คู่มือกระบวนการผลิตกาแฟอะราบิกาคุณภาพ

สถาบันชาและกาแฟ แห่งมหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง คู่มือ กระบวนการผลิตกาแฟ อะราบิกา คุณภาพ

การแปรรูปกาแฟเป็นปัจจัยเริ่มต้น ส�าคัญที่บ่งบอกถึงคุณภาพเมล็ดกาแฟก่อน ถึงมือผู้บริโภคได้อย่างชัดเจน ดังนั้นความ เข้าใจถึงกระบวนการผลิตเมล็ดกาแฟจึง เป็นสิ่งที่ต้องตระหนักอย่างยิ่ง ในปัจจุบัน ความต้องการการบริโภคกาแฟอะราบิกา ในประเทศไทยเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ดังนั้น ความเข้าใจภาพรวมในกระบวนการผลิต และองค์ความรู้พื้นฐานวิทยาศาสาตร์ที่ เกี่ยวข้องกับกาแฟในห่วงโช่อุปทาน ได้แก่ ผู้ปลูกกาแฟ การแปรรูป การคั่ว การส่งออก ร้านกาแฟและผู้บริโภค นับว่าเป็นกลไกที่ ช่วยให้ได้เมล็ดกาแฟที่มีคุณภาพและรสชาติ ที่สม�่าเสมอ สามารถพัฒนาคุณภาพสู่ตลาด กาแฟโลก เช่น กาแฟพรีเมียมและกาแฟ พิเศษ เป็นต้น ซึ่งส่งผลต่อราคาที่สูงขึ้น ท�าให้ เกิดรายได้ที่แน่นอนและยั่งยืน ดังนั้นเพื่อให้ เกิดความเข้าใจในกระบวนการแปรรูปเมล็ด กาแฟ สามารถน� า ไปเป็นแนวทางในการ ปฏิบัติที่ถูกต้องและเหมาะสมในการควบคุม กระบวนการผลิต อันน�าไปสู่ปัจจัยที่ส�าคัญ ที่จะช่วยพัฒนาไทยสู่มาตรฐานสากลได้ ค�ำน�ำ

บทน�า หน้า เรืองท 1 สรีรวิทยาของผลกาแฟสด 2 เรืองท 2 การบริหารจัดการแปลงปลูกกาแฟและการเก็บเกี่ยวผลเชอรี่กาแฟ 4 เรืองท 3 การทำความสะอาดและการคัดแยก 6 เรืองท 4 กระบวนการแปรรูปกาแฟ - แบบแห้ง Dry process 7 - แบบเปียก Wet process 8 - แบบ Honey process 9 - แบบ Seed dried process 10 เรืองท 5 ปัจจัยที่มีผลต่อคุณภาพกาแฟ 10 เรืองท 6 กระบวนการล้างเมล็ดกาแฟ 12 สำรบัญ

คู่มือกระบวนการผลิตกาแฟอะราบิกาคุณภาพ 2 กาแฟที่น�ามาบริโภคเป็นเครื่องดื่มนั้น คือ ส่วนของเมล็ดกาแฟ (seed) ของผลกาแฟ นิยมเรียกกันว่า Coffee Bean เนื่องจากมีรูปร่างคล้ายกับถั่ว ผลกาแฟ ที่ถูกเรียกว่า เชอรี่กาแฟ นั้นจะมีรูปร่างลักษณะและสีแตกต่างกันไปตามชนิดของกาแฟ เช่น ต้นกาแฟบางชนิดอาจจะ มีผลเชอรี่ทรงรีและมีสีแดง หรือ สีเหลืองทรงกลมต่างก็มีส่วนประกอบหลักเหมือนกัน ซึ่งจะ ประกอบไปด้วยเนื้อเยื่อหลายชั้นซึ่งมีหน้าตาและท�าหน้าที่แตกต่างกัน ดังนี้ 1. ผิว หรือ เปลือก ชื่อทางวิทยาศาสตร์ อิพิคาร์ป (อิพิ = ชั้นนอกสุด, คาร์ป = ผลไม้) สีของผิวจะแตกต่างกันตามชนิดของกาแฟ หรือระดับความสุกของกาแฟ ซึ่งเริ่มจากสีเขียว ไปจนถึงสีแดงเมื่อผลกาแฟสุก เป็นเนื้อเยื่อชั้นแรกที่คอยปกป้องเมล็ดกาแฟ 2. มิวซเลจ หรือ เมโซคาร์ป ( เมโซ = กลาง, คาร์ป = ผลไม้) เมือก เป็นชั้นเนื้อเยื่อ ห่อหุ้มกะลาไว้ มีลักษณะลื่นและหวาน ซึ่งประกอบด้วยสารอินทรีย์หลายชนิด เช่นน�้าตาล และโปรตีน ซึ่งจะเป็นวัตถุดิบส� า คัญส� า หรับการผลิตกาแฟ โดยที่สารอินทรีย์เหล่านี้จะเป็น อาหารให้จุลินทรีย์ เช่น แบคทีเรีย ยีสต์ หรือ อื่นๆ ในระหว่างกระบวนการหมักซึ่งจะท�าให้ เกิดสารอินทรีย์ อื่นๆ ที่ส่งผลต่อรสชาติของกาแฟ เช่น กรดอะซิติก 3. พาร์ชเมนต์ หรือ เอนโดคาร์ป (เอนโด = ข้างใน, คาร์ป = ผลไม้) (ดูรูป หมายเลข 3) กะลา เป็นชั้นในสุดของผลกาแฟ ท�าหน้าที่ปกป้องเมล็ดกาแฟที่อยู่ด้านในทั้งก่อนและหลัง การผลิตกาแฟ มีลักษณะแห้ง และเปราะ 4. สเปิร์มโมเดิร์ม หรือ เทสต้า หรือ ซิลเวอร์สกิน เป็นเนื้อเยื่อบางๆ ห่อหุ้มเมล็ด กาแฟ และเป็นจุดเริ่มต้นของเมล็ดกาแฟ (ดูรูป หมายเลข 4) สรรวิทยาของผลกาแฟสด (Coffee Cherry Physiology) 1 1 4 2 3 3

