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酵素,讓原料發生一連串生化轉變,帶來風味、口感的改變。

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,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、口感厚實度與整體風味。

近年在精品咖啡領域,「厭氧發酵」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、乾燥等步驟;不同處理法的順序與細節會有所差異。

其中,「厭氧發酵」指將咖啡果實或帶果膠的咖啡種子置於密閉、近無氧的環境中,透過控制氧氣交換、時間與溫度等條件,讓代謝產物與香氣前驅物以不同方式累積與轉變,進而影響最終的風味表現。


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,「厭氧發酵」與「二氧化碳浸漬法」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「厭氧條件」來描述發酵環境。

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,因此也常用「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、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、香氣前驅物等成分的生成比例與保留程度,使咖啡的發酵調性、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中,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。

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. 去果皮果肉後),可用來幫助調整香氣與口感結構;

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(或已去除果皮果肉的咖啡種子)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,或先去果皮果肉、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,或主動注入二氧化碳,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,工作人員會持續監控並調整密閉容器內的環境,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,發酵過程中,還會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,後續可能會直接進入乾燥階段;也可能先清洗去除殘留果膠,再乾燥。

羊皮層則通常會在乾燥完成後,於後製乾磨(脫殼)階段再去除,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物質的過程中,產生酸、酯等代謝物。

然而,咖啡最終展現的風味,仍受到多項因素綜合影響,例如品種、栽培環境、處理流程、烘焙度等,這些都會左右風味前驅物與後續的化學變化。

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。

但一般而言,厭氧發酵咖啡的風味辨識度往往較高,香氣走向也可能更鮮明;常見描述包括果酒感或發酵調性、熱帶水果與莓果類果香、乳酸般的酸香,以及較圓潤、滑順的口感結構。不同批次之間差異仍可能很大,部分咖啡會呈現更明顯的甜感與較厚實的醇厚度,但也可能因發酵與乾燥控制不同而讓風味強度更奔放或更收斂。

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;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。

* 不同莊園、處理站可能因流程細節與原料條件不同而出現明顯風味落差。

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。

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,因此常見咖啡果香較濃郁、甜感較突出、口感較厚實的風味表現。

當厭氧發酵與日曬法結合為厭氧日曬時(Anaerobic Natural Process),流程上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。

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,厭氧日曬可能果香與發酵感更突出;

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;

隨後清洗去除殘留果膠,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,同時可能還帶有厭氧發酵所帶來的乳酸、酒香或果香等特質。

 

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特色,同時也可能待有厭氧發酵帶來的乳酸感、酒香調性與更圓潤的口感表現。

 

關於厭氧發酵咖啡的常見問題

誰會喜歡厭氧發酵的咖啡呢?

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、酒感或發酵香氣,適合想嘗試不同處理風味調性的咖啡愛好者。

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

不過厭氧發酵咖啡的風味差異也很大,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、酸甜感與醇厚度。

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、去去除果皮果肉、或保留不同程度的果膠),以及後續是否需清洗,或乾燥方式的不同等。

正是這些處理步驟上的不同,即使同樣採用厭氧發酵,不同處理法所呈現的咖啡風味仍會有很大差異。

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