O koji e as fermentações fúngicas

Onde se pratica

A Colômbia, e antes de tudo uma fazenda. O protocolo foi concebido em 2021 por Christopher Feran, consultor de café. Ele o escreveu para a El Vergel Estate, em Fresno, no Tolima, por volta de 1.500 metros. A fazenda é dirigida por Elias e Shady Bayter.

A narrativa publicada nomeia quatro outras pessoas.

• Kaapo Paavolainen, campeão da Finlândia em 2021, que pediu o café para a competição.
• Elias Bayter Montenegro, responsável pelo processamento na El Vergel, que o executou.
• Koichi Higuchi, da casa Higuchi Matsunosuke Shoten, em Osaka, que fornecia os esporos.
• Jeremy Umansky, cozinheiro no Larder, em Ohio, que trazia a prática culinária do koji.

O lote de competição era um Java. Foi apresentado no campeonato mundial de barista de Milão, em 2021. O protocolo completo foi publicado gratuitamente em 23 de outubro do mesmo ano. O exportador da fazenda vende desde então lotes koji de outras variedades, entre elas um Pink Bourbon. Nenhum levantamento das fazendas que praticam o processo se verifica. Ver OMBRE.

A pesquisa publicada, por sua vez, está em outro lugar, e trata de outros substratos.

• Coreia: cereja inteira de arábica por via seca.
• Singapura: café verde de canephora em meio sólido.
• Índia: polpa de café, para extrair dela uma enzima.
• Brasil: grão verde, com finalidade cosmética.

O princípio

O koji é Aspergillus oryzae, um fungo filamentoso, ou seja, um mofo, domesticado na Ásia Oriental para o saquê, o missô e o molho de soja. Em japonês a palavra não designa o fungo sozinho, mas o grão que ele colonizou. Os esporos vendidos para iniciá-lo se chamam tane-koji, ou moyashi.

No café, semeia-se esse fungo na superfície da cereja inteira e faz-se crescer ali. Ele não fermenta no sentido das leveduras nem das bactérias: não produz de início álcool nem ácido lático. Secreta enzimas fora de suas células e digere seu substrato no local. Daí vêm as duas restrições da operação. Ele precisa de oxigênio, e libera muito calor.

Três famílias de enzimas contam. As amilases cortam o amido em açúcares. As proteases e as carboxipeptidases cortam as proteínas em peptídeos e depois em aminoácidos livres, entre eles o glutamato, que traz o gosto umami. As enzimas pectinolíticas, pectina-metilesterases e poligalacturonases, cortam a pectina. Este último ponto não tem nada de teórico. A EFSA avaliou em 2023 uma endo-poligalacturonase produzida com uma cepa modificada de A. oryzae, e a desmucilagem do café figura entre seus cinco usos declarados.

Uma correção se impõe aqui, porque a frase “o koji transforma o amido em açúcar” circula por toda parte, inclusive no protocolo original. Vem do arroz e viaja mal. O fungo fica do lado de fora. O que ele atinge é a casca, a polpa e a mucilagem, a camada de polpa açucarada colada ao pergaminho. Ora, os polissacarídeos de parede da polpa de café são sobretudo pectinas ramificadas de arabinogalactanas. O autor do protocolo o reconhece ele mesmo em entrevista: há muito pouco amido disponível para alimentar o koji. A via pectinolítica e a via proteolítica são, portanto, as plausíveis.

O que se pode medir no fim é um deslocamento do estoque de precursores. Em cultura sólida de A. oryzae a 30 °C e 70 % de umidade relativa, sobre farelo de trigo e sobre farelo de centeio, os açúcares redutores e as aminas primárias sobem os dois. Sobre torta de colza o meio se alcaliniza e só as aminas se acumulam. O substrato comanda, portanto, o resultado, e não se transpõe de um substrato para outro. Ora, açúcares redutores e compostos aminados são exatamente os dois reagentes da reação de Maillard, que constrói o aroma na torra. De fato, após fermentação em meio sólido de grãos verdes de canephora e depois torra, as amostras tratadas com A. oryzae mostram um aumento significativo das pirazinas, os heterociclos nitrogenados que trazem as notas tostadas e de avelã.

A divisão entre as duas vias dependeria da temperatura. O autor do protocolo escreve que a cepa MSCO-11, a da El Vergel, produz mais amilase na parte alta de sua faixa e mais aminoácidos na parte baixa. Nenhuma ficha técnica pública o confirma.

O passo a passo

O protocolo publicado em 2021 semeia os esporos diretamente sobre a cereja. Não passa pelo arroz.