สถาบันชาและกาแฟ แห่งมหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง 3 5. เอนโดสเปิร์ม หรือ กาแฟสาร เป็นส่วนที่ใช้สะสมอาหารส�าหรับเอ็มบริโอซึ่งเป็น ส่วนที่ใช้ส�าหรับการเจริญเติบโตเป็นต้นกาแฟต้นใหม่ และก็ยังเป็นส่วนส�าคัญต่อรสชาติของ กาแฟ เพราะสารอินทรีย์ที่ถูกสะสมไว้ส�าหรับเอ็มบริโอ้จะถูกเปลี่ยนแปลงไปเป็นรสชาติของ กาแฟระหว่างกระบวนการคั่ว 6. ร่องของเมล็ดกาแฟ หรือ กรู๊ฟ หรือ คัท เป็นบริเวณที่ไม่ได้ส่งผลต่อรสชาติ แต่เกิดจากกระบวนการเติบโตของเมล็ดกาแฟ 7. เอ็มบริโอ้ หรือตัวอ่อน เป็นส่วนเล็กๆอยู่ค่อนไปทางปลายของเมล็ดกาแฟ แต่เป็น ส่วนที่ส�าคัญที่สุดสามารถส่งผลต่อการคงอยู่ของเมล็ดกาแฟมีหน้าที่เจริญเติบโตไปเป็นต้นกาแฟ ต้นใหม่ ถ้าเอ็มบริโอ้ตายก็จะท�าให้เมล็ดกาแฟนั้นเริ่มเสื่อมสภาพไปด้วย 8. แสดงภาพตัดขวางค่อนมาทางข้างล่างของเมล็ดกาแฟ ซึ่งจะเห็นร่องตรงกลาง ของเมล็ดกาแฟ และ เอ็มบริโอ้ได้ชัดขึ้น จะเห็นได้ว่าเซลล์แต่ละเซลล์นั้นมีความส�าคัญกับรสชาติของกาแฟ ถ้าเซลล์ถูกท�าลาย ไม่ว่าเกิดจากสิ่งแวดล้อม ความร้อน ความชื้น การจัดเก็บที่ไม่ดี รวมถึงการถูกแบคทีเรีย รา หรือ มอด โดยหลังจากที่เซลล์ตาย ก็มีโอกาสที่เชื้ออื่นเข้ามาเจริญเติบโตแทนที่ ซึ่งถึงแม้ว่า เมล็ดกาแฟจะสามารถคงสภาพอยู่ได้เนื่องจากโครงสร้างของผนังเซลล์ แต่รสชาติที่ได้นั้น จะเปลี่ยนแปลงไปอย่างสิ้นเชิง 4 5 8 6 7 100%

คู่มือกระบวนการผลิตกาแฟอะราบิกาคุณภาพ 4 การบริหารจัดการแปลงปลูกกาแฟและ การเก็บเกยวผลเชอรกาแฟ (Farming and Coffee Harvesting) 2 ต้นกาแฟจะใช้เวลาเจริญเติบโตประมาณ 3 ถึง 4 ปี หลังจากปลูกลงดินแล้วกว่าจะมีผล เชอรี่ออกมา แต่ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสายพันธุ์ของกาแฟด้วย ซึ่งผลของกาแฟที่เรียกว่ากาแฟเชอรี่เมื่อ สุกเต็มที่แล้วจะมีสีแดงเข้มพร้อมส�าหรับการเก็บเกี่ยว 1. การปลูกกาแฟใต้ร่มเงา 1.1 ระวังไม่ให้ต้นกาแฟอยู่ใต้ร่มเงามากเกินไป ซึ่งจะส่งผลต่อการสังเคราะห์แสง การติดผลและการสุกของผลกาแฟไม่สม�่าเสมอ 1.2 พื้นที่ปลูกกาแฟบางแห่ง ถ้าปลูกในพื้นที่สูงอาจจะไม่มีร่มเงาเมื่อเปรียบเทียบ กับพื้นที่ระดับที่ต�่ากว่า 2. การให้ปุ๋ยแก่ต้นกาแฟเพื อควบคุมเรืองสารอาหารและค่า pH การให้น�า้เพื อ ต้องการให้ต้นกาแฟมดอกทสม�าเสมอ 3. การตัดแต่งกิง เพื่อให้ได้ผลผลิตสม�่าเสมอ หรือ การท�าสาว 4. การควบคุมโรคและแมลงรบกวน อาจมีความจ�าเป็นต้องใช้สารเคมี หรือสารสกัด จากธรรมชาติ เช่น สะเดา น�้าส้มควันไม้ หรือใช้กับดักแมลง 5. การเก็บเกยวผลกาแฟสด การเก็บเกี่ยวผลกาแฟในประเทศไทยส่วนใหญ่จะใช้ แรงงานคนเก็บ 5.1 การเก็บด้วยมือแบบเลือก (Selective Picking) ส�าหรับต้นกาแฟที่ระยะผลสุก ที่ไม่เท่ากัน (บางครั้งอาจจะต้องเก็บถึง 10 ครั้งต่อต้น โดยเฉลี่ยการเก็บด้วยมือ ประมาณ 10-15 กิโลกรัม ต่อ 1 คนเก็บ ต่อ 1 วัน ขึ้นอยู่กับสภาพพื้นที่) 5.2 การเก็บด้วยมือแบบรูดกิ่ง (Manual Stripping) ส่วนใหญจะเก็บในช่วงปลาย ฤดูกาล หรือในบางพื้นที่ที่ต้นกาแฟมีผลสุกสม�่าเสมอ เช่น ประเทศลาว โคลัมเบีย ซึ่งจะพบผลกาแฟสุกมากกว่าร้อยละ 80 5.3 การใช้เครื่องจักร (Machine) สามารถช่วยลดระยะเวลาการเก็บเกี่ยว ค่าแรง ท�าให้เก็บเมล็ดกาแฟได้เร็วขึ้น เช่น เครื่องส�าหรับเขย่า หรือ shaking frequency

