บทความ
เอนไซม์ในกระบวนการหมักกาแฟ (เพื่อเป็นความรู้เบื้องต้น ไม่ใช่คำแนะนำสำหรับเกษตรกรครับ)
เมื่อ : 23 ก.พ. 2568 ,
26 Views
ในการแปรรูปกาแฟ นอกจากมีการทดลองด้วยจุลินทรีย์แล้ว เอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการหมัก
ก็มีการทดลองเช่นกัน
.
Coffeology วันนี้จะพาไปสำรวจงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง โดยกล่าวถึงเอนไซม์สองตัวคือ Pectinase กับ Amylase
.
เอนไซม์ทั้งสองตัวนี้สร้างโดยจุลินทรีย์ งานวิจัยของ Elhalis และคณะ (2021) พบว่า Hanseniaspora uvarum และ Pichia kudriavzevii เป็นสายพันธุ์ที่ทนต่อสิ่งแวดล้อม (Stress) มากที่สุด และยังแสดงการทำงานของเอนไซม์ Pectinase, Amylase, Cellulase และ Proteanase ในระดับสูงเมื่อเปรียบเทียบกับ P. fermentans, Candida railenensis, C. xylopsoci และ Wickerhamomyces anomalus.
.
โดย Pectinase จะช่วยในการย่อยสลายเมือก (2) ส่วน Amylase
จะทำปฏิกิริยากับพอลิเมอร์จากผลกาแฟ โดยปล่อยกลูโคสซึ่งช่วยส่งเสริมการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์และรสชาติของกาแฟ 3)
.
________________
PECTINASE
________________
.
ในงานวิจัยของ Murthy และคณะ 2011 พบว่า กาแฟพันธุ์โรบัสต้าจะใช้เวลาหมักนานกว่าเนื่องจากมีเฮมิเซลลูโลส สารเพกติก และน้ำตาล ทำให้กระบวนการลดสารเมือกล่าช้า ดังนั้นเพื่อปรับปรุงกระบวนการขั้นต้น เอนไซม์เพกติเนสถูกนำไปใช้กับกาแฟโรบัสตา การลดสารเมือกโดยใช้กระบวนการเพกโตไลซิส (ย่อยสลายแพกตินซึ่งเป็นสารเมือกในผลกาแฟ) ช่วยลดเวลาในการลดสารเมือกซึ่งเห็นได้ชัดจากการลดลงของค่า pH และน้ำตาลที่ปล่อยออกมา
(ในงานวิจัยนี้เค้าเอาเปลือกกาแฟที่เหลือไปหมักกับเชื้อราแล้วสกัดเอาเอนไซม์ Pectinase ซึ่งถือว่าเป็นแนวคิดที่มีความยั่งยืน)
หลังจากที่ได้สอบถามอาเทน มือทำโปรเสส คิดว่าความสำคัญในเรื่องนี้อีกอย่างก็คือเมื่อย่อยสลายเมือกได้เร็ว กระบวนการหมักเพื่อสร้างกลิ่นรสที่พึงประสงค์มีเวลามากขึ้น
คิดว่าน่าจะมีการวิจัยเกี่ยวกับการใช้เอมไซม์แพคติเรสมากขึ้นในอนาคต
________________
AMYLASE
________________
Amylase ในวงการเครื่องดิ่มอื่นๆ
***เขียนถึงเรื่องนี้เพื่อที่จะบอกว่า การทำงานของเอนไซม์อะไมเลสขึ้นอยู่กับเงื่อนไขที่เฉพาะเจาะจง ในการทำกาแฟก็เช่นกัน*
เอนไซม์อะไมเลส (Amylase) เป็นเอนไซม์ที่มีบทบาทสำคัญในกระบวนการ mashing ในการทำเบียร์ โดยช่วยในการเปลี่ยนแป้ง (starch) ให้กลายเป็นน้ำตาลที่สามารถหมักได้ เอนไซม์นี้มักจะได้มาจากมอลต์ (malt) ซึ่งเป็นข้าวบาร์เลย์ที่ผ่านกระบวนการเพาะให้งอก (malting) ทำให้มีเอนไซม์นี้อยู่ในปริมาณที่เพียงพอสำหรับการทำเบียร์
อุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการทำงานของเอนไซม์อะไมเลส ในการทำเบียร์
เอนไซม์อะไมเลสแบ่งออกเป็นสองประเภทหลักคือ Alpha Amylase และ Beta Amylase ซึ่งมีช่วงอุณหภูมิในการทำงานที่แตกต่างกัน:
Alpha Amylase: ทำงานได้ดีที่สุดในช่วงอุณหภูมิ 154-167°F (ประมาณ 68-75°C) ซึ่งจะทำให้ได้เบียร์ที่มีรสชาติหวานและมี body มาก25.
