细胞结构的完整性，保留了有助于高品质风味的化合物。
相反，水活度读数过低或过高往往表明这些细胞结构在某种程度上受到损害，几乎可以肯定是在干燥过程中。与大多数类型的数据解释一样，在这一领域必须做更多的工作才能得出更精确的结论。
咖啡和水都是非常复杂的主题。将两者放在一起自然会使讨论变得复杂。让我们回顾一些细节：
• 干燥过程是咖啡收获后保质的最关键步骤。
• 含水率测量是有帮助的，但它只能告诉您在给定时间咖啡内部结合了多少水，与水的稳定性（以及所讨论的咖啡的稳定性）无关。
• 水活性有助于预测产品安全性、货架稳定性和褐变反应。
• 这些数据点的实际应用与咖啡烘焙商和购买者的需求和期望有关。
• 这些测量值可用于咖啡收获后干燥的质量。
参考资料
[1]
guardiolas: 用于在中美洲和巴西的大部分地区机械干燥咖啡。
