В мире, где всевозможные бодрящие напитки завоевали наши сердца, а дикий кофе тем не менее находится под угрозой, представителям кофейной индустрии волей-неволей приходится задумываться об изучении биологических основ – генетики кофе.
Богатая история кофе завораживает многих, с приходом третьей волны кофеен энтузиасты стремятся узнать о каждом этапе его производства: выращивание на плантациях, сбор и обработка, и обжарка в соответствии с профилем. Путь кофе начинается с семени, из которого вырастает дерево с красивыми белыми цветами с запахом жасмина. Его плоды – ягоды, внутри которых скрываются хорошо знакомые нам зерна.
Если мы попробуем представить всё разнообразие растения Coffea, то получим схематичное дерево с непосредственно кофейным деревом в основании, множеством видов (species) – арабика, робуста, представленных как веточки, и сортов (variety) таких, как гейша, тимор, типика, и т.д. как листочки.
На сегодняшний день многообразие Coffea насчитывает 150 видов и продолжает расти благодаря естественным трансформациям, а также селекции. Например, были обнаружены Coffea richardii с самой большой кофейной ягодой, или же Coffea toshii с самой маленькой – всего 3 мм в диаметре. Еще один выдающийся представитель - Coffea ambongensis с самым большим зерном. В кофепроизводстве же чаще отдают предпочтение арабике и робусте, о которых мы и поговорим поподробнее сегодня.
История ее зарождения очень интересна: многие считают, что она является «собратом» другого распространенного вида – робусты, но, расшифровав ДНК, ученые доказали, что она появилась в результате скрещивания робусты с эужениоидисом, предположительно, в Южном Судане.
Всё начиналось с большого разнообразия видов, и область их изначального произрастания ограничивалась территорией Эфиопии, юго-восточного Судана и северной Кении. Отсюда арабика начала свое путешествие, распространяясь в другие части света. Семена арабики, а именно разновидность типика, были вывезены из первоначальной зоны распространения в Харрар – по сей день закрытый эфиопский регион, имеющий плотные торговые связи с арабским миром.
Отсюда кофе был продан в Йемен, где йеменские шейхи создали и старались сохранить монополию на его выращивание и продажу. Был введен запрет на вывоз зеленых зерен, однако, индийский пилигрим Баба Будан тайком вывез семена кофе в Индию, так типика попала в Азию.
Кофе, который мы имеем счастье пить сегодня, начал свой путь с одной разновидности – типики. А благодаря её первой естественной мутации на острове Реюньон родился на свет бурбон, названный в честь французских королей тех времен. Именно эти две разновидности стали прародителями большинства существующих ныне сортов, за исключением лишь тех, что были найдены в первоначальном месте произрастания (Эфиопия, Южный Судан и север Кении).
На долю арабики приходится около 80% мирового производства кофе. Она обычно растет на высоте 1000-2000 метров над уровнем моря, в основном в так называемом Кофейном поясе между тропиками Рака и Козерога. Именно эти районы отличаются плодородными, часто вулканическими почвами; чередованием сезона дождей и солнечных дней, необходимых для успешного выращивания кофе.
Арабика требует особого ухода, так как деревья могут пострадать от вредителей и болезней. Ржавчина кофейных листьев, или Ройя, которая представляет собой пятна оранжевого цвета, покрывающие листья и препятствующее фотосинтезу. Если их не лечить, такие листья опадают, а деревья погибают. Еще урожай может погубить Брока - жук, который откладывает яйца внутри ягод. Вылупившиеся из яиц личинки поедают их, лишая необходимых питательных веществ и вкусо-ароматических свойств.
Несмотря на это, производители чаще выбирают именно зерна арабики за ее приятный и сбалансированный вкус по сравнению с робустой. В ароматной чашке вы почувствуете всю гамму нот: цветочные, фруктовые, цитрусовые, шоколадные, карамельные, медовые и т.д..
На своей исторической родине - в Эфиопии арабика произрастает во влажных тропических лесах, разнообразие растений в которых просто огромное - до 20000 на 1 гектар, и все они - разного возраста. Более того, различные генетические вариации и популяции смешиваются, происходит обмен на генном уровне.
Ещё, в них можно найти множество саженцев, которые способствуют непрекращающейся генетической изменчивости. Нет сомнений, что Эфиопия по-настоящему богата дикими видами Coffea, но последующее распространение по миру происходило только за счет типики, таким образом, произошло сокращение генетического разнообразия.
С генетической точки зрения робуста «проще» арабики. Обнаруженная в конце XIX века в Бельгийском Конго, новая разновидность отличалась качествами, которые обусловили ее коммерческий успех:
· высокая производительность,
· способность плодоносить на более низких высотах и в более жарком климате
· устойчивость к болезням и ржавчине.
Робуста произрастает при температуре 22-26 градусов Цельсия и уровне осадков - 2000 мм в год. Содержание кофеина в ней составляет 2,5-3%, благодаря чему дерево робусты менее подвержено различным болезням, а кофе − более крепкий.
Благодаря этим свойствам из нее делают коммерческий кофе, а за счет своей неприхотливости она дешевле арабики, но значительно проигрывает ей во вкусе. Это напрямую связано с тем, как обрабатывается зерно. Например, в коммерческой робусте допускается до 450 дефектов на образец. Тем не менее, его продажи растут более быстрыми темпами на фоне возрастающего спроса на растворимый кофе в развивающихся странах.