Beta Amylase: ทำงานในช่วงอุณหภูมิ 130-150°F (ประมาณ 54-65°C) ซึ่งจะสร้างน้ำตาลที่ยีสต์สามารถหมักได้ง่าย ทำให้ได้เบียร์ที่มี body น้อยและแอลกอฮอล์สูง25.
การควบคุมอุณหภูมิในกระบวนการ mashing เป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงเกินไปอาจทำให้เอนไซม์เสื่อมสภาพและไม่สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
.
นอกจากวงการเบียร์ เอนไซม์ α-amylase ถูกใช้ในอุตสาหกรรมผลไม้เพื่อไฮโดรไลซ์พอลิแซคคาร์ไรด์ในน้ำผลไม้ดิบ ซึ่งช่วยเพิ่มการสกัดน้ำผลไม้ การทำให้ใส และผลผลิตโดยรวม
.
แหล่งที่ดีที่สุดสำหรับการผลิต α-amylase สำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมคือจาก Bacillus spp. เช่น Bacillus stearothermophilus, Bacillus amyloliquefaciens, Geobacillus thermoleovorans, Anoxybacillus sp. AH1, Bacillus licheniformis, Bacillus subtilis JS-2004 และ Bacillus sp. BCC 01-50 เอนไซม์ α-amylase จาก Bacillus spp. มีความทนทานต่ออุณหภูมิสูงและเวลาการแบ่งตัวที่ต่ำกว่าทำให้มีการผลิต α-amylase ที่สูงขึ้น
.
นอกจากนี้แหล่งเชื้อราสำหรับการผลิต α-amylase ในการใช้งานในได้แก่ Aspergillus spp. อย่างไรก็ตาม α-amylase จาก Aspergillus spp. ไม่ทนทานต่ออุณหภูมิสูงเท่า α-amylase จาก Bacillus spp.
ตัวอย่างของ Aspergillus spp. ที่ผลิต α-amylase ได้แก่ Aspergillus oryzae, Aspergillus terreus NCFT4249.10, Aspergillus awamori, Aspergillus fumigatus KIBGE-IB33 และ Aspergillus niger WLB42. (4)
.
_____________
Amylase ในกระบวนการทำกาแฟ
_____________
.
อะไมเลสเป็นเอนไซม์ที่ย่อยแป้งให้เป็นน้ำตาล และถูกนำมาใช้ในการวิจัยการหมักกาแฟเพื่อปรับปรุงกลื่นรสให้กระบวนการหมัก (5)
.
ในกระบวนการหมักแบบใหม่ๆในระยะหลังนี้ ( Emerging Methods) วิธีหนึ่งคือการจำลองวิธีกาแฟชะมด (6) ซึ่งโด่งดังจากประเทศอินโดนีเซีย ซึ่งได้แก่การใช่้เอมไซม์ อะไมเลส หรือใช้จุลชีพที่ได้มาจากทางเดินอาหารของตัวชะมด เช่น Machael Jasin แชมป์โลกชาวอินโดนีเซีย ก็ได้ทำงานร่วมกับฟาร์ม El Divisoโดยใช้จุลินทรีย์ที่ได้จากการเดินอาหารของตัวชะมด
ทำกาแฟ luwak Fermentation ออกมา
.
นอกจากนี้ luwak Fermentation แบบนั้นแล้วยังมีการใช้อะไมเลสในการหมักกาแฟ เพื่อจำลองกาแฟแนวชะมดอีกด้วย
.
การวิจัยการใช้อะไมเลสในการหมักกาแฟ
.
มีงานวิจัยสองวิจัยนี่น่าสนใจได้แก่
.
งานวิจัยของ Anastácio และคณะ 2020 (5) พบว่าการเหนี่ยวนำหรือกระตุ้นด้วยน้ำตาลฟรุกโตส 5% ในการทำ Maceration ทำให้อะไมเลสทำงานได้ดีกว่าเงื่อนไขอื่นๆ
การหมักแบบกระตุ้นด้วยฟรุกโตส 5% Maceration มีศักยภาพสูงในการเพิ่มกิจกรรมอะไมเลสและช่วยสร้างกลิ่นรสที่ดีมากขึ้นให้กับกาแฟในการทดลองนั้น
.
อีกงานวิจัยคือ งานวิจัยของ Sudari และคณะ 2020 (7) ศึกษาเงื่อนไขที่เอนไซม์อะไมเลสจะทำงานได้ดีที่สุด คือการใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่ต่ำๆ ไปกระตุ้น ผลการทดลองพบว่าการสัมผัสกับสนามแม่เหล็ก ELF ที่ความเข้มข้น 300 μT ในเวลา 45 นาทีช่วยเพิ่มการเจริญเติบโตของ Lactobacillus อย่างมากในกระบวนการหมักกาแฟชะมดจำลอง
การวิจัยนี้สามารถนำไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยีการหมักที่ใช้สนามแม่เหล็ก ELF รวมถึงการปรับปรุงคุณภาพของกาแฟชะมดจำลองได้
.