สถาบันชาและกาแฟ แห่งมหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง 5 5.4 การใช้เครื่องจักรเต็มรูปแบบ (Machine-Fully Mechanized Harvesting) โดยสามารถเลือกระดับความสูงของต้นกาแฟที่ต้องการเก็บ ให้เหมาะกับ ความเร็วของการเคลื่อนที่ของรถ แต่หากบางกรณีก็ใช้วิธีผสมผสาน ระหว่าง เก็บด้วยเครื่องจักรและเก็บด้วยมือ ซึ่งวิธีนี้เรียกว่า (Machine-Semi Mechanized Harvesting) ภาพท 1 การเก็บเมล็ดกาแฟด้วยมือ ภาพท 2 การเก็บเมล็ดกาแฟด้วยมือ

คู่มือกระบวนการผลิตกาแฟอะราบิกาคุณภาพ 6 การท�าความสะอาดและการคัดแยก (Pre-cleaning & Sorting) 3 เป็นการล้างท�าสะอาดซึ่งนอกจากจะท�าให้กาแฟสะอาดขึ้นจากการปนเปื้อนดินและฝุ่น แล้ว ยังสามารถช่วยลดจ�านวนจุลินทรีย์ที่ปนเปื้อนอันเป็นสาเหตุท�าให้กาแฟเน่าเสีย นอกจากนี้ ยังเป็นการคัดแยกให้ได้กาแฟที่มีขนาดใกล้เคียงกันด้วย โดยสามารถด�าเนินการได้หลายวิธี ทั้งการใช้แรงงานคนและการใช้เครื่องจักร คัดแยกโดยการลอยน�า 1. การคัดแยกด้วยการคัดเพื อเอา วัตถุทมน�าหนักเบา เช่น ใบ เศษกิ่งไม้หรือ สิ่งปลอมปนอื่นๆออก 2. การลอยในน� า เป็นการคัดแยก กาแฟเบื้องต้น โดยแยกผลกาแฟที่ดีและ ไม่ดีออกจากกันอาศัยหลักการของน�้ า หนัก และความหนาแน่น โดยผลกาแฟที่ดีจะจมน�้า ส่วนผลกาแฟที่ไม่ดีจะลอยน�้า อย่างไรก็ตาม ผลกาแฟ (peaberry) ซึ่งเป็นกาแฟที่ดีและมี ความหนาแน่นน้อยสามารถลอยน�้าได้ จึงต้อง มีการคัดแยกเพิ่มเติมอีกครั้ง การใช้เครืองจักร ภาพท 3 การลอยในน�้าเพื่อคัดแยกผลกาแฟ ที่ดีและไม่ดี 1. เครืองแยกไฮดรอลิก (เครื่องแยก ที่อาศัยน�้า) สามารถแยกโดยอาศัยความต่าง ของน�้ า หนักโดยแยกวัตถุแปลกปลอมที่หนัก เช่น ก้อนหิน กิ่งไม้ ที่ติดมาออกมาได้ 2. เครืองแยกขนาด โดยสามารถใช้ ก่อนหรือหลังการแยกผิวหรือเปลือกของผล กาแฟก็ได้ 3. เครืองแยกส สามารถใช้แยกหลัง จากแยกด้วยการลอยน�้าแล้ว 4. เครื องแยกผลสุกและผลไม่สุก (unripe cherry separator or screen pulpers) มักจะใช้ก่อนเครื่องสีเปลือกกาแฟเพื่อแยกผล สุกและผลไม่สุกออกจากกัน การใช้ผลกาแฟ ที่สุกในระดับเดียวกันจะท� า ให้ได้กาแฟที่มี คุณภาพดี ซึ่งผลกาแฟที่ไม่สุกหรือแก่ไม่เต็ม ที่จะให้รสฝาดและหวานน้อย ส่วนผลกาแฟ ที่แก่เกินไป (แห้งคาต้น) เมล็ดกาแฟจะมีสีด�า มีราขึ้น และไม่เหมาะในการบริโภค ทั้งนี้สีของ กาแฟที่สุกอาจต่างกันในแต่ละสายพันธุ์

สถาบันชาและกาแฟ แห่งมหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง 7 กระบวนการแปรรูปกาแฟ (Coffee Processing) 4 1. แบบแห้ง Dry process เป็นวิธีการแปรรูปกาแฟที่นิยมในในทวีปอเมริกาใต้และ แอฟริกา โดยเฉพาะประเทศ เยเมน (Yemen) มีชื่อเรียกอื่น ๆ เช่น Natural, whole fruit, fruit dried, Skin-dried process, unwashed, sun dried process ภาพท 5 การตากเมล็ดกาแฟ ภาพท 4 กระบวนการแปรรูปกาแฟแบบ Dry process ผลเชอร์รแดงสุก --> ล้างน�า --> ตากเมล็ดกาแฟให้แห้ง --> เก็บ --> สเปลือกออก (dry milling) ระหว่างการตากจะมีกลิ่นของหมัก เกิดขึ้นคล้ายๆ กระบวนการท�าไวน์ โดยระยะ เวลาการแปรรูปกาแฟจะไม่น้อยกว่า 30 วัน ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความชื้นของสถานที่ แปรรูป การแปรรูปกาแฟแบบนี้เหมาะสมกับ พื้นที่ที่ไม่มีทรัพยากรน�้าในปริมาณที่มากพอ แต่มีแดดจัดสามารถให้อุณหภูมิไม่ต�่ากว่า 40 องศาเซลเซียส เพื่อลดความเสี่ยงจากการเน่า ของเมล็ดกาแฟและการเกิดเชื้อราระหว่าง กระบวนการผลิต ข้อดี • เมล็ดกาแฟที่ได้มีคุณภาพ • กลิ่นของกาแฟที่ได้มีความหอม คล้ายผลไม้ ถั่ว และไวน์ • เนื้อสัมผัสของเครื่องดื่มกาแฟมี มากกว่าวิธีการแปรรูปอื่นๆ • ใช้น�้าระหว่างกระบวนการน้อย ข้อควรระวัง • คัดแยกผลสุกเชอร์รี่ให้มีความสุก ที่ใกล้เคียงกัน • ความเสียงต่อเชื้อราระหว่าง การแปรรูป • ใช้แรงงานส�าหรับการผลิต จ�านวนมาก • ความรู้และประสบการณ์ของ ผู้ผลิตในกระบวนการแปรรูป

