厭氧發酵是什麼?厭氧發酵x咖啡處理法變出新風味

發酵(Fermentation)在食品製程中,通常指利用微生物及其酵素,讓原料發生一連串生化轉變,進而帶來風味、口感與保存性的改變。

常見參與者包括細菌、酵母等;它們會代謝原料中的糖類等成分,並產生酒精、有機酸、氣體,以及各種能影響香氣的代謝物(例如酯類等),使食物的風味與口感產生變化。

發酵作用在日常生活中,幾乎可以說是隨處可見,例如味噌、醋與各類酒品,皆是透過發酵製成。

 

在從果實到生豆的咖啡處理的程序中,常會有「有意控制」或「自然發生」的發酵階段。發酵期間微生物、溫度、時間、pH 值等條件交互作用,皆可能影響咖啡香氣、酸甜感與整體風味走向。

近年在精品咖啡領域,「厭氧(低氧)條件下的發酵」被更頻繁地用於處理流程設計。

本文將從咖啡製成的角度切入,介紹厭氧發酵在咖啡處理法所扮演的角色、常見風味描述,以及搭配不同的咖啡處理法會有哪些變化與差異。

厭氧發酵(Anaerobic Fermentation)是什麼?和咖啡有什麼關係?

從咖啡果實轉變為可供烘焙的生豆,通常包含去除果皮/果肉/果膠、發酵、乾燥與後段脫殼等步驟;不同處理法的順序與細節會不同。

其中,「厭氧發酵」則是指將果實或帶果膠的咖啡豆置於密閉、近無氧(或低氧)的環境中,透過控制氣體交換、時間與溫度,讓發酵代謝產物與芳香前驅物,進而影響風味表現。


誰第一個把厭氧發酵用於咖啡處理?其實很難追溯到單一人物。

不過,加速此概念被看見的案例之一是:2015 年世界咖啡師大賽(WBC)冠軍薩沙・塞斯提克(Sasa Sestic)在競賽舞台上使用並分享了受葡萄酒啟發的「二氧化碳浸漬」處理。

這類處理通常以密閉容器操作,並以二氧化碳充填或置換,使環境呈現 CO₂ 富集的低氧/近無氧條件來進行發酵。

此後,「厭氧」與「二氧化碳浸漬」在精品咖啡圈的討論度提高,也促使更多莊園與處理廠投入嘗試。


在咖啡處理的討論中,常用「好氧條件」與「厭氧(低氧)條件」來描述發酵環境的氣體交換程度。

厭氧發酵顧名思義,是在缺乏氧氣的密閉環境中,由微生物代謝糖類等成分,並產生代謝物;而好氧發酵則是在有氧氣存在的條件下進行。

不過實務上並非絕對,且桶內、堆積深處會形成氧氣梯度:同一批次在不同容器、不同深度位置,可能同時存在較好氧與較缺氧的區域,因此更常用「低氧/密閉、可控排氣」來描述操作重點。

 

以下將詳細解釋「好氧發酵」與「厭氧發酵」之間的差異:

好氧發酵 vs 厭氧發酵

好氧與厭氧(低氧)條件的差異,核心在於氧氣交換程度不同,可能使微生物族群與代謝途徑出現差異,進而影響果膠與果肉中糖類等基質的分解與反應。

這些變化會改變有機酸與芳香前驅物等物質的生成比例與保留程度,使杯中發酵調性、果香表現與酸甜結構呈現不同的強度與型態。

此外,在較開放、氣體交換較多的環境,發酵更容易受到環境溫度、衛生條件等因素影響;

而在密閉、低氧並具備可控排氣設計的環境,若管理得當,較有機會把溫度、時間與氣體交換納入控制,使得風味設計更明確、批次表現更可重複。

不過,溫度、時間、pH、排氣狀態等關鍵條件仍需密切監控,才能確保發酵結果符合預期。

雙重厭氧發酵是什麼?

「雙重厭氧發酵」通常指同一批咖啡在處理流程中安排兩段密閉、近厭氧發酵。

常見做法是:第一階段會以完整的咖啡果實進行厭氧發酵;完成後,再將果皮與果肉去除,讓仍帶部分果膠的咖啡種子進行第二次厭氧發酵。

待兩輪發酵程序結束後,才會進入後續的乾燥及去除羊皮層等處理步驟。但實際各產區與處理廠的設計會有差異。

由於多了一段發酵、且兩次發酵時咖啡所處的狀態不同(整果 vs 去皮去肉後),可用來幫助調整香氣走向與口感結構;

但最終是否呈現更明顯的發酵香氣、果汁感或更複雜的酸甜結構,仍取決於溫度、時間、菌相管理與乾燥控制等條件。

咖啡製程中的厭氧發酵如何進行

由於厭氧發酵需要在近無氧(或低氧)的環境下進行,因此需要透過特定設備或容器來控制發酵條件。將厭氧發酵應用於不同的咖啡處理法時,通常包含以下幾個步驟:

