烘焙工艺与拼配对“云南咖啡”品牌的影响分析

程金焕 ，娄予强 ，施莉莉 ，武瑞瑞 ，付兴飞 ，何红艳 *

（1.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；2.保山市隆阳区经济作物技术推广站，云南保山 678000）

咖啡与可可、茶叶并称世界三大饮料，其产量、产值和消费量均为三大饮料作物之首［1］。2021 年全球咖啡生产国家和地区有78 个，收获面积 1 112.05 万 hm2，产 量 1 004.84 万 t，综 合 产 值4 000 亿美元。云南咖啡种植历史超过100 年，产业化发展也有60 多年历史，咖啡产业已经成为云南省特色优势产业。截至2021 年，全省咖啡面积9.29 万 hm2、产 量 10.87 万 t、农 业 产 值 26.04 亿 元 ，工业产值81.58 亿元、批发零售业产值231.62 亿元，综合产值339.25 亿元。云南咖啡产区分布于9 个州市33 个县市区，25 个边疆县中有23 个县种植咖啡，咖农20 多万户共100 多万人。咖啡产业在热区、在边疆脱贫攻坚和乡村振兴中具有十分重要的作用。

长期以来，云南咖啡主要以原料形式销售，产业链短，附加值低，价格容易受国际期货影响。近年来随着国内咖啡消费日益增长及云南咖啡品质和加工水平的不断提高，精深加工产品在国内市场销售量日趋增加。据统计，咖啡原料、精深加工产品和终端消费市场产值比约为1∶6∶93，产业链越向后端延伸，附加值越高。云南咖啡烘焙加工起步晚，对烘焙研究不深，长期以来主要以单一原料进行简单烘焙。提升烘焙工艺技术，开展不同产区、海拔、加工方式、品种咖啡的拼配，可以提升精深加工质量，提高精深加工产品市场份额，延伸产业链，增加产业附加值，促进产业健康可持续发展。

1 云南咖啡原料多样性

1.1 品种多样性

目前云南咖啡产区主栽品种为卡蒂姆系列，但不同产区栽培的品系各不相同，如保山以卡蒂姆7963 为主，普洱以P 系列、T 系列为主。近年来随着精品咖啡市场需求量增加，铁皮卡、波邦、卡杜拉、卡杜艾、维拉萨奇、瑰夏、萨奇姆等精品咖啡品种的种植面积快速增加。不同品种咖啡原料差异显著，笔者观察发现，在云南保山潞江镇云南省农业科学院热带亚热带经济作物研究所资源圃内的多个品种咖啡生豆在粒径、密度等物理性质方面存在很大差异。李学俊等研究了普洱产区的铁皮卡、波邦、S288、矮卡和卡蒂姆系列共11 个品种的物理特性、商品性和杯品品质，结果发现矮卡千粒重最低，铁皮卡千粒重最高［2］。孙彩梅等研究了普洱茶树良种场种植的30 个不同品种咖啡豆的化学和卫生指标，结果显示不同品种咖啡原料的灰分、咖啡因、水浸出物、总糖、粗脂肪、蛋白质等主要化学成分含量差异均较大［3］。

1.2 环境多样性

云南咖啡产区多样化的气候、土壤、降雨、海拔形成了多样性的小环境，在不同环境下产出的咖啡原料本身差异很大。黄家雄等研究了保山、普洱、德宏三个海拔相近产区同一品种的咖啡生豆样品，结果显示德宏咖啡豆粒径最大，粗纤维含量最高，其次是普洱咖啡，保山咖啡粒径最小，粗纤维含量最低；保山和德宏咖啡豆灰分、蛋白质含量相同，均低于普洱咖啡豆；水浸出物和粗脂肪含量则是普洱最高，保山最低；咖啡因含量保山最高，普洱最低；总糖含量保山和德宏相同高于普洱［1］。孙彩梅等研究了保山、普洱相近海拔卡蒂姆品种咖啡豆的化学指标，结果显示，保山产区咖啡豆水浸出物、总糖和粗脂肪含量较高，普洱产区咖啡豆灰分、粗纤维和咖啡因含量较低，而蛋白质含量较高［2］; 黄家雄等对怒江流域不同海拔卡蒂姆品种化学成分进行分析，结果显示咖啡豆千粒重、总糖含量与海拔高度呈正相关，咖啡因含量和粗脂肪含量与海拔高度呈负相关［4］。李锦红等研究不同纬度出产的小粒种咖啡品质，结果表明高纬度地区的咖啡品质更好［5］。高敏等研究了普洱市思茅、宁洱、澜沧和孟连四个县咖啡生豆原料化学组分，高海拔种植区咖啡品质高于低海拔种植区［6］。

