Mikroby w fermentacji kawy: 72-godzinne badanie z Mozambiku

Terroir kawy nie kończy się na glebie i wysokości uprawy: rozgrywa się również w zbiorniku fermentacyjnym. Badanie opublikowane online 18 grudnia 2025 roku w Food Chemistry: Molecular Sciences śledzi ten etap przez 72 godziny w mytej arabice. Weszło ono do czerwcowego numeru czasopisma z 2026 roku. Kawa pochodzi z Monte Tsetsera, w Parku Narodowym Chimanimani w Mozambiku. Górę biorą nieliczne mikroby, a ilość związków o kwiatowym i owocowym aromacie gwałtownie rośnie.

Odmiana, wysokość uprawy, klimat i gleba to czynniki, którymi zwykle tłumaczy się charakter kawy związany z miejscem pochodzenia. Dziesięcioro autorów pracuje w Brazylii, Portugalii, Mozambiku i Kanadzie. Do tych czynników dodają kolejne pojęcie: terroir mikrobiologiczny, czyli „związek między lokalnymi społecznościami mikroorganizmów a ekspresją sensoryczną”. Swoją pracę opisują jako pierwsze badanie multiomiczne fermentacji kawy w Afryce, co oznacza tutaj połączenie analiz chemicznych z sekwencjonowaniem DNA.

Co daje fermentacja w kawie mytej?

Metoda na mokro dominuje w kawie specialty i bardzo się różni w zależności od producenta. Najpierw mechanizm zdziera skórkę i większość miąższu owocu kawowca. Ziarno wychodzi z niego pokryte warstwą śluzu. Następnie fermentuje w zbiorniku lub korycie z wodą, aż warstwa ta rozłoży się na tyle, by dało się ją spłukać, po czym przychodzi kolej na suszenie.

Dla jakości decydujące jest wyczucie czasu. Fermentacja może trwać do 72 godzin, w zależności od temperatury, wysokości uprawy, ilości śluzu i stężenia niektórych enzymów. Niektórzy producenci sprawdzają kawę, pocierając ją: gdy miąższ się rozłoży, ziarna skrzypią. Pozostawiona zbyt długo może nabrać nieprzyjemnych smaków.

Samo usuwanie śluzu to reakcja napędzana przez enzymy naturalnie obecne w owocu. Co więc robią w wodzie wszystkie te mikroby?

Co dzieje się z kawą podczas 72 godzin fermentacji?

Badanie przeprowadzono w czerwcu 2024 roku, w czasie zbiorów. Około 12 kg dojrzałych owoców Coffea arabica zebrano ręcznie i pozbawiono miąższu, po czym podzielono na trzy porcje po około 4 kg. Każda trafiła do sterylnego plastikowego pojemnika z 4 l świeżej, niechlorowanej wody. Badania prowadzi się w tak małej skali: układ odtwarza w miniaturze fermentację, którą producenci przeprowadzają w zbiornikach w skali przemysłowej.

Nie dodano żadnej kultury: była to fermentacja spontaniczna, na farmie, w temperaturze od 20 do 30°C w dzień i od 14 do 20°C w nocy. Ziarna mieszano ręcznie co 24 godziny, a z płynu sześciokrotnie pobierano próbki. Następnie ziarna dokładnie wypłukano i wysuszono w suszarce z obiegiem powietrza.

W ciągu pierwszych godzin enzymy mikrobów rozłożyły sacharozę na prostsze cukry. Stężenie fruktozy spadło z 5,57 do 0,19 g/l, a glukozy z 4,34 do 2,48 g/l. Spośród kwasów organicznych najsilniej wzrosło stężenie kwasu mlekowego, które po 72 godzinach osiągnęło 10,47 g/l.

Analiza pozwoliła zidentyfikować 74 lotne związki, w tym 15 alkoholi, 9 estrów i 10 alkanów, więc nie wszystkie są aromatami. Kluczowa zmiana zachodzi z czasem: do 36 godzin przeważają związki z miąższu, a od 48 godzin alkohole i estry pochodzenia mikrobiologicznego.

