KIẾN THỨC RANG CÀ PHÊ – CÁC THAY ĐỔI VẬT LÝ VÀ HÓA HỌC TRONG QUÁ TRÌNH RANG CÀ PHÊ

Kiến thức rang cà phê: các thay đổi vật lý và hóa học trong quá trình rang cà phê PHẦN 1:

TẠI SAO CẦN RANG HẠT CÀ PHÊ

Hạt cà phê khi chưa rang (green beans) sẽ chưa tạo ra được mùi (aroma) và vị (taste) của cà phê mà chúng ta thường dùng.

Rang hạt cà phê sẽ tạo ra vô số các thay đổi hóa học, hình thành và phá vỡ hàng nghìn các hợp chất, và sự phát triển của các hương vị tốt đẹp khi hạt được xay và tiếp xúc với nước nóng. Quá trình rang tạo ra rất nhiều hiệu ứng cho hạt cà phê, trong số đó có thể kể đến:

– Thay đổi màu sắc: xanh – vàng – sạm – nâu – đen

– Tăng gần gấp đôi kích cỡ

– Giảm một nửa sự dày đặc của hạt (density)

– Độ ngọt tăng thêm và sau đó là giảm đi

– Tăng tính acid lên rất nhiều

– Phát triển lên đến 800 hợp chất tạo mùi

– Nổ thành tiếng khi hạt giải phóng các khí nén và hơi nước trong hạt

Mục đích của việc rang là tối đa hóa hương vị của các chất hóa học hòa tan của cà phê. Các chất rắn hòa tan tạo nên vị của cà phê, trong khi các hoạt chất bay hơi có mùi thơm và các loại dầu tạo nên mùi hương (aroma) của cà phê. Các chất rắn hòa tan, dầu và các mảnh vỡ của cellulose (xenlulozơ) của hạt tạo nên body. Một điều cơ bản cần lưu ý là cần hái các trái cà phê chín để tối đa hóa độ ngọt và tính acid.

NHỮNG THAY ĐỔI VẬT LÝ TRONG QUÁ TRÌNH RANG

✔ THAY ĐỔI MÀU SẮC

Giai đoạn đầu tiên của quá trình rang được xem là “giai đoạn sấy khô” (drying phase), dù độ ẩm của hạt cà phê sẽ giảm với một tốc độ tương tự nhau trong suốt quá trình rang.

Trong một vài phút đầu tiên của quá trình rang, chất diệp lục (chlorophyll) mất đi làm cho hạt chuyển màu từ xanh sang vàng. Sau đó hạt chuyển dần từ vàng sang sạm đến nâu nhạt, chủ yếu vì phản ứng Maillard.

Ở giai đoạn sau khi mà hạt kế cận First crack, màu nâu sẽ đậm hơn vì phản ứng nâu hóa đường (caramelization). Đối với dark roast, quá trình carbon hóa (carbonization) có thể khiến hạt chuyển sang màu đen.

✔ NHỮNG THAY ĐỔI VỀ KẾT CẤU

Cấu trúc vi mô của hạt cà phê chưa rang (green beans) tương đối dày đặc và có tổ chức, với các loại dầu bao bọc ma trận cellulose. Khi cà phê được rang, sự hình thành hơi nước và khí CO2 làm tăng sức ép/áp lực bên trong hạt, khiến cho kết cấu của hạt được mở rộng (phồng ra, dãn ra).

Một vài phút trước 1st crack, hạt sẽ nở phồng ra đến độ có thể giải phóng được lớp vỏ có màu bạc (silver-colored skin hay còn được gọi là chaff) được cuộn vào bên trong lõi của hạt. Khi cellulose của hạt không thể dãn ra thêm được nữa, khí và hơi nước thoát ra một cách mãnh liệt từ các khe bên trong hạt và trên bề mặt hạt, từ đó tạo nên tiếng nổ của 1st crack (popping noises).

Người rang cà phê Specialty thường muốn tạo nên light hoặc medium roast sẽ thường dừng rang ở giai đoạn giữa của lúc kết thúc của 1st crack và bắt đầu của 2nd crack. Sau 1st crack, sự tạo khí vẫn tiếp diễn, tái tạo sức ép ở bên trong hạt.

Trong khi đó, kết cấu của hạt sẽ trở nên giòn hơn, chuẩn bị đến giai đoạn 2nd crack. Nguyên nhân chính tạo nên 1st crack là áp lực của hơi nước, còn của 2nd crack là sự tích lũy của khí CO2. Ngay 2nd crack, dầu sẽ chảy lên bề mặt của hạt và đây là tín hiệu của dark roast.

✔ ĐỘ ẨM VÀ KHỐI LƯỢNG

Nước chiếm khoảng 10 đến 12% cà phê nhân đã qua chế biến và sấy khô, nhưng sau khi rang giảm độ ẩm giảm xuống dưới 5%

Mất độ ẩm và biến đổi một số chất khô thành chất khí là lý do tại sao cà phê nhân có khối lượng tổng thể giảm sau khi rang, trung bình mất khoảng 12 đến 20% trọng lượng của chúng sau khi rang

✔ DẦU VÀ ĐỘ XỐP

Hạt cà phê có chứa dầu (lipit). Trong quá trình rang, áp suất bên trong cao làm cho các hợp chất này di chuyển từ trung tâm tế bào ra phía bề mặt của hạt.

Các lipit giúp giữ các hợp chất dễ bay hơi bên trong tế bào. Các hợp chất dễ bay hơi là các hóa chất có áp suất hơi cao ở nhiệt độ phòng, một số trong đó rất cần thiết để tạo ra hương vị và mùi thơm của cà phê. Không có dầu, chúng có thể phân tán.

Những phát triển này đi theo một cách nào đó để giải thích tại sao một loại cà phê rang đậm có vị khác với cà phê rang nhạt, nhưng cũng có những biến đổi hóa học quan trọng ảnh hưởng đến Roast Profile cuối cùng. Vật chất bên trong đẩy ra các thành tế bào, để lại một khoảng trống chứa đầy khí ở trung tâm. Điều này có nghĩa là cà phê rang mở rộng về kích thước nhưng lại giảm về khối lượng. Rang cũng làm tăng độ xốp, làm cho hạt cà phê ít dày đặc hơn và hòa tan nhiều hơn.

(Kiến Thức Chuyên Ngành Cà Phê)