1.3 初级加工工艺多样性

咖啡鲜果加工主要有干法、湿法、半湿（干）法和湿刨法四种，云南早期主要采用湿法加工，近年来随着精品微批次加工技术的进步和环保要求的提升，半湿法加工和干法加工使用比例越来越高。初加工可以创造风味的原理就是利用发酵分解咖啡豆内的果胶，让风味物质透过羊皮纸层进入咖啡生豆内，同时依靠微生物和咖啡自身的酶将分解咖啡内的多糖物质转化为醇类、乙酸、乳酸和其他酸类物质。陈云兰等研究了6 种初加工工艺对云南卡蒂姆咖啡品质的影响，结果表明不同初加工方式对生豆密度影响差异不显著，但对脂肪、蛋白质、咖啡因等内含物质含量及感官品质有一定的影响。使咖啡蛋白质和咖啡因含量最高的加工工艺是鲜果内发酵和水洗干发酵（51.95 mg/L），其次是干红蜜加工、黑蜜加工、日晒、全水洗发酵，最低的是三重水洗发酵（46.33 mg/L）；使咖啡脂肪含量最高加工工艺的是干红蜜（13.21%），其次是日晒、黑蜜加工、水洗，最低的是三重水洗发酵（11.76%）。在发酵和干燥环节，采用带果胶的四种加工工艺能使咖啡的粗脂肪、粗蛋白质、咖啡因含量更高，而在水中浸泡发酵咖啡豆的加工方式，随着果胶在水里的降解，其粗脂肪、粗蛋白质、咖啡因等内含物质的含量会降低［7］。

2 原料特性对烘焙质量的影响

2.1 物理特性

咖啡生豆正常含水率为10.0%～12.0%，ICO（国际咖啡组织）认为11.0%是生豆水分含量的理想值，市面流通的多数为10.5%～11.5%。当水分含量低于10.0%时，不仅咖啡生豆外观颜色会变化，品质也会受影响，生豆水分活性的散失会导致生豆产生不愉悦的稻草味、木质味、陈味等。咖啡生豆水分含量超过12.5%则会有发生霉变的风险。咖啡含水率还影响整个烘焙的过程，含水率较高的咖啡豆烘焙时需要更多的热量。咖啡生豆粒径大小、密度也是设计烘焙曲线的重要参数之一，会影响到咖啡风味的发展，主要体现在入豆温度、黄点阶段、1 爆等关键点的控制、整体烘焙节奏等方面。

2.2 化学特性

脂肪含量的差异会对咖啡烘焙过程中的美拉德反应产生一定的影响，最终在杯品时通过风味和滋味体现出来［8-9］。咖啡生豆中含有丰富的蛋白质，是重要的风味前体物质，在烘焙过程中发生美拉德反应，与含羧基的糖类化合物反应生成醛、酮等物质［10］，形成烘焙咖啡特有的色泽、香气和滋味，因此蛋白质含量的差异对咖啡风味具有重要影响，最终影响咖啡的感官品质。智美丽等研究了意大利、肯尼亚、巴西、巴拿马等国家及中国云南、海南、台湾7 个产区深度烘焙咖啡豆中咖啡酸、绿原酸、富马酸、没食子酸、琥珀酸、无水柠檬酸、L-苹果酸、DL-酒石酸、D-（-）奎宁酸和葫芦巴碱这10 种风味物质成分，并运用多元统计分析的方法对所得数据进行分析，发现绿原酸和葫芦巴碱是咖啡豆中主要的风味物质，其中巴拿马的咖啡豆样品绿原酸和葫芦巴碱的含量最高。通过主成分分析和聚类分析，发现咖啡样品的风味物质含量受地域影响较大，其中巴拿马的咖啡样品具有明显的独特性。不同品种、产区、海拔、加工方式的咖啡原料，其主要化学物质含量也各不相同，会影响烘焙过程中的化学反应［11］。

