Đo màu hạt bằng thiết bị, phổ biến nhất là máy của hãng Agtron và thang số đi kèm, là cách nhiều nhà rang dùng để kiểm soát độ rang bằng con số thay vì bằng mắt. Con số màu hữu ích, nhưng nó mô tả bề mặt được chiếu sáng của mẫu. Độ chín của hạt cà phê còn nằm ở phần bên trong, nơi nhiệt đến muộn hơn. Hai đại lượng này liên quan với nhau, nhưng không phải là một.
Thang đo màu cho biết gì
Các máy đo màu cà phê chiếu ánh sáng vào mẫu và đo lượng ánh sáng phản xạ lại. Trên thang Agtron, số càng cao thì hạt càng sáng, tức rang càng nhạt (Mott, 2021). Ưu điểm của cách đo này là khách quan và lặp lại được hơn so với nhìn bằng mắt.
Nghiên cứu năm 2025 của nhóm Trung tâm Cà phê UC Davis cho thấy màu hạt trong quá trình rang đi theo một đường cong chung trong không gian màu L*a*b*, bất kể đường rang hay xuất xứ hạt, và các mốc như đổi màu, nổ lần 1, nổ lần 2 đều ứng với giá trị màu gần như giống nhau. Nhóm tác giả cho rằng kết quả này có thể giúp định lượng các chuẩn độ rang trong ngành (Anokye-Bempah và cộng sự, 2025). Cùng nghiên cứu cũng ghi nhận tốc độ đổi màu thay đổi theo đường rang, nên màu đạt được không cho biết hạt đã đến đó bằng con đường nào.
Vỏ và lõi không nóng cùng lúc
Trong máy rang, nhiệt đi từ khí nóng tới bề mặt hạt, sau đó mới dẫn dần vào tâm. Mô hình số của Fabbri và cộng sự (2011) mô tả đúng cơ chế đó: truyền nhiệt đối lưu từ không khí tới bề mặt, rồi dẫn nhiệt từ bề mặt vào trong, với chênh lệch nhiệt và ẩm lớn nhất ở vùng gần bề mặt. Nhiệt độ tâm hạt trong nghiên cứu này được kiểm chứng bằng cách cắm cặp nhiệt điện trực tiếp vào hạt.
Một mô hình gần đây hơn tính số Biot, đại lượng so sánh sức cản nhiệt bên trong vật với sức cản ở bề mặt, và thấy giá trị đủ lớn để kết luận rằng sức cản dẫn nhiệt bên trong hạt cà phê là đáng kể (Bustos-Vanegas và cộng sự, 2025). Nói đơn giản, bên trong hạt nóng chậm hơn bên ngoài, và khi rang càng nhanh thì khoảng chênh đó càng dễ lớn lên.
Hệ quả thực tế: một mẻ rang nhanh có thể có màu bề mặt đạt mục tiêu trong khi phần lõi phát triển chưa tương ứng. Trong sản xuất, không thể cắm cảm biến vào tâm từng hạt, nên người rang phải suy ra độ chín bên trong từ các chỉ số gián tiếp.
Đo nguyên hạt và đo bột
Một chỉ số gián tiếp như vậy là so sánh màu nguyên hạt với màu bột xay. Scott Rao (2024) đo cả hai: số đo trên bột phản ánh cả phần bên trong và được xem là tin cậy hơn, vì số đo nguyên hạt bị ảnh hưởng bởi bề mặt cong của hạt, hướng của rãnh hạt so với ống kính và lượng vỏ lụa còn bám. Khoảng chênh giữa hai số cho người rang biết mức phát triển bên ngoài và bên trong đang cách nhau bao xa, và có thể điều chỉnh đường rang để thu hẹp hoặc giữ khoảng chênh đó.
Cũng theo Rao, bản thân quy trình chuẩn bị mẫu làm số đo thay đổi đáng kể. Cỡ xay của mẫu cần cố định, mặt mẫu cần được nén phẳng, tỷ lệ hạt non (loại hạt lên màu kém, sáng hơn hẳn phần còn lại) cần được chuẩn hoá, thiết bị cần hiệu chuẩn trước mỗi phiên, và nên đối chiếu màu với tỷ lệ hao hụt khối lượng để hai chỉ số kiểm tra chéo nhau.
Cùng màu vẫn có thể khác vị
Ngay cả khi màu bột giống nhau, lịch sử nhiệt khác nhau vẫn cho ra hồ sơ hương khác nhau. Các thí nghiệm rang tới cùng độ sáng bằng tổ hợp nhiệt cao, thời gian ngắn và nhiệt thấp, thời gian dài cho thấy khác biệt rõ về tính chất vật lý và động học hình thành hợp chất thơm (Baggenstoss và cộng sự, 2008). Màu là điều kiện cần để hai mẻ giống nhau, chưa phải điều kiện đủ.
Đọc con số màu từ nhà cung cấp
Khi một nhà cung cấp đưa ra chỉ số màu cho lô hàng, con số đó chỉ có ý nghĩa đầy đủ khi đi kèm cách đo. Những điều nên làm rõ: số đo trên nguyên hạt hay trên bột, dùng thiết bị gì và chuẩn bị mẫu thế nào, có kèm tỷ lệ hao hụt khối lượng và đường nhiệt của mẻ không. Hai con số màu từ hai thiết bị hoặc hai quy trình mẫu khác nhau không thể đặt cạnh nhau để so sánh trực tiếp.
Nguồn tham khảo
- Anokye-Bempah L., Styczynski T., Ristenpart W. D., Donis-González I. R. (2025). A universal color curