เอนไซม์ในกระบวนการหมักกาแฟ (เพื่อเป็นความรู้เบื้องต้น ไม่ใช่คำแนะนำสำหรับเกษตรกรครับ)

(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

.

อ้างอิง

1 Elhalis H, Cox J, Frank D, Zhao J. Microbiological and biochemical performances of six yeast species as potential starter cultures for wet fermentation of coffee beans. LWT. 2021;137:110430. Available from: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.110430

.

2 Murthy PS, Naidu M. Improvement of Robusta coffee fermentation with microbial enzymes. Eur J Appl Sci. 2011;3(4):130-139. Available from: https://idosi.org/ejas/3(4)11/3.pdf

.

3 Ale-pprentice. Mashing and temperature [Internet]. Brew by Me; 2014 Dec 7 [cited 2025 Feb 2]. Available from: https://brew-by-me.com

4 Okpara MO. Microbial enzymes and their applications in food industry: a mini-review. Adv Enzyme Res. 2022;10(1). Available from: https://www.scirp.org/journal/paperinformation…

5 Anastácio LM, Luz JMR da, Guimarães CV, Bernardino da Silva CM, Pereira LL, Soares da Silva MC. Amylase activity in coffee fruit fermentation with or without the addition of microbial growth stimulants. In: VI International Symposium of Microbiology and Biotechnology; 2023 Nov 15-18; Viçosa. 2023. Available from: https://www.sisgeenco.com.br/…/GT5_COM_145_324…

6 Febrianto NA, Zhu F. Coffee bean processing: emerging methods and their effects on chemical, biological and sensory properties. Food Chem. 2023;412:135489. Available from: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2023.135489

.

7 Sudarti, Bektiarso SHB, Prastowo T, Prihandono M, Handayani RD. Optimizing lactobacillus growth in the fermentation process of artificial civet coffee using extremely-low frequency (ELF) magnetic field. J Phys: Conf Ser. 2020;1465:012010. Available from: https://doi.org/10.1088/1742-6596/1465/1/012010