1. 將咖啡果實置入發酵環境

將新鮮成熟的咖啡果實(或已去皮去果肉的咖啡種子)放入密閉容器中,目的在於降低氧氣交換,並便於後續監控發酵條件。容器常見材質包括不鏽鋼與食品級塑膠。

依照要結合的基本處理法(日曬、水洗或蜜處理)不同,放入容器的咖啡狀態也會不同:可能以完整果實直接進行,或先去皮去果肉、保留部分果膠後,再安排密閉發酵。

本文後續段落,會再更深入討論厭氧發酵如何應用於日曬、水洗和蜜處理處理法,並介紹不同處理法和厭氧發酵結合對咖啡風味所帶來的影響。

2. 排除氧氣

為營造厭氧環境,需將容器內的氧氣排出,常見方式包括:利用咖啡本身的代謝自然耗氧以降低含氧量,或主動注入二氧化,以氣體置換的方式減少氧氣比例。

此外,也會搭配單向閥設計,使發酵產生的氣體得以釋放、同時降低外部空氣回流,協助容器內維持近無氧的狀態。

3. 觀察並控制發酵情況

在發酵期間,處理人員會持續監控並調整密閉容器內的條件,例如溫度與 pH 值,藉此精準掌握發酵進程,以達成理想的風味表現。

發酵時間並無固定標準,依各處理廠的風味目標與操作習慣而異,通常介於 18 至 96 小時之間,其中又以 24~72 小時最為常見。

一般而言,時間拉長可能讓發酵帶來的香氣特徵更明顯,但是否更討喜仍取決於整體平衡(例如酸甜感、酒香強度與乾淨度)。

此外,過程中也可透過單向閥或分段洩壓,適時釋放容器內累積的二氧化碳,避免因注入或自然產生的氣體累積,導致內部壓力過高,產生潛在安全風險。

4. 後續乾燥和處理

發酵完成後,咖啡豆會自密閉容器中取出,進入下一階段的乾燥處理。

依所採用的處理法不同,後續可能會先進行清洗或去除果皮、果肉與果膠等步驟,再進入乾燥;而羊皮層通常會在乾燥完成、進入後製碾磨階段時再去除,以利儲存與出口分級。

厭氧發酵的咖啡風味輪廓

厭氧發酵時,參與的微生物活動不同,會在代謝果實與果膠中的糖類等物質的過程中,產生酸、醇、酯等代謝物,進而影響咖啡的香氣走向與口感表現。

然而,咖啡最終展現的風味,仍受到多項因素綜合影響,例如咖啡品種、栽培環境、處理流程、烘焙程度等,這些都會影左右風味前驅物與後續化學變化,進而決定風味輪廓。

因此,即使採用相同的厭氧發酵處理,不同品種或產地的咖啡所呈現的風味仍可能截然不同。

但整體而言,厭氧發酵能賦予咖啡更強烈、辨識度更高的風味特徵;常見表現包括紅酒般的發酵感、柔和的辛香料氣息、熱帶水果調性,以及偏向滑順、柔和的酸質表現;部分批次也可能呈現更明顯甜感與較厚實的口感。

至於雙重厭氧發酵,因為兩次發酵階段中咖啡果實的狀態不同,參與發酵的微生物與作用環境也有所差異,可能會帶來更豐富的香氣變化與更明顯的發酵調性;但結果仍取決於時間、溫度、菌相與乾燥等流程的管理。

厭氧發酵的優缺點

厭氧發酵優點

* 有可能帶來更鮮明、辨識度更高的香氣與口感表現,例如更突出的果香、酒香或酸甜結構,讓風味層次更有變化。

* 可與日曬、水洗、蜜處理等處理法搭配,形成不同的操作路徑與風味取向;市場上也常見延伸作法,例如「雙重厭氧發酵」。

* 透過降低氧氣交換並監控溫度、pH 等條件,通常能減少外界環境帶來的變因;若管理得當,成品風味的一致性也較容易維持。

厭氧發酵缺點

* 發酵條件需要更細緻的監控與紀錄(例如溫度、時間、pH、排氣狀況等);若管理不當,風味偏移或失敗的風險相對提高,對處理廠的經驗與人力投入要求也較高。

* 需要密閉容器、排氣與監控工具等配套,設備與維護成本相對較高。

* 受限於容器容量、批次管理與風險控管,規模化生產較具挑戰性。

* 在同一處理廠、相近原料與相同操作條件下,密閉發酵有時較容易重現接近的風味走向;但不同莊園、處理廠仍可能因流程細節與原料條件不同而出現明顯風味落差,因此建議將「厭氧」視為風味線索之一,而非唯一判斷標準。

厭氧發酵常見的咖啡處理法搭配

厭氧發酵,本質上是發酵階段的一種方式,屬於咖啡整體處理流程中的其中一步。咖啡要成為可烘焙生豆,除了發酵之外,還包括去除果皮、果肉、果膠與外殼(羊皮層),以及最後的乾燥步驟。