Dłonie trzymające czerwone, żółte i zielone owoce kawowca nad niebieskim koszem — Owoce kawowca zbiera się ręcznie; punktem wyjścia badania było około 12 kg dojrzałych owoców. (Zdjęcie: aleinad _0222, Pexels)

Leuconostoc, Hanseniaspora, Galactomyces: kto gra główne role?

Zróżnicowana społeczność, której obecność przypisano środowisku, owocom i ich obróbce, ustąpiła miejsca kilku dobrze przystosowanym grupom. Wyróżniają się trzy nazwy.

Leuconostoc to bakteria kwasu mlekowego. Jej udział w społeczności bakterii wzrósł z 34,42% do 89,99% po 72 godzinach, co pasuje do nagromadzenia kwasu mlekowego. Zielone ziarna zawierały 0,78 mg/g tego kwasu, głównie pochodzenia mikrobiologicznego i kojarzonego z kwasowością, body i gładkością w filiżance.

Lactobacillus, który lepiej znosi kwas, w fermentacjach kawy zwykle bierze górę nad Leuconostoc. Tutaj Leuconostoc dominował do końca. Przeważał też we wszystkich fermentacjach w próbie z Junnanu, więc ten wynik nie jest odosobnioną ciekawostką.

Hanseniaspora to drożdże powszechnie znane z wytwarzania dużych ilości estrów. Ich udział w społeczności grzybów wzrósł z 4,15% do szczytowych 67,63% po 48 godzinach. Stężenie fruktozy spadło bardziej niż stężenie glukozy, odwrotnie niż zwykle w kawie, a ten rodzaj drożdży często łączy się z preferencją dla fruktozy.

Galactomyces zaczynał od 11,28% i zdominował końcówkę fermentacji, osiągając 44,82% po 72 godzinach. W produktach mlecznych i kakao wiązano go z maślanymi, kremowymi i miodowymi smakami, których w tym badaniu nie mierzono.

Prawdziwą niespodzianką jest ten duet. Pichia to drożdże najczęściej wskazywane jako dominujące, zwłaszcza w Kolumbii, Ekwadorze i Australii. Hanseniaspora i Galactomyces obok siebie to, jak się wydaje, pierwszy taki przypadek, czy to w fermentacji kawy, czy w jakimkolwiek innym znanym układzie fermentacyjnym.

Producenci mogą tym sterować. W kontrolowanym doświadczeniu w Junnanie długość fermentacji miała spośród badanych parametrów największy wpływ na skład ziaren i jakość sensoryczną. Odmiana i lokalna geografia również decydują o sile działania każdego parametru.

Drożdże pozwalają pójść jeszcze dalej. Fermentacje na mokro zaszczepione drożdżami H. uvarum lub P. kudriavzevii dały w zielonych ziarnach 2 do 3 razy więcej metabolitów, czyli związków wytwarzanych przez mikroby, niż spontaniczna próba kontrolna. Kawy z tych fermentacji uzyskały też wyższe oceny za smak, aromat i kwasowość. Po paleniu poziomy tych metabolitów mocno spadły, ale pozostały wyższe.

Dłoń trzymająca szalkę Petriego z ciemnymi koloniami mikrobów na pomarańczowobrązowym agarze — Rozróżnienie mikrobów fermentacyjnych wymaga pracy laboratoryjnej: badanie opierało się na sekwencjonowaniu DNA oraz na analizach chemicznych. (Zdjęcie: Wassily Kandark, Pexels)

Skąd biorą się cząsteczki o kwiatowym i owocowym aromacie?

Szlak Ehrlicha jest prostszy, niż się wydaje. W kilku krokach drożdże przekształcają aminokwas, fenyloalaninę, w pachnący alkohol: alkohol fenyloetylowy o aromacie przypominającym różę. Estry wnoszą owocowość: powstają, gdy alkohol reaguje z kwasem lub jego pochodną.

W płynie fermentacyjnym	Aromat	Wcześniejsza wartość	Po 72 godzinach
Alkohol fenyloetylowy	Różany	0 na początku	376,90
Linalol	Kwiatowy	20,62 na początku	475,45
Octan etylu	Owocowy, słodki	200,82 po 60 godzinach	7 842,38

Wartości to szacunki, a nie dokładne stężenia: podano je w µmol/l w ekwiwalentach alkoholu fenyloetylowego, ponieważ wzorce nie były dostępne dla wszystkich 74 związków.