คู่มือกระบวนการผลิตกาแฟอะราบิกาคุณภาพ 8 2. แบบเปียก Wet process วิธีดังกล่าวเป็นการแปรรูปกาแฟที่นิยมในการผลิตกาแฟเป็นจ� า นวนมากซึ่งพบใน ประเทศที่เป็นผู้ผลิตกาแฟขนาดใหญ่ เช่น บราซิล, อินโดนิเซีย, เอธิโอเปียตะวันออก และ แถบลาตินอเมริกา มีชื่อเรียกอื่น ๆ เช่น Parchment Dried Process, fully washed, wet, fermented, double washed, Kenya style วิธีการผลิต ภาพท 6 กระบวนการแปรรูปกาแฟแบบ Wet process ผลเชอรรแดงสุก --> ล้างน�า --> ปอกเปลือกเชอรรออก (pulping) --> หมัก (Fermentation) --> ล้างเมือก (Demucilator) --> ล้างน�า --> ตากเมล็ดกาแฟ ให้แห้ง --> (ความชืน 11%) --> เก็บ --> ส่เปลือกออก (dry milling) 1. การหมักแบบแห้ง (Dry fermentation) เป็นการหมักผลเชอร์รี่ที่สีเอาเปลือกออก ใส่ไว้ในบ่อหมักโดยไม่มีการเติมน�้า 2. การหมักแบบเปียก (Wet fermentation) เป็นการหมักผลเชอร์รี่ที่สีเอาเปลือก ออกใส่ไว้ในบ่อหมักโดยมีการเติมน�้าให้ท่วมสูงกว่ากองเชอร์รี่ที่ขัดเมือกประมาณ 5 เซนติเมตร 3. การหมักแบบผสม (Combination fermentation) โดยเป็นการหมักแบบแห้ง ระยะเวลาหนึ่งแล้วตามด้วยการหมักแบบเปียก หรือเริ่มด้วยการหมักแบบเปียก แล้วตามด้วยการหมักแบบแห้ง ล้างกะลากาแฟ (Washing) เพื่อให้มั่นใจว่าไม่มีเมือกกาแฟเหลือบนกะลากาแฟ โดยอาจจะ ท�าการล้าง 2 รอบ (Double wash) โดยยการน�าเมล็ดกาแฟหลังจากการล้างรอบที่ 1 ไปแช่ในน�้า 24-36 ชั่วโมง แล้วล้างรอบที่สองก่อนน�ากะลากาแฟไปตาก การแปรรูปด้วยวิธีดังกล่าวเหมาะ กับพื้นที่ที่อยู่สูง ผลผลิตกาแฟมีจ�านวนมาก รวมถึงมีปริมาณน�้าที่เพียงพอส�าหรับการผลิตกาแฟ ข้อดี • เมล็ดกาแฟในลอตการผลิตมีคุณภาพสม�่าเสมอ • กาแฟจากกระบวนการนี้มีความเป็นกรดสูง รสชาติครบ และมีกลิ่นที่ดี • เหมาะกับการผลิตเมล็ดกาแฟจ�านวนมาก

สถาบันชาและกาแฟ แห่งมหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง 9 ภาพท 8 กระบวนการแปรรูปกาแฟแบบ Honey process ผลเชอ ร ร แดง สุก --> ล้าง น�า --> ปอกเป ลือกเชอ ร ร ออก (pulping) --> ตากเมล็ดติดเมือกให้แห้ง (ความชืน11%) --> เก็บ --> สเปลือกออก (dry milling) ข้อควรระวัง • ระยะเวลาในการหมักส่งผลต่อ รสชาติ • ใช้น�้าในกระบวนการผลิตเป็น จ�านวนมากท�าให้เกิดน�้าเสีย มากกว่าวิธีอื่น • ความรู้และประสบการณ์ของ ผู้ผลิตในกระบวนการแปรรูป ภาพท 7 การตากกาแฟกะลา ภาพท 9 ลักษณะเมล็ดกาแฟแบบ Mucilage Dired Process 3. แบบ Honey process มีชื่อเรียกอื่น ๆ เช่น Honey process, mucilage dired, pulped natural หรือ semi-dired สีของ honey มาจากเมือกและกระบวนการตาก ว่ามีสารอะไรหลงเหลืออยู่บ้าง เมือกเป็นตัวที่มีสารประกอบมากมาย ซึ่งส่วนนี้จะเกิดกระบวนการหมักเกิดขึ้น วิธีการนี้ ใช้ส�าหรับผลิต full-bodied coffees วิธีการผลิต ข้อดี • กาแฟที่ได้มีความหลากหลาย มีทั้ง สีด�า ขาว แดงน�้าผึ้ง น�้าตาล ซึ่งจะท�าให้รสชาติ ที่แตกต่างกันออกไป • รสชาติกาแฟที่ได้จะมีรสหวานกว่า กระบวนการ Dry process • กระบวนการผลิตใช้น�้าปริมาณน้อย ข้อควรระวัง • ความเหนียวจากเมือกจะทำให้เมล็ดติดกัน • ความเสี่ยงจากเชื้อรา