厭氧發酵可與日曬法、水洗法與蜜處理法等結合使用。以下將分別說明這三種處理方式的基本流程,並介紹它們與厭氧發酵結合時的應用方式。

日曬法 Dry/Natural Process

日曬法又稱為「自然乾燥法」,是歷史最悠久、流程也相對單純的咖啡處理方式。

先將完整的咖啡果實鋪平曝曬於陽光下,在乾燥的同時進行自然發酵,待水分降低、乾燥完成後,再去除咖啡果實的外層,取得咖啡生豆。

日曬法的特色在於,發酵過程中果皮、果肉與果膠仍附著於種子上,使糖分與相關代謝物更容易影響風味走向,因此常見咖啡果香較濃郁、甜感較突出,口感也相對厚實飽滿。

 

當厭氧發酵與日曬法結合為厭氧日曬(Anaerobic Natural Process),通常會先將完整的咖啡果實置入密閉容器中進行厭氧發酵,待發酵完成後,再進行日曬乾燥,最後去除果皮、果肉、果膠與外殼。

風味表現上,因整果狀態下的糖分與代謝產物與種子長時間接觸,厭氧日曬可能香氣更鮮明、發酵感更突出;

常見風味包括較明顯的甜感、果香與酒香調性,部分批次也可能呈現花香或熱帶水果等印象,但實際表現仍會受發酵條件與乾燥管理影響。

水洗法 Wet/Washed Process

水洗法通常會先去除咖啡果實的果皮與果肉,保留帶有果膠的咖啡種子,並將其置入水槽中於水中進行發酵,或是進行不加水的乾式發酵;

隨後清洗去除果膠,再進行乾燥。由於發酵環境相對可控,水洗處理的咖啡風味通常較為穩定,且因發酵前已去除果皮與果肉,風味表現多半乾淨、清爽明亮,酸質也較為突出。

 

厭氧水洗(Anaerobic Washed Process)則是在去除果皮與果肉後,將帶有果膠的咖啡種子置入密閉的近無氧環境中進行發酵,待發酵完成後,再以水洗方式清除殘留果膠並進行乾燥。

這種處理方式保留了水洗咖啡清新、明亮的酸質與相對清爽的口感,同時融合厭氧發酵所帶來的酒香與果香特質。

蜜處理法 Honey Process

基本的蜜處理法,是將咖啡果實去除果皮與果肉後,保留不同程度的果膠進行乾燥,在乾燥階段會伴隨自然發酵;待乾燥完成後,再去除殘留的果膠與羊皮層。

厭氧蜜處理(Anaerobic Honey Process)則是在傳統蜜處理的基礎上,將發酵階段改為在低氧/近無氧環境下進行。

去除果皮與果肉、保留不同程度果膠的咖啡種子,會先置於密閉容器中進行厭氧發酵,隨後進入乾燥階段。

在風味表現上,厭氧蜜處理常被形容為兼具蜜處理原本的甜感特色,如蜂蜜、焦糖、熱帶水果風味,同時可能帶來更明顯的果酒般發酵香氣與不同走向的酸質與口感表現,使整體風味層次更鮮明。

關於厭氧發酵咖啡的常見問題

誰適合厭氧發酵的咖啡呢?

厭氧發酵的咖啡,通常風味辨識度較高,可能帶來更明顯的果香、果酒感或發酵香氣,適合想嘗試不同處理風味走向的咖啡愛好者。

若你喜歡帶有發酵調性,或對熱帶水果、莓果、葡萄酒香氣這類描述感到好奇,通常能從厭氧處理的咖啡中找到樂趣。

不過厭氧咖啡的風味強度差異也很大,建議從自己偏好的風味描述與烘豆商的杯測筆記下手,會更容易找到合口味的選擇。

首次嘗試厭氧發酵咖啡要注意什麼?

若是第一次嘗試厭氧發酵咖啡,建議先以少量購買的方式入手,不僅能探索不同風味,也能避免一次購買過多,導致咖啡久放而影響品質。

鎖定厭氧發酵咖啡的同時,也可以多留意它所搭配的的處理方式、品種與產地,以及烘焙程度等資訊,因為這些因素同樣會大幅影響你喝到的香氣走向、酸甜感與口感。

沖煮時,亦可嘗試搭配多種不同的沖煮方式,例如手沖滴濾義式濃縮浸泡式咖啡沖煮,藉此更全面地掌握厭氧發酵咖啡的特性,並找出最符合自身飲用偏好的呈現方式。

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厭氧日曬、厭氧水洗、厭氧蜜處理有什麼不同?

厭氧發酵搭配三大基本處理法時,最主要的差異在於:發酵時咖啡所處的原料狀態(例如整果、去皮去肉後帶果膠、或保留不同程度果膠),以及後續乾燥與清洗方式(是否需要水洗去果膠、乾燥方式等)。

正是這些處理步驟上的不同,使得即使同樣採用厭氧發酵,不同處理法所呈現的咖啡風味樣貌仍會有所差異。

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