NHỮNG THAY ĐỔI THÀNH PHẦN HÓA HỌC KHI RANG CÀ PHÊ

SỰ PHÁT TRIỂN ACID TRONG KHI RANG

Chlorogenic acid (CGA) là loại acid chiếm tỷ lệ cao nhất trong hạt cà phê chưa rang (6- 8%) và cà phê có chứa lượng CGA cao nhất trong các loại cây trồng. CGA tạo nên chất acid và vị đắng của cà phê, và một đóng góp một phần nhỏ tạo nên tác dụng kích thích của cà phê.

Việc rang lâu sẽ phá vỡ CGA, chỉ còn lại 50% đối với light roast và khoảng 20% đối với dark roast. CGA trở thành quinic acids và caffeic acids – 2 hợp chất góp phần phát triển body cho cà phê. Hai loại acid này với liều lượng nhỏ sẽ làm cho cà phê có tính acid cao hơn, tuy nhiêu nếu với liều lượng lớn thì sẽ tạo nên sự chua quá mức. Các acids trong cà phê sẽ đạt đỉnh ở light roast nhẹ và càng giảm dần nếu càng kéo dài thời gian rang.

Citric acids sẽ tạo nên độ chua của cà phê. Với một lượng nhỏ, acetid acid sẽ góp phần tạo nên tính acid của rượu (winey acidity) nhưng nếu quá nhiều sẽ tạo nên sự đắng vị dấm (vinegary bitterness). Malic acid tạo nên tính acid chua của táo. Ngoài ra trong cà phê còn có thể có Phosporic acid, đặc biệt ở cà phê của Kenya.

Nói chung, độ cao của nơi trồng cà phê sẽ quyết định chất lượng của tính acid trong cà phê, và môi trường tự nhiên nói chung, độ ẩm nói riêng, sẽ quyết định loại acid nào có trong loại cà phê đó.

Khi đo độ acid của cà phê bằng chỉ số pH, nếu cà phê có pH thấp sẽ có tính acid cao và ngược lại. Độ acid của cà phê sẽ đạt đỉnh ở 1 st crack và giảm dần đi khi rang thêm. Độ pH của grean beans ở khoảng 5.8 và giảm dần khi rang và đạt mức thấp nhất ở 1 st crack (khi đó độ acid cao nhất) là ở mức 4.8, sau đó tăng đều khi rang thêm (khi đó độ acid giảm). Sucrose ảnh hưởng nhiều đến tính acid và độ ngọt sau khi rang. Sucrose tạo tính acid vì quá trình nâu hóa đường sucrose tạo acetic acid. Sucrose được tìm thấy nhiều hơn ở trái cà phê chín. Sucrose giảm 99% trong dark roast và 87% trong light roast.

SỰ PHÁT TRIỂN MÙI HƯƠNG (AROMA)

Sự hình thành nên các chất bay hơi có mùi thơm diễn ra lúc độ ẩm của hạt giảm xuống dưới 5%. Quá trình nâu hóa đường (Caramelization), phản ứng Maillard và sự giảm amino acids, đường, phenolic acids, chất béo đều góp phần tạo mùi. Caramelization tạo mùi fruity, caramelly, mùi của hạt (nutty), và các hương khác. Maillard tạo ra vị, floral, chocolaty và mùi rang.

Dầu trong cà phê cũng góp phần tạo mùi khi pha chế cà phê. Mùi hương sẽ đạt đỉnh ở giai đoạn light và medium roast. Ở những giai đoạn rang lâu hơn, sự phá hủy mùi sẽ mạnh hơn sự tạo ra mùi, các mùi hương lúc này sẽ có mùi khói và khó chịu hơn. Hạt đã rang sẽ mất mùi dần trong quá trình cất trữ và bảo quản, hạt rang dark roast sẽ mất mùi nhanh hơn light roast vì kết cấu cellulose yếu và xốp hơn.

PHẢN ỨNG MAILLARD VÀ NÂU HÓA ĐƯỜNG (CARAMELIZATION)

Phản ứng Maillard là phản ứng giữa amino acid và đường, tạo nên màu nâu, hương vị đắng-ngọt (bittersweet) và hàng loạt mùi hương của cà phê. Phản ứng Maillard cũng xảy ra ở việc chế biến các món ăn, ví dụ như quá trình làm nâu thịt.

Trong khi rang, nhiệt độ bên trong của hạt cao đủ để làm phần lớn độ ẩm của nó bốc hơi, nhiệt độ tăng nhanh chóng, thúc đẩy phản ứng Maillard. Đây là 1 trong những lý do mùi được hình thành nhiều ở giai đoạn giữa của quá trình rang (mid-roast). Phản ứng Maillard có thể tự duy trì ở mức trên 320o F (160o C).

Không giống Maillard, quá trình nâu hóa đường (Caramelization) là 1 dạng của quá trình phân hủy vì nhiệt (pyrolysis). Quá trình này bắt đầu ở nhiệt độ 340o F (171o C). Quá trình nâu hóa đường làm giảm độ ngọt và tăng vị đắng. Light roast sẽ khiến cà phê ngọt hơn dark roast.

THÀNH PHẦN CAFFEINE

Dark roast không làm giảm lượng caffeine có trong cà phê. Lượng caffeine sẽ không thay đổi và khá ổn định ở nhiệt độ rang cà phê thông thường. Vì cà phê sẽ giảm trọng lượng khi rang nên tỷ lệ caffeine sẽ tăng sau khi rang. Vì vậy, với tất cả điều kiện như nhau, cùng 1 khối lượng cà phê sau khi rang, cà phê rang với dark roast sẽ có hàm lượng caffeine cao hơn light roast.