• Compra dos esporos. Tane-koji de um fabricante japonês, cepa MSCO-11 na Higuchi, em Osaka. O custo pesa: 250 dólares para trazer 350 g do Japão para a Colômbia, o bastante para tratar cerca de 70 kg de café verde. A imprensa profissional cita, por outro lado, 17 dólares por 30 g de esporos.
• Seleção e flotação. Apenas cerejas maduras, do vermelho-sangue ao vermelho-bordô. A flotação em água potável retira as que flutuam e reduz a flora selvagem. É isso que dá ao koji o tempo de se instalar: ele parte devagar e a cereja carrega uma população densa de concorrentes.
• Semeadura. 1 g de esporos por quilo de cereja. Mistura suave, com a mão limpa ou com a pá, sem romper nenhuma casca.
• Fase de crescimento. Camada fina numa caixa de uso alimentar com tampa apoiada sem apertar. Apoiada, porque o fungo é aeróbico e consome oxigênio. Sem apertar, porque ele precisa também de umidade elevada.
• Manutenção da temperatura, que comanda tudo. A massa deve permanecer entre 25 e 30 °C. Abaixo disso o crescimento se arrasta, acima o fungo morre e cede o lugar. Sonda no centro do monte a cada 6 horas, revolvimento suave ao menos a cada 12 horas, deslocamento para a sombra ou adição de gelo se esquentar.
• Parada. De 24 a 36 horas, no momento em que um véu branco cobre toda a superfície e em que o cheiro se torna francamente tropical.
• Secagem, imediata. Terreiros suspensos sob uma tela de sombreamento que corta 60 a 80 % da luz. A massa permanece entre 20 e 30 °C, nunca acima de 30 °C, durante 20 a 30 dias em cereja inteira. A partir de 16 a 20 % de umidade, reúne-se em monte à noite para homogeneizar.
• Controle pelo peso, não a olho. Admite-se que a cereja que entra está a 65 % de água, portanto a 35 % de matéria seca. Essa matéria seca não se move mais. O peso-alvo é calculado a partir dela.
• Meta final: 12,5 a 13 %. O próprio protocolo diz que não é um valor estável. Daí o acondicionamento a vácuo desde o beneficiamento e o armazenamento em local fresco.

A condução comercial da El Vergel, tal como seu exportador a descreve, é outro processo. Fabrica primeiro arroz koji, depois o usa como inóculo em pó.

• Arroz koji. Arroz cozido no vapor recebe os esporos. A página do processo diz 48 horas, as fichas de produto 3 a 4 dias. O arroz colonizado é seco e depois moído fino.
• Por que esse desvio: divide a despesa. O autor do protocolo avança que, a partir de 30 g de cultura iniciadora, obtêm-se cerca de 240 kg de arroz koji.
• Semeadura. O pó é espalhado sobre as cerejas dispostas em terreiros suspensos. O exportador escreve preto no branco que é preciso oxigênio para o fungo crescer.
• Fermentação. 36 horas na página do processo, 24 a 72 horas nas fichas de produto. Ambas a qualificam de aeróbica.
• Secagem em dois tempos. Um silo retira primeiro 30 % da umidade, depois os terreiros suspensos terminam em 15 a 25 dias. Outra página descreve 10 dias de sol e depois 2 a 4 dias de secador mecânico, a 38 °C no máximo.
• Estabilização. Vinte dias em sacos GrainPro.

O que isso dá na xícara

O que foi medido, e é pouco. Um único ensaio publicado aplica A. oryzae à cereja num verdadeiro plano comparativo. Cerejas de arábica seguem por via seca. Três modalidades recebem cada uma um inóculo, A. oryzae, Leuconostoc mesenteroides ou Saccharomyces cerevisiae. Uma quarta serve de controle. As três inoculações melhoram a nota. O controle obtém 80,17 ± 1,04 e a melhor, a levedura, 84,00 ± 0,25, com p < 0,05. A nota própria do koji não é legível nas fontes consultadas: ver OMBRE. As três culturas quase dobram o teor de ácido 5-cafeoilquínico do grão e aumentam nitidamente a capacidade antioxidante.

Em instrumental apenas, sem painel. A fermentação em meio sólido de grãos verdes de canephora modifica os açúcares livres, os aminoácidos livres e os ácidos cafeoilquínicos. Após a torra, as pirazinas sobem significativamente para A. oryzae, com diferenças nítidas conforme a cepa. Um Mucor testado em paralelo dá, ao contrário, mais furanos. O fungo escolhido orienta, portanto, o resultado tanto quanto o fato de fermentar.

Um ensaio indiano contorna o fungo e usa apenas sua enzima. Uma carboxipeptidase ácida é extraída de um A. oryzae isolado de polpa de café, depois produzida em farelo de trigo a 35 % de umidade, 30 °C e 100 horas. Aplicada ao café, leva a nota organoléptica interna a 7,5 contra 4,5 para o controle, com pirazinas em alta. Não é uma nota SCA, nem um painel descrito.

Para situar a família, um vizinho que não é koji. Talaromyces funiculosus KQ2 inoculado sobre cereja faz ganhar 1,5 ponto e ultrapassar o limiar dos 80 pontos, com p < 0,01. O artigo atribui esse ganho a um composto preciso, o 1,3-dimetoxibenzeno, e mede 17,11 % de sacarose a mais.

O que é reivindicado, e por quem. Kaapo Paavolainen conta um teste A-B. Um lote koji foi comparado a um natural clássico da mesma variedade, um Red Bourbon, degustado às cegas em quatro países. O koji teria pontuado acima, com mais corpo, mais persistência e uma acidez mais fina. Nem as notas, nem o tamanho do júri, nem o protocolo foram publicados, e é um participante que relata.