Linalol był obecny już przed fermentacją, a potem jego poziom gwałtownie wzrósł. W kawach afrykańskich związki z tej rodziny łączy się z nutami jaśminu, cytrusów i owoców jagodowych. Jego wzrost pasuje do aktywności drożdży, choć pochodzenie mikrobiologiczne pozostaje hipotezą.

W zestawieniu z badaniami z Peru, Brazylii i Australii poziomy linalolu i alkoholu fenyloetylowego wyglądają tu na niezwykle wysokie.

W zielonej kawie alkohol fenyloetylowy stanowił 2,5% powierzchni chromatograficznej, co oznacza jego udział w sygnale laboratoryjnym, a nie stężenie.

Potem przyszedł czas na cupping w ciemno: trzech Q Graderów degustowało paloną kawę po 18-godzinnym odpoczynku. Uzyskała 87,25 punktu według protokołu SCA, czyli wynik kawy specialty, i miała wyraźne nuty kwiatów i czerwonych owoców.

Kopczyk jasnozielonych ziaren kawy na drewnianej powierzchni — Alkohol fenyloetylowy wykryto w zielonych ziarnach, na poziomie 2,5% sygnału substancji lotnych. (Zdjęcie: Michael Burrows, Pexels)

Trzy rzeczy, o których warto pamiętać, czytając te wyniki

Jedna partia, jedno miejsce, jeden zbiór. Wszystkie owoce pochodziły z jednej partii i nie było grupy kontrolnej.
Bez hierarchii względem terroir. Fermentacja dopełnia wysokość uprawy, odmianę i glebę. Żadnego z tych czynników tu nie zmieniano ani nie mierzono.
Pomiar przed filiżanką. Związki analizowano w płynie i w zielonych ziarnach, więc z nutami wyczuwanymi w degustacji są tylko powiązane.

Wracając do śluzu: u dominujących mikrobów po 72 godzinach nie znaleziono genów odpowiedzialnych za jego rozkład. Być może to enzymy samej kawy usuwają tu śluz, a sprawdzenie tego wymagałoby wcześniejszego pobierania próbek.

Rzędy drewnianych stołów do suszenia pokrytych kawą w pergaminie, na świeżym powietrzu — Kawę suszy się zwykle na słońcu, na patiach lub stołach do suszenia; ziarna z badania wysychały w suszarce z obiegiem powietrza do wilgotności około 12%. (Zdjęcie: Imanishimwe regis, Pexels)

Co mówią słowa „myta” i „kwiatowa” na opakowaniu kawy

Po pierwsze, „myta” nie znaczy „niefermentowana”. Proces obejmuje etap fermentacji, a tutaj trwał on aż do górnej granicy zakresu, czyli 72 godziny. Kawa myta często ma bardziej wyrazistą i lepiej zarysowaną kwasowość. Myte partie z Yirgacheffe potrafią być intensywnie kwiatowe i aromatyczne, z nutami herbaty i cytrusów.

Po drugie, związek o kwiatowym aromacie sam w sobie nie wskazuje na jedno pochodzenie. Linalol pojawił się w niemal wszystkich z 10 arabik single origin, od Ameryki Środkowej po Indonezję, choć prawdopodobnie zbyt słabo, by zmienić ich aromat. W tym samym zestawie stopień palenia różnicował profile związków lotnych bardziej niż pochodzenie. W wilgotnej, subtropikalnej Santa Catarinie inna społeczność (Enterobacter, Fusarium, Pantoea) również dała kawę specialty, ale o niskiej kwasowości cytrynowej i średnim body.

Po trzecie, warto zwrócić uwagę na linijkę z metodą obróbki. Na opakowaniach kaw najwyższej jakości zwykle podaje się region, odmianę, metodę obróbki i smak. Mikrobów na tej liście nie ma, a jednak najdrobniejsze zmiany w obróbce mogą dać zaskakujące rezultaty i wciąż są badane.

Na horyzoncie widać dwa przyszłe zastosowania: kultury starterowe dopasowane do regionu i kryteria pozwalające odróżniać afrykańskie kawy specialty. Żadne z nich jeszcze nie istnieje.