3 拼配对咖啡质量的影响

拼配咖啡是指将不同品种、产地、海拔、加工方式的原料，或不同烘焙程度的咖啡熟豆按照风味特性或制作需求组合在一起，最终达到酸、香、苦、甘、醇的平衡，也称综合咖啡或混合（blending）咖啡［12］。很多错误的观点认为，埃塞俄比亚地区的咖啡原料是最佳的单品咖啡。而笔者到埃塞俄比亚产区调研时发现，因为埃塞俄比亚是小粒种咖啡的原产地，其咖啡品种繁多，同一片种植区内存在多个品种，从而天然完成了不同咖啡品种的拼配过程。云南产区咖啡一些地块也是多品种混种，生产出的咖啡实际上也存在天然的拼配情况。

咖啡人工拼配的目的一般有4个：①降低成本，为追求某种风味而用一些价格较低的咖啡豆调配出与某种价格较高的咖啡豆近似的风味；②平衡口感，为将咖啡豆最显著的风味特点放大，需要通过拼配来平衡各种味道；③稳定风味，即使是同种同产区的咖啡豆，其风味每年也会有差异，将几种咖啡豆混合可以使每年的风味基本保持一致；④风味独特，由于饮用任何一种单品咖啡都不能满足用户的口味，或者有些商家为了拥有属于自己独特风味的咖啡豆，生产上都会将几种咖啡豆进行拼配［13］。拼配咖啡一般不采取等比例拼配，各组分需要按一定比例混合才能拼配出更美妙的味道。拼配咖啡不仅需要咖啡师的经验和灵感，更要通过一定的科学计算才能完成，咖啡拼配是一门艺术性和技术性很强的工作［14］。

咖啡拼配方案设计主要受咖啡豆烘焙、混合比例、产地等因素约束，拼配方案的确定强烈依赖感官评价，是典型的混合性能指标评价。郭广颂等利用改进的交互式遗传算法进行咖啡拼配方案优化，在4～5 个进化代内让不同用户获得一致性的满意解，且满意方案的适应值均大于85，达到精品咖啡标准。与传统杯测法拼配咖啡相比，改进的交互式进化优化方法整体上达到了专业杯测拼配水平。

4 云南咖啡在烘焙和拼配方面存在的问题

云南咖啡烘焙因起步晚，对设备、工艺研究少，又缺少较专业的咖啡烘焙理论和实践培训机构，总体烘焙质量较差。部分企业的烘焙师仅仅是懂得机械操作的普通员工，烘焙过程只是简单复制已有的烘焙曲线，不能根据原料特点，烘焙过程的温度、豆色、香味变化来调整火力、风门等，很难最大化凸显云南咖啡风味特点。在拼配方面，除少数大企业外，多数企业采用单一烘焙，单品销售，没有充分利用云南各产区的原料特点，通过咖啡豆拼配技术来实现“云南咖啡”品牌溢价。

5 烘焙和拼配对云南咖啡品牌影响分析

5.1 提升精深加工质量

开展不同品种、产区、海拔、加工方式的最佳烘焙工艺研究，找出最适宜的烘焙时间、烘焙温度、烘焙曲线，充分发掘各咖啡品种自身品质特性，以提高精深加工产品的质量和市场占有率。

5.2 降低精深加工产品成本

咖啡拼配的一个重要作用，就是降低成本。在国内精品咖啡市场，目前水洗豆价格普遍低于蜜处理、日晒、厌氧发酵等，而利用拼配技术，可以生产出市场认可度更高的含有特殊处理风味的精深加工产品，从而降低产品生产成本，提高市场竞争力。

5.3 打破产区壁垒，共同打造“云南咖啡”品牌

目前云南各咖啡产区存在较强的竞争关系，每个产区只注重宣传本产区的咖啡，甚至同一产区只宣传某个片区咖啡，更有甚者出现相互诋毁现象。通过不同产区咖啡原料拼配，取长补短，共同打造“云南咖啡”公共区域品牌，有利于形成合力，共同推进云南咖啡产业健康可持续发展。