คู่มือกระบวนการผลิตกาแฟอะราบิกาคุณภาพ 10 4. แบบ Seed Dried Process เป็นกระบวนการแปรรูปกาแฟที่นิยมในประเทศอินโดนิเซีย โดยเฉพาะเกาะสุมาตรา ซึ่งมีความคล้ายกับกระบวนการ wash process แต่จะสีกะลากาแฟหลังจากมีการตากได้ช่วง เวลาหนึ่ง มีชื่อเรียกอื่น ๆ เช่น wet-hulled, seed dried, Gilling Basah วิธีการผลิต ภาพท 10 กระบวนการแปรรูปกาแฟแบบ Seed Dried Process ผลเชอรรแดงสุก --> ล้างน�า --> ปอกเปลือกเชอรรออก (pulping) --> หมัก (Fermentation) --> ล้างเมือก (Demucilator) --> ตากเมล็ดกาแฟ (ความชืน ประมาณ 25-40 %) --> สเปลือกออก (Dry milling) --> ตากให้แห้ง (ความชืน 11%) --> เก็บ ข้อดี • มีกลิ่นและรสชาติที่เป็นเอกลักษณ์ มีกลิ่นสมุนไพร และกลิ่นดิน • ใช้ระยะเวลาการจากเมล็ดกาแฟสั้นท�าให้เกษตรสามารถขายผลผลิตได้เร็วกว่า การแปรรูปกาแฟแบบอื่น ข้อควรระวัง • การควบคุมให้เมล็ดกาแฟแห้งหรือมีความชื้นที่ใกล้เคียงกันในลอตการผลิต • การเสียรูปของเมล็ดกาแฟระหว่างการสีที่ความชื้นสูง • การเก็บรักษายากเนื่องจากกระบวนการตากแห้งที่รวดเร็ว ปัจจัยทมผลต่อคุณภาพกาแฟ (Quality Factor) 5 1. ลักษณะทางภูมิศาสตร์ ส� า หรับการปลูกกาแฟ เช่น ต� า แหน่งละติจูด ต� า แหน่งระดับความสูงจากน�้ า ทะเล (Altitude) ลักษณะสภาพอากาศ ความชื้น อุณหภูมิ ปริมาณ น�้าฝน ลักษณะของดิน ความชัน ของพื้นที่ปลูก ระดับการได้รับแสงอาทิตย์ สิ่งเหล่านี้ล้วนมีผลกระทบต่อคุณภาพผลเชอรี่กาแฟ

สถาบันชาและกาแฟ แห่งมหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง 11 2. ลักษณะจ�าเพาะทางพันธุกรรม กาแฟแต่ละสายพันธุ์ เหมาะที่จะปลูกในลักษณะทางภูมิศาสตร์ที่แตกต่างกัน ซึ่งสายพันธุ์ ที่แตกต่างกันมีความต้านทานต่อโรคและแมลงต่างกัน 3. วิธการบริหารจัดการสวนกาแฟ การจัดการให้กาแฟอยู่ภายใต้ร่มเงา (shade) ที่เหมาะสม การให้ปุ๋ยที่พอเหมะ การจัดการ แมลงศัตรูกาแฟอย่างมีประสิทธิภาพ การตัดแต่งกิ่ง (Pruning) การตัดโคน (Stumping) ล้วนมีผลต่อการเพิ่มผลผลิตและคุณภาพที่ดีของกาแฟเชอรี่ 4. ขันตอนการหมัก (Fermentation) 4.1 แบบธรรมชาติ (Natural or Wild Fermentation) ระหว่างการเก็บเกี่ยวผลผลิต กาแฟเพื่อเตรียมเข้าสู่กระบวนการผลิตขั้นต่อไป จะเกิดกระบวนการหมักขึ้นตามธรรมชาติจาก จุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในสิ่งแวดล้อมจะเข้ามาท�าปฏิกริยากับผลเชอรี่ หรือเมล็ดกาแฟหลังจากที่สี เอาเปลือกออกไป 4.2 มนุษย์เป็นผู้ท�าให้เกิดกระบวนการหมัก ( Artificial Fermentation) โดยการ ใส่ยีสต์ลงไป หรือใส่แบคทีเรียบางกลุ่มลงไป เป็นการจัดการให้สิ่งแวดล้อมเปลี่ยนไป จากธรรมชาติเพื่อให้ได้กระบวนการหมัก ที่มีผลต่อเมล็ดและรสชาติของเมล็ดกาแฟ แต่เดิม ต้องการที่จะให้เยื่อเมือก (Mucillage) หลุดออกมาจากเมล็ดกาแฟ แต่ภายหลังมีการหมักเพื่อ ให้มีรสชาติของกาแฟที่ดีขึ้น และมีความจ� า เพาะพิเศษ ซึ่งในระหว่างการหมักนั้นจุลินทรีย์ จะเพิ่มขึ้นเป็น 100 เท่า น�้าตาลที่อยู่ตรงเยื่อเมือกที่เคลือบเมล็ดกาแฟจะถูกกินโดยจุลชีพ เหล่านี้ ท�าให้ค่าความเป็นกรดเพิ่มชึ้น ค่า pH ลดลงจากเดิม 5.5 เป็น 3.5 อุณหภูมิก็จะเพิ่ม สูงขึ้นมีปริมาณกรดแลคติค กรดอะซิติก และอัลกอฮอล์เพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นผลมาจากการหมักนี้ ท�าให้เยื่อเมือกที่เคลือบผิวเมล็ดหลุดออกไป