Большая часть робусты выращивается без должного внимания, поэтому сложно найти эту разновидность хорошего качества. Но в последнее время открываются центры качества робусты, которые контролируют процесс обработки кофе и разрабатывают стандарты качества fine робусты аналогично specialty арабике. Робуста получает категорию fine, если набирает 80 и более баллов на каппинге при условии отсутствия первичных и не более пяти вторичных дефектов.Существует также стандарт premium робусты, допускающий не более 8 дефектов.
Coffee Quality Institute предлагает описания fine робусты: изюм, сушенный инжир, миндаль, специи, карамель, какао; округлый, спелый вкус; и off-grade робусты: сено, бобовые, резиновый, дымный, минеральный; плоский или резкий вкус.
За последние несколько десятилетий ученые добились успехов в расшифровке ДНК важных продовольственных товаров, чтобы разработать генетически модифицированные сорта. Изучая взаимосвязь между структурой генома кофейных зерен робусты и другими растениями, такими как, чай и какао, исследователи смогли узнать об эволюционном пути кофе. Поскольку арабика является естественным гибридом между Coffea canephora и другим видом, Coffea eugenioides, секвенирование генома робусты способствует расшифровке ДНК арабики.
Все чаще исследователями поднимается вопрос о возможности генетически модифицированного кофе, но, например, компания Nestlé утверждает, что они с помощью ДНК хотят улучшить программы селекции и гибридизации, а не создавать генно-модифицированный кофе, который не будет пользоваться популярностью ни у производителей, ни у потребителей.
Во всем мире существует лишь 0,03% генетического разнообразия кофе – и все оно сосредоточено в Эфиопии. В ее тропических лесах – кладезь разных сортов арабики, но важно не забывать о других разновидностях кофе, которые представляют собой огромный потенциал для развития, скрещивания и разведения. Их нельзя недооценивать: возможно, сейчас они не популярны в индустрии, но активно используются местными жителями. Многие из них дают качественную чашку, а также обладают интересным вкусом.
По данным исследователей, на данный момент 68% разновидностей кофе находятся под угрозой вымирания, 10% видов могут исчезнуть в ближайшие 10 лет.
Какие же существуют угрозы?
Самая главная – изменение характера использования земель – переход от естественных лесов и произрастания к использованию лесов в угоду человеку, например, разведение пастбищ или производство урожая.
Глобальное потепление
Изменение климата сыграло разрушительную роль в производстве за последние несколько лет в то время, когда урбанизация продолжает стимулировать спрос на кофе.
Мы знаем, что арабика произрастает только в особых природных условиях: любое изменение температуры может повлиять на вкус, производство кофе или вовсе уничтожить растение. Ученые делают свои прогнозы о судьбе арабики, и они звучат довольно удручающе: в лучшем случае – гибель 40% популяции, в худшем – до 99%. Если взглянуть на зафиксированное повышение температуры в Эфиопии за последние 40 лет, мы увидим, что в среднем температура повышается на 0,28 градусов каждые 10 лет.
Уже сейчас деревья подвергаются большому влиянию глобального потепления. Фермеры в Эфиопии выражают свое беспокойство тем, что сезон дождей длится дольше, но и количество жарких дней тоже увеличивается.
Более того, результаты многочисленных исследований показывают, что арабика обладает минимальным уровнем разнообразия — гораздо меньше, чем ожидалось. Что делает этот вид особенно уязвимым к болезням, изменению климата и другим угрозам.
Надежда все-таки есть. Существуют как финансовые (огромное мировое производство и тысячи людей, вовлеченных в него), так и политические (производство кофе, по большей части арабики, составляет треть ВВП Эфиопии) факторы, заставляющие нас придумывать все новые методы сохранения кофе, такие как:
широкое привлечение внимания к проблеме,
применение методов селекции, рассеивания (dispersal), опыления
мотивирование фермеров производить кофе, уменьшая при этом урон от изменения климата, высаживать санитарные зоны, способствовать перемещению растений выше по склону
расширение генетического разнообразия за счет разработки стратегии и селекционных программ, а следовательно, развитие большей устойчивости и видов арабики
Источники:
Разновидности Арабики. История распространения Арабики, Илья Савинов, SFT Trading: http://www.scaerussia.ru/raznovidnosti-arabiki-istoriya-rasprostraneniya-arabiki/
An Introduction to Coffea Genetics, By Emma Sage, Coffee Science Manager, Specialty Coffee Association of America: https://scanews.coffee/2013/01/08/an-introduction-to-coffea-genetics/
Coffee Plant Species: Arabica vs Specialty Robusta, by V. McBryde: https://www.perfectdailygrind.com/2015/08/coffee-plant-species-arabica-vs-specialty-robusta/fbclid=IwAR2i6xDW0dVjlMDtMzF8m7
Scientists unlock secrets of coffee DNA: https://www.ft.com/content/656db45e-38f1-11e4-9526-00144feabdc0
Arabica - From Origin to Extinction, Aaron Davis: https://www.youtube.com/watch?v=pr5Iis_J6-U