生豆品管的關鍵指標：水活性

生豆品管的關鍵指標：水活性

撰文、照片提供／韓懷宗

2009年以來，SCAA（現SCA）規範精品級生豆的水活性必須低於0.7， 以保食安。然而，2020年後諸多生豆進口商鍥而不捨的研究，發現最有助精品豆保持品質的水活性區間應介於0.45到0.55，這遠比SCA的規定更為精準！

殼豆晾曬或烘乾後的含水率必須落在10%到12％，才符合精品咖啡儲存或輸出標準。然而，講究品管的咖啡進出口商或烘焙廠，除了檢驗生豆含水率外， 還會加驗水活性（Water Activity，簡稱Aw）；SCA規範精品生豆的水活性必須低於0.7才符合食品安全。

2020年後諸多研究陸續有了比SCA規範更為精確的數據資料，指出生豆穩定性較佳的水活性應在0.45到0.55之間，只要儲存環境妥當，介於此區間的生豆，其色澤與品質可保一年不變；研究亦發現生豆穩定性最佳的水活性為0.5，若能在攝氏15.5度到21度、濕度50％左右的環境妥善儲存，生豆的賞味期甚至可達18個月。由此可見，水活性高低是生豆品管的關鍵。

「水活性」量測游離水多寡
意義異於「含水率」

早在1953到1957年間，William James Scott率先證實食物中影響微生物生長的不是總水分含量的含水率，而是水活性。然而，將水活性更精確運用到咖啡產業卻是近幾年的事。

生豆含水率是指總水分含量，包括結合水與自由水（游離水）兩大類，即總水分占生豆重量百分比。結合水和自由水有何不同？結合水是指和胺基酸、糖、鹽等結合而失去流動性，不能溶解其它物質，無法參與代謝作用且不能被微生物使用，也就是被束縛的水。而自由水是未和其它物質結合，可在細胞間自由流動，能夠自由參與化學反應，可供生豆代謝或微生物維生的游離水，也就是總水分含量中的活性部份。

含水率是指生豆中結合水與自由水合占生豆重量的百分比。而水活性則是量測生豆中自由水的多寡，舉凡生豆新陳代謝、酵素反應甚至微生物的生長均靠自由水，而不是結合水。水活性是某物質中水的能量狀態，某食品自由水愈少，即水活性愈低，表示微生物愈不易生長；反之，自由水愈多，即水活性愈高，愈有利微生物生長或促進生豆的新陳代謝。

水活性的科學定義，指密閉空間某食品的平衡水蒸氣分壓與同溫下純水的飽和蒸氣壓的比值。純水未與其它物質結合，未受束縛，可自由的參與各種化學反應，其水活性為1.0。SCA規定精品級生豆的水活性必須在0.7以下，才不致產生黴菌毒素(Mycotoxin)，確保生豆品質與食品安全。然而近年諸多研究發現，生豆最有利延長品質保存效期的水活性區間，應介於0.45到0.55，這比SCA規範更嚴格。

而含水率則是檢測生豆裡的結合水與自由水的總含量，雖也能做為生豆品質控管的參考標準，但就品質保存與賞味期長短而言，含水率遠不如水活性精確。近年咖啡產業，尤其是貿易商和烘焙廠，除了測量含水率外，更需量測水活性高低，做為生豆品管的關鍵指標。

水活性太低或太高都不利生豆保存

水活性與含水率雖然有一定的相關性，但卻是不同的概念，兩者也不能劃上等號。基本上含水率愈高，也會拉高水活性，反之亦然。在大部份檢測生豆案例中，含水率10到12％，其水活性約莫介於0.4到0.6之間；含水率10.5到11.5％，其水活性多半在0.45到0.55之間，但這並非絕對，亦不乏例外。

生豆的水活性太高，譬如超過0.7，不但增加黴菌毒素的感染風險，亦會加快風味物質的折損或老化。因為水活性太高會促進生豆的呼吸作用（酵素反應），也就是胚利用氧氣將風味前驅物的碳水化合物、脂質、蛋白質轉化為能量，加速風味物質的流失。生豆的水活性低於0.6，可適度減緩生豆的呼吸作用，亦使微生物無法生存，可確保生豆儲存的安全性。然而，這不表示水活性愈低，越有利生豆的品質保存。近年的研究指出，生豆的水活性太低，比如低於0.4，生豆已無法維持基本新陳代謝與酵素反應，而失去活性，反而加速脂肪、有機酸、蛋白質等風味前驅物的變質或氧化，逐漸成為乏味的老豆。因此水活性太低或太高都不利生豆品質的穩定保存，這是個平衡問題。

近兩年的研究指出，生豆的水活性維持在0.45到0.55，豆子的顏色與杯測品質可保持1 年不變；如果環境許可，水活性控制在最佳化的0.5，不論豆色與杯測品質可保持18個月不衰。哥倫比亞知名的精品咖啡貿易公司Caravela Coffee，2021年公布2020年符合出口品管的3,489件生豆樣本的平均水活性為0.54，幾乎達到最佳化的標準點，水活性已成為生豆進出口商監控品質的利器。

水活性與品質保存有關
但與杯測分數無關

然而，水活性和含水率都無法做為杯測分數好壞的可靠預測，因為感官分數是各種複雜因素交互作用的結果。實務上發現有些生豆的水活性雖在0.4到0.6理想區間，但杯測分數卻未達精品水準；但也不時發現水活性高於0.6的生豆，杯測分數卻明顯高於理想水活性區間的豆子。換言之，水活性與杯測分數並無可靠的關連性。

但水活性對維持感官品質的穩定性具有重大價值，研究發現水活性不在理想區間的生豆，即使杯測分數高達87分以上，但過了3至6個月後，杯測分數的跌幅會遠大於落在0.4到0.6水活性理想區間的生豆。生豆具有吸濕性，尤其是水活性高於0.6的生豆，由於呼吸作用等生物反應旺盛，其吸取水氣的速度遠高於水活性較低的生豆，很容易變成風味呆板的白豆，甚至染上黴菌毒素。

實務上，超出0.4到0.6水活性理想區間的生豆，風味衰減、老化較快，務必優先使用；而落在0.4到0.6水活性理想區間內的生豆，較耐久存，可稍慢使用，尤其是水活性0.45到0.55的生豆若能完善儲存，可保一年不變質。水活性對於生豆的管理，確實有大用。

拙作《第四波精品咖啡學》454頁討論到「烘乾速率：細胞膜完整度是美味關鍵」，本文將在新書更新版補入其後，因為咖啡的乾燥只談含水率是不夠的，水活性的高低更攸關生豆品質保存效期的長短，水活性是驅動微生物生長、生豆物理化學反應的主要力量，但過猶不及，維持平衡才是王道。

文章出處：Vol.38《精準定位，找到你的經營羅盤》