คู่มือกระบวนการผลิตกาแฟอะราบิกาคุณภาพ 12 ในการหมักที่เกิดจากมนุษย์นั้นควรค�านึงถึงปัจจัยในด้าน ปริมาณ ออกซิเจน ในการหมัก เนื่องจากแบคทีเรียบางจ�าพวกเติบโตได้ดีในที่ทีมีออกซิเจน แต่บางพวกไม่ต้องการออกซิเจน ดังนั้นควรจ�าแนกให้ได้ว่ากลุ่มแบคทีเรียที่เลือกมาใช้ในกระบวนการหมักในสิ่งแวดล้อม ในพื้นที่ นั้นเหมาะสมกับลักษณะสายพันธุ์ของกาแฟอย่างไร ปัจจัยที่จ�าเป็นที่ต้องค�านึงถึงคือ อุณหภูมิ และค่า pH ถ้าอุณหภูมิสูงเกินไป เช่น หมักในที่อากาศร้อน หมักนานเกินไป จะท� าให้ คุณภาพของเมล็ดกาแฟด้อยลง ส่วนค่า pH ต้องควบคุมให้อยู่ในช่วงที่เหมาะสม ภาชนะที่ใช้ ในการหมักก็มีผลต่ออุณหภูมิและค่า pH เช่นกัน 5. การเอาเยือเมือกออกจากเมล็ด (Demucilate) ท�าภายหลังกระบวนการหมัก โดยจะใช้เครื่องส�าหรับล้างเมือกออก (Demucilator) แต่สิ่งที่ต้องค�านึงถึงคือ ระยะเวลาที่เมล็ดล้างอยู่ในเครื่อง ถ้าให้เมล็ดอยู่นานเกินไปอาจเกิด ความเสียหายจากการขัดสีและการกระแทก ท�าให้เมล็ดไม่สมบูรณ์ แต่หากระยะเวลาที่เมล็ด อยู่ในเครื่องเร็วเกินไป เมือกคงติดค้างอยู่กับเมล้ดกาแฟ ท�าให้เกิดกระบวนการหมักต่อไปอีก รสชาติของกาแฟอาจเป็นกรดมากเกินไป กระบวนการล้างเมล็ดกาแฟ (Washing point / Drying and Milling) 6 ตัวแปรทส�าคัญในกระบวนการหมักและล้างเมล็ดกาแฟ ก่อนที่เมล็ดกาแฟจะผ่านเข้าสู่กระบวนการล้างเมล็ดกาแฟนั้นมีหลายปัจจัยที่ต้องค�านึง ถึงว่าเมล็ดกาแฟที่ผ่านกระบวนการหมักด้วยวิธีต่างๆ มีคุณภาพเหมาะสมตามมาตรฐาน เนื่องจากปัจจัยในกระบวนการผลิต เช่น สถานที่ผลิต สภาพแวดล้อม อุณภูมิ นั้นส่งผลต่อ คุณภาพของเมล็ดกาแฟ ดังนั้นจึงต้องมีตัวแปรที่สามารถใช้วัดเพื่อใช้เป็นตัวชี้วัดว่าเมล็ดกาแฟ ที่ผ่านกระบวนการหมักมานั้นได้ตามมาตรฐานที่ก�าหนด ก่อนจะผ่านสู่ขั้นตอนการล้างเมือก ต่อไป โดยตัวชี้วัดที่ส�าคัญ ได้แก่ • ค่าความเป็นกรด-ด่าง (pH) • อุณหภูมิ • ค่าของแข็งละลายน�้าทั้งหมด (Total dissolved solid: TDS) • เวลา • ปริมาตรกาแฟกะลา • ลักษณะทางประสาทสัมผัส ► กลิ่น ► ลักษณะสัมผัส ► เสียง

สถาบันชาและกาแฟ แห่งมหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง 13 วิธการล้างเมือก 1. การใช้แรงงานคนล้างเมือกในรางล้างเมล็ดกาแฟ ► คนงานใช้คราดเพื่อขัดเมล็ดกาแฟในรางล้าง เมล็ดกาแฟจะถูกถูไปกับพื้นและผนัง ของรางล้างท�าให้เมือกถูกขัดออกไปจากเมล็ดกาแฟ ► ข้อดีของกระบวนการล้างชนิดนี้ จะช่วยแยกเมล็ดกาแฟที่มีความหนาแน่นต่างกัน ออกจากกันได้ ► วิธีการล้างเมล็ดกาแฟด้วยวิธีนี้เหมาะกับภูมิประเทศที่เป็นเนินเขาลาดชัน โดยใช้ แรงโน้นถ่วงช่วยล�าเลียงเมล็ดกาแฟให้ไหลลงไปช่องล้างด้านล่างตามล�าดับ 2. การใช้เครืองจักร ► เครื่องจักรที่นิยมใช้เพื่อล้างเมือกออกจากเมล็ดกาแฟได้แก่ Demucilage และ Centriflux ► เครื่อง demucilage จะท�าการขัดเมือกออกเมล็ดกาแฟโดยสกรูขับให้เมล็ดกาแฟ ถูไปกับบริเวณผนังที่มีลักษณะหยาบ ท�าให้เมือกหลุดออกจากเมล็ดกาแฟ ► เครื่อง centriflux ใช้แรงหมุนเหวี่ยงหนีศูนย์กลางเพื่อสลัดเมือกออกจากเมล็ดกาแฟ ► ข้อควรระวังในการใช้เครืองจักรในการล้างเมือก คือ ถ้าใช้ก�าลังของเครื่องมากเกิน ไปอาจท�าให้เก็ดการเสียหาย แตกหัก ของเมล็ดกาแฟได้ การท�าแห้งเมล็ดกาแฟ กระบวนการท� า แห้งเป็นอีกกระบวนการหนึ่งที่ผู้ผลิตควรให้ความส� า คัญ นอกจาก จะส่งผลต่อกลิ่นรสของเมล็ดกาแฟแล้วยังส่งผลต่ออายุการเก็บรักษาของเมล็ดกาแฟอีกด้วย โดยทั่วไปแล้วเมล็ดกาแฟหลังการท�าแห้งควร (green coffee) จะมีความชื้นเป้าหมายที่ 11+1% (ตามมาตรฐานอยู่ในช่วง 9-12.5%) เพื่อป้องกันการเจริญของราระหว่างการขนส่งและเก็บรักษา ตัวแปรการท�าแห้งที่ส่งผลต่อคุณภาพเมล็ดกาแฟ 1. การควบคุมอุณหภมิและความชืนสัมพัทธ ต้องควบคุมให้อยู่ในสภาวะที่เหมาะสม เพื่อให้ความชื้นระเหยออกจากเมล็ดกาแฟอย่างสม่ำเสมอ • ถ้าอัตราการระเหยน�้าเร็วเกินไปจะท�าให้เมล็ดกาแฟมีกลิ่นรสที่ไม่ดี (flat taste) ส่งผลต่อการสร้างกลิ่นรสในขั้นตอน aging และ roasting • ถ้าอัตราการระเหยช้าเกินไป จะท�าให้เมล็ดมีกลิ่นหมัก และอาจจะมีการเจริญ ของเชื้อรา