Quanto ao ganho numérico, os dois homens não dizem a mesma coisa. Elias Bayter anuncia um a dois pontos. Christopher Feran toma o exemplo de um café de 85 pontos levado a 87, e então inverte o argumento. Segundo ele, uma fazenda que produz 82 ou 83 pontos ganhará menos com o koji do que com uma colheita seletiva, uma seleção mais rigorosa e tanques limpos.

Uma palavra sobre o umami, que o comércio põe em destaque. O exportador o apresenta como o resultado anunciado do processo. Ora, nos ensaios preparatórios, o koji cultivado diretamente sobre o grão verde deu xícaras de caldo, de shoyu e de missô, julgadas fracassadas. Foi a passagem para a cereja que rendeu um perfil de café. O umami é, portanto, antes de tudo o modo de falha de uma via abandonada.

O que dá errado

A temperatura primeiro. Acima de 30 °C o fungo morre. O que resta é um monte quente, úmido e açucarado, entregue à flora selvagem. É o caminho comum para o fermentado (fermento, em espanhol) e para o mofado.

O mofo semeado não é o único presente. O laboratório da Higuchi considerava o ensaio difícil, por causa da velocidade com que a cereja apodrece e da diversidade dos concorrentes, entre eles mofos produtores de aflatoxinas.

A. oryzae não é automaticamente inofensivo, e é o ponto que o comércio nunca diz. As cepas selvagens da espécie têm o potencial de produzir três micotoxinas: as aflatoxinas, o ácido ciclopiazônico e o ácido 3-nitropropiônico. A produção de aflatoxina é geralmente impedida por deleções e mutações no grupo de genes da via. Uma linhagem industrial foi limpa de vez, a da Novozymes, tornada Novonesis. Sua cepa BECh1 perdeu de uma só vez os grupos da aflatoxina e do ácido ciclopiazônico, depois os genes npaA e npaB do ácido 3-nitropropiônico. Nada equivalente é publicado para uma cepa empregada no café.

O nome da espécie não garante nada. A. oryzae e A. flavus compartilham cerca de 99,5 % de seu genoma e só se distinguem por padrões de deleção no grupo de genes da aflatoxina. Separá-los exige uma PCR, e o método publicado em 2025 atinge 92 % de acerto em isolados de nuruk, o fermento coreano. Um trabalho filogenômico sobre 711 genomas de Aspergillus constata, aliás, uma identificação errônea generalizada das cepas. Uma etiqueta não é, portanto, uma prova.

Não existe presunção geral de segurança na Europa para esse fungo. O status QPS não se aplica aos fungos filamentosos: é concedido no nível da espécie apenas a bactérias e a algumas leveduras.

A ocratoxina A, que é a verdadeira questão micotoxicológica do café, não vem do koji. Vem de Aspergillus niger, de A. ochraceus e de A. carbonarius, durante a secagem e o armazenamento. Ora, um lote koji seca em cereja inteira por 15 a 30 dias: é exatamente a janela desses mofos. Em café em pergaminho seco, a produção de ocratoxina A por A. niger aumenta com a duração do armazenamento. O ensaio nota também um efeito contraintuitivo: abaixo de certos limiares, a queda de temperatura e de umidade relativa vem acompanhada de aumento da toxina. A torra degrada 76,4 % dela numa curva de 180 a 208,8 °C em 11,23 minutos. Reduz, não anula.

Os defeitos nomeados do ofício, e sua causa aqui.

• Mofado (mohoso, em espanhol): outro mofo tomou o lugar, quase sempre depois de um desvio de temperatura ou de uma secagem lenta demais.
• Fermentado, ou avinagrado (vinagre, em espanhol): o monte esquentou, os ácidos acético, propiônico e butírico se acumularam.
• Fenólico: assinalado em fermentações longas mal conduzidas, mesmas causas de fundo.
• Caldo, shoyu, umami agressivo: via do grão verde, ou koji deixado crescer por tempo demais.

Por fim, a umidade final. O protocolo publicado visa 12,5 a 13 % e diz ele próprio que não é um valor estável, que ela se esvai depressa e que impõe o vácuo e o frio. Um grão mais úmido armazenado em local quente é um grão que mofa.

Os pontos de referência

• Dose de semeadura, protocolo publicado1 g de esporos por kg de cereja
• Janela de temperatura da massa25 a 30 °C, o fungo morre acima
• Controle durante o crescimentosonda a cada 6 h, revolvimento ao menos a cada 12 h
• Duração da fase de crescimento, protocolo publicado24 a 36 h, fim no véu branco completo
• Secagem em cereja inteira, protocolo publicado20 a 30 dias entre 20 e 30 °C
• Umidade final visada12,5 a 13 %, valor instável, vácuo e frio obrigatórios
• Micotoxinas potenciais de A. oryzae selvagem3 (aflatoxinas, ácido ciclopiazônico, ácido 3-nitropropiônico)
• Degradação da ocratoxina A na torra76,4 % de 180 a 208,8 °C em 11,23 min