Investigation of probiotic properties of cold brewed and fermented cold coffee beverage

Abstract

The goal of the project was to produce a functional probiotic fermented cold brewed coffee that is perapered with medium roasted, grinded Colombian Arabica beans with patented probiotic yeast Saccharomyces boulardii that can survive in human gastrointestinal conditions. With pasteurization of the product, safe fermentation environment and long shelf life was achieved. Coffee brew samples were prepared with different techniques to understand the effects of fermentation and glucose fortification to fermentation media on coffee chemistry, microbiota and sensory characteristic. One of the three coffee brews was only pasteurized (P), one of them fermented (F) and the other was fermented with glucose (FG). The cold brewing and fermentation were performed respectively at 22 °C and 30 °C for 24 hours. The brewed samples were pasteurized before fermentation at 65 °C for 30 minutes. Each sample was examined during their 120 days shelf life (at +4 °C). Although the probiotic yeast enabled fermentation in coffee, it did not survive after the first week. Pasteurization was successful, so pathogen growth was not detected in any of the samples during their shelf life. While FG was evaluated as undrinkable, the other samples gave positive results in terms of sensory. Caffeine, chlorogenic acid, and ethanol levels were significantly altered during shelf life. This is the first study in which chemical, microbiological and sensory analyzes of cold coffee that was brewed via cold immersion method, pasteurized and fermented with patented S. boulardii yeast during shelf-life were conducted, and will lead to new studies in this field.

Proje ile; orta kavrulmuş, öğütülmüş Kolombiya Arabica kahve çekirdekleri ile hazırlanan soğuk demlenmiş kahvenin, insan mide-bağırsak koşullarında hayatta kalabilen patentli probiyotik maya Saccharomyces boulardii ile fermente edilerek fonksiyonel probiyotik soğuk kahve içeceği hazırlanması amaçlandı. Pastörizasyon ile güvenli fermantasyon ortamı ve uzun raf ömrü sağlandı. Fermantasyonun ve fermentasyon ortamına glikoz takviyesinin; kahvenin kimyası, mikrobiyal yükü ve duyusal özellikleri üzerindeki etkilerini anlamak için farklı tekniklerde kahve örnekleri hazırlandı. Üç kahve demlemesinden biri sadece pastörize edildi (P), biri fermente edildi (F) ve diğeri fermantasyon ortamına glikoz takviyesi yapılarak fermente edildi (FG). Soğuk demleme ve fermantasyon yöntemleri sırasıyla 22 °C ve 30 °C'de 24 saat süreyle gerçekleştirildi. Demlenen numuneler, fermente edilmeden önce 65 °C'de 30 dakika pastörize edildi. Her numune 120 günlük raf ömrü boyunca (buzdolabı sıcaklığında, +4 °C'de) analiz edildi. Probiyotik maya kahvede fermantasyonu sağlasa da ilk haftadan sonra canlılığını koruyamadı. Pastörizasyon başarılı oldu, dolayısıyla raf ömrü boyunca numunelerin hiçbirinde patojen üremesi tespit edilmedi. FG örneği duyusal açıdan içilmez olarak değerlendirilirken, diğer numuneler olumlu sonuçlar verdi. Kafein, klorojenik asit ve etanol seviyeleri raf ömrü boyunca önemli ölçüde değişti. Bu çalışma, soğuk daldırma yöntemiyle demlenmiş, pastörize edilmiş ve patentli maya olan S. boulardii ile fermente edilmiş soğuk kahvenin 120 günlük raf ömrü boyunca kimyasal, mikrobiyolojik ve duyusal analizlerinin yapıldığı ilk çalışma olup, bu alanda yeni çalışmalara yol gösterecektir.