คู่มือกระบวนการผลิตกาแฟอะราบิกาคุณภาพ 14 2. ความชืนสุดท้าย • ความชื้นต�่า • ส่งผลต่อน�้าหนักของเมล็ดกาแฟ ท�าให้ขายไม่ได้ราคา • ท�าให้เมล็ดเปราะ อาจเกิดความเสียหายระหว่างการกะเทาะกะลา • ความชื้นสูง • เกิดการเจริญของเชื้อรา เมล็ดมีกลิ่นหมัก ประเภทของการท�าแห้ง 1. การท�าแห้งด้วยเครืองจักร การท�าแห้งเมล็ดกาแฟด้วยเครื่องจักรเหมาะกับการผลิตกาแฟในเชิงอุตสาหกรรม ขนาดใหญ่ สามารถท�าแห้งเมล็ดกาแฟได้ปริมาณมากในคราวเดียว เป็นวิธีการท�าแห้งที่รวดเร็ว แต่ใช้เงินลงทุนสูง ซึ่งสามารถท�าได้ทั้งแบบครั้ง (batch) และต่อเนื่อง (continueous) โดยทั่วไป การอบแห้งโดยการใช้เครื่องจักรจะควบคุมอุณหภูมิการท�าแห้งที่ 40 C และความชื้นสัมพัทธ์ 30% เครื่องจักรที่ใช้อบแห้งแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ • เครื่องอบแห้งแบบถังหมุน (rotating drum) เมล็ดกาแฟจะมีการเคลื่อนที่อย่าง ช้าๆ จากการหมุนของถังอบแห้ง เมล็ดกาแฟได้รับความร้อนจากลมร้อนอย่างสม�่าเสมอทั่วท ทั้งเมล็ดท�าให้การระเหยน�้าเป็นไปอย่างสม�่าเสมอ • เครื่องอบแห้งแบบถาด (static layer of bed) เมล็ดกาแฟจะถูกแผ่นบนถาดอบแห้ง ก่อนจัดเรียงถาดอบแห้งเข้าในเครื่องอบแห้งเป็นชั้นๆ และอบแห้งด้วยลมร้อนจนถึงความขึ้นที่ ก�าหนด ข้อควรระวังในการใช้เครื่องอบแห้งแบบถาดคือ ต้องควบคุมการหมุนเวียนของลมร้อน ภายในเครื่องอบให้หมุนเวียนอย่างสม�่าเสมอ เนื่องจากอากาศชื้นจะลอยตัวไปสู่ด้านบนท�าให้ เมล็ดกาแฟที่ถูกจัดเรียงไว้ในถาดด้านบนจะแห้งช้ากว่าถาดด้านล่าง 2. การท�าแห้งด้วยแสงอาทิตย์ การท� า แห้งด้วยแสงอาทิตย์เป็นวิธีการท� า แห้งเมล็ดกาแฟแบบดั้งเดิม โดยการใช้ พลังงานความร้อนตามธรรมชาติเพื่อลดความชื้นของเมล็ดกาแฟ การอบแห้งด้วยแสงอาทิตย์ จะใช้เวลาในการอบแห้งนานกว่าการอบแห้งด้วยเครื่องจักร ซึ่งระยะเวลาการท�าแห้งจะขึ้นอยู่ กับปัจจัยสภาพอากาศ และแหล่งการผลิต การท�าแห้งด้วยแสงอาทิตย์แบ่งเป็น 2 ประเภทหลัก คือ

สถาบันชาและกาแฟ แห่งมหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง 15 • การตากแห้งบนลานตาก (patio drying) เมล็ดกาแฟจะถูกตากบนลานกว้าง โดย เกลี่ยให้เมล็ดกาแฟเป็นชั้นบางๆ เพื่อให้เมล็ดกาแฟได้รับพลังงานจากแสงอาทิตย์โดยตรง และ ป้องกันการเกิดการหมักระหว่างการตากแห้ง วิธีการตากแห้งแบบนี้นิยมในพื้นที่ราบเนื่องจาก ต้องใช้พื้นที่ในการตากมาก แต่ต้องระมัดระวังเรื่องความสะอาดของพื้นที่ใช้ตาก • การตากแห้งบนพื้นยก (raised drying bed) เมล็ดกาแฟจะถูกเกลี่ยเป็นชั้นบางๆ บน ตะแกรงหรือตาข่ายตาถี่ ก่อนยกขึ้นตากบนชั้นวาง การตากแห้งบนพื้นยกช่วยให้มีการถ่ายเท ของอากาศมากขึ้นเปรียบเทียบกับการตากแห้งบนลานตาก วิธีนี้เป็นวิธีการตากแห้งโดยทั่วไป ที่พบได้ในหลายๆ พื้นที่ทั่วโลก ภาพท 11 การตากบนพื้นยกสูง ภาพท 12 การตากบนลานตาก

คู่มือกระบวนการผลิตกาแฟอะราบิกาคุณภาพ 16 การส/กระเทาะกาแฟกะลาและการคัดคุณภาพ หลังจากท�าแห้งเมล็ดกาแฟแล้ว จะต้องพักเมล็ดกาแฟกะลาไว้ประมาณ 2 เดือนก่อน ท�าการสีเมล็ดกาแฟกะลา หากเก็บไว้นานเกินกว่าระยะเวลาที่ก�าหนดจ�าให้ให้เมล็ดหลังการสีมี กลิ่นรสไม่เป็นที่ต้องการคือเมล็ดจะมีกลิ่นรสคล้ายกระดาษ หรือกลิ่นไม้ กระบวนการสีเมล็ด กาแฟกะลาเป็นการก�าจัดเปลือกด้านนอกหรือกะลา (parchment) ออกจากเมล็ด เป็นกระบวนการ ทางกลนิยมใช้ครื่องจักรท�าการสีกะลาเพื่อความสม�่าเสมอของเมล็ดกาแฟ Parchment bean Parchment bean Packing Hulling Polishing Color sorter Size sorter Gravity separator ภาพท 13 กระบวนการสี กระเทาะกาแฟกะลาและการคัดคุณภาพ • Hulling เมล็ดกาแฟสารจะถูกล�าเลียงสู่เครื่องกระเทาะกะลาอาศัยแรงทางกลเพื่อ ขัดให้กะลาแยกออกจากเมล็ดกาแฟ ในขั้นตอนการแยกกะลาระมัดระวังในการควบคุมอุณหภูมิ ไม่ให้เพิ่มสูงมากนัก (cold hulling) โดยเฉพาะเมล็ดกาแฟกะลาที่ผ่าน natural และ honey process ที่ยังมีเมือกบนเมล็ดกาแฟ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นระหว่างการขัดกระเทาะกะลาจะท�าให้ เกิดเป็นเมือกเหนียวติดกับเครื่องขัดกะลา

