Thành phần hóa học của cà phê nhân xanh

Cấu trúc

Mỗi hạt cà phê nhân xanh cấu thành từ hàng triệu khoang với thành tạo từ cellulose mà chúng ta có thể thể quan sát lát qua cắt ngang ở độ phóng to 750x (xem hình). Khi rang cà phê, CO2 và hơi nước sẽ di chuyển ra thành khoang và tạo áp lực khiến cho thành khoang giãn nở ra. Mặc dù thành cellulose không góp phần tạo ra hương nhưng đóng vai trò quan trọng trong việc giữ lại những hợp chất thơm dễ bay hơi mà tạo nên hương khi chúng ta xay, chiết xuất cà phê. Thành cellulose khi xay và pha chế sẽ tạo nên độ dày, mỏng khi đánh giá body của cà phê. 

Độ Ẩm (Moisture Content)

Trong điều kiện lý tưởng, thì nước chiếm 10.5%-11.5% khối lượng của cà phê nhân xanh. Nếu độ ẩm quá thấp, màu hạt sẽ nhạt và bạn sẽ nghe mùi vị rơm rạ, người thợ rang cần cẩn thận khi chọn nhiệt độ rang thấp ở mức vừa phải để tránh việc rang quá nhanh. Nếu độ ẩm quá cao (hơn 12%), nhân xanh sẽ rất dễ mốc, 

bạn sẽ dể cảm nhận được vị cỏ xanh. Bởi vì nước làm chậm quá trình truyền nhiệt trong nhân nên cần nhiều nhiệt hơn để làm khô trong quá trình rang, điều này gây ra việc tiêu thụ nhiều năng lượng, tốn nhiều thời gian hơn cho những mẻ cà độ ẩm cao.

Đường (Sugar)

Đường chủ yếu là Sucrose, chiếm 6-9% trọng lượng của hạt cà phê nhân xanh tạo nên vị ngọt của ly cà phê. Trong quá trình rang, Sucrose cũng góp phần quan trọng trong việc phát triển Acetic acidity trong giai đoạn caramel hóa (caramelization).

Chất Béo (Lipids)

Chủ yếu là chất béo trung tính, chiếm 16% trọng lượng của hạt cà phê nhân xanh. Mặc dù chất béo không tan trong nước nhưng có thể được trích xuất lúc pha chế ở những phương pháp không dùng giấy lọc, như phin, espresso. Lipids tạo vị béo tạo cảm giác ngon miệng khi hưởng thức cà phê cũng nhưng giúp lưu giữ hương thơm (aroma) của hạt cà phê rang xay. Bên cạnh đó, Lipids rất dễ bị Oxy hóa tạo nên vị không mong muốn cũng là một thách thức lớn với việc bảo quản cà phê rang xay.

Chất Đạm (Proteins)

Proteins và các acid amin tự do (amino acids) chiếm từ 10-13% trọng lượng của hạt cà phê nhân xanh. Acid amin tự do và đường khử tương tác với nhau trong quá trình rang tạo nên màu nâu được gọi là phản ứng Maillard. Những phản ứng này tạo ra Glycosylamines và Melanoidins tạo nên vị ngọt với hậu vị đắng, mùi bánh nướng, thịt nướng.

Alkaloids; Caffeine and Trigonelline

Caffeine and Trigonelline chiếm 2% trọng lượng cà phê nhân xanh góp phần chính tạo nên vị đắng và tính kích thích của cà phê. Trong đó, Caffeine đóng góp 10% vị đắng và phần lớn tính kích thích của cà phê. Cây tạo ra Caffeine nhằm bảo vệ chống lại côn trùng, cây cà phê trồng ở độ cao cao hơn khắc nghiệt hơn nên có ít côn trùng sẽ tạo ra hạt cà phê có ít Caffeine hơn. 

Trigonelline là chất đóng góp lớn nhất vào vị đắng của ly cà phê, tạo ra rất nhiều hợp chất thơm và phân hủy thành Pyridines and Nicotinic acids trong quá trình rang. Nicotinic Acid được biết với tên Vitamin B, chiếm 20-80ml (tùy mức độ rang) trong tách cà phê 200g.

Acid Hữu Cơ (Organic acids)

Các acid hữu cơ chủ yếu là Chlorogenic (CGA), chiếm khoảng 7-10% khối lượng hạt cà phê nhân xanh. CGA góp phần tạo nên mức acidity, chua, đắng. Hạt Robusta chứa lượng CGA lớn tạo nên vị đắng cao phổ biến. CGA giúp cà phê cũng như người uống chống lại sự Oxy hóa. Các acid hữu cơ khác có thể kể đến như: Citric, Quinic, Caffeic, Malic, Acetic, Formic.

Gas và các hợp chất thơm

Các hợp chất thơm dễ bay hơi tạo nên hương của cà phê, mặc dù có khoảng 200 hợp chất dễ bay hơi trong cà phê nhân xanh nhưng sự đóng góp vào ly cà phê thành phẩm là không nhiều mà hầu hết các hợp chất hương thơm được tạo ra từ qua trình rang, đã có hơn 800 hợp chất hương thơm đã được khám phá cho đến thời điểm hiện tại.

Ghi chú: Dữ liệu được nghiên cứu trên hạt cà phê Arabica, thành phần hóa học và lượng có thể khác nhau ở hạt Robusta.

Tham Khảo:

• https://handground.com/grind/an-intuitive-guide-to-coffee-solubles-extraction-and-tds
• https://www.fivesenses.com.au/blog/academics-acid-coffee/#:~:text=Acetic%20acid%20is%20created%20during,can%20create%20some%20great%20complexity.