สถาบันชาและกาแฟ แห่งมหาวิทยาลัยแม่ฟ้าหลวง 17 • Polishing เป็นขั้นตอนต่อจากการกระเทาะกะลา เมื่อแยกกะลาออกจากเมล็ด กาแฟแล้ว เมล็ดกาแฟสาร (green bean) จะผ่านเข้าสู่เครื่อง polisher เพื่อก�าจัดเยื่อหุ้มเมล็ด (silver skin) ออกจากเมล็ดกาแฟโดยการขัดด้วยสายพานหยาบ • Size sorter เป็นกระบวนการคัดแยกขนาดของเมล็ดกาแฟสาร รวมทั้งการแยก เมล็ดกาแฟ peaberry ออกจากเมล็ดกาแฟปกติ โดยเมล็ดกาแฟสารจะไหลผ่านเข้าสู่เครื่อง size sorter ที่มีลักษณะเป็นตะแกรงเขย่าที่มีขนาดของช่องผ่านต่างๆ กันท�าให้สามารถแยก ขนาดของเมล็ดกาแฟตามความต้องการได้พร้อมกัน • Gravity separator เป็นขั้นตอนการแยกเมล็ดกาแฟที่มีความหนาแน่นและน�้าหนัก ต่างกันด้วยเครื่อง catador โดยอาศัยการแยกทางกลเพื่อแยกเมล็ดกาแฟที่มีคุณภาพและเมล็ด กาแฟที่ไม่ได้คุณภาพ เช่น เมล็ดกลวง เมล็ดแตก ออกจากกันด้วยการไหลผ่านสายพานสั่น นอกจากนี้แล้วเครื่อง gravity separator ยังสามารถช่วยแยกสิ่งปลอมปนอื่นๆ ออกจากเมล็ด กาแฟได้เช่นกัน ในขั้นตอนนี้อาจท�าซ�้าได้หลายครั้งเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถแยกเมล็ดกาแฟได้ ครบถ้วน • Color sorter เป็นขั้นตอนการคัดคุณภาพเมล็ดกาแฟด้วยการใช้สมบัติทางแสง (optical property) โดยเมล็ดกาแฟจะไหลผ่านเครื่อง color sotor แบบเรียงเมล็ด เครื่อง color sortor จะท�าหน้าที่ถ่ายภาพเมล็ดกาแฟและประมวลผลคุณภาพของกาแฟแต่ละเมล็ดตามความ ต้องการ เช่น สีของเมล็ด ความสม�่าเสมอของสี รอยแมลงเจาะ โดยเครื่องจะแยกเมล็ดที่ไม่ได้ มาตรฐานออกมาด้วยการใช้ระบบลมเป่า (pneumatic system) • Packing เมล็ดกาแฟสารจะถูกบรรจุลงในถุงพลาสติกที่ปิดผนึกสนิท (hermetically sealed packaging) ตามน�้าหนักที่ต้องการ แล้วบรรจุลงในกระสอบป่านอีกชั้นหนึ่งก่อนน�า ไปเก็บรักาาหรือขนส่ง นอกจากการบรรจุลงในถุงพลาสติกที่ปิดสนิทแล้ว เมล็ดการแฟสาร ยังสามารถเก็บได้ในถุงแบบสุญญากาศเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน และการหืนของเมล็ด กาแฟระหว่างการเก็บรักษา ในระหว่างการเก็บรักษาหรือการพักเมล็ดกาแฟสาร (curing/resting) เป็นกระบวนการที่ช่วยให้ความชื้นภายในเมล็ดกาแฟสารเข้าสู่จุดสมมูลย์ (eqilibrium point) โดยความชื้นจะแพร่ผ่านเมล็ดกาให้ให้เมล็ดกาแฟมีความชื้นสม�่าเสมอกันทั่วทั้งเมล็ด โดยทั่วไป ในขั้นตอนการพักเมล็ดกาแฟจะใช้เวลาประมาณ 2-3 เดือน แต่ไม่ควรเกิน 1 ปีก่อนน�าเมล็ด กาแฟสารไปแปรรูปในขั้นตอนต่อไป

คู่มือกระบวนการผลิตกาแฟอะราบิกาคุณภาพ 20 อาจารย์ ดร. อมร โอวาทวรกิจ อาจารย์ประจ�าส� านักวิชาวิทยาศาสตร์ อาจารย์ ดร. ประจักร์ อินแก้ว อาจารย์ประจ�าส� านักวิชาวิทยาศาสตร์ อาจารย์ ดร. สมฤดี นิลทอง อาจารย์ประจ�าส� านักวิชาวิทยาศาสตร์ อาจารย์ ดร. ขนบพร ตังตระกูลวานิช อาจารย์ประจ�าส� านักวิชาวิทยาศาสตร์ อาจารย์ ดร. กิติพงษ์ คงพินิจบรรจง อาจารย์ประจ�าส� านักวิชาวิทยาศาสตร์ อาจารย์ ดร. รัฐพล แสงระยับ อาจารย์ประจ�าส� านักวิชาอุตสาหกรรมเกษตร อาจารย์ ดร. สิริรุ่ง วงศ์สกุล อาจารย์ประจ�าส� านักวิชาอุตสาหกรรมเกษตร นางสาวศิริกานต์ ภักดี เจ้าหน้าทีบริหาร สถาบันชาและกาแฟ นายทวิพิชญ์ อายะนันท์ เจ้าหน้าทีเกษตร สถาบันชาและกาแฟ นายปภพโชติ อักขะบุตร เจ้าหน้าทีประชาสัมพันธ์ ผู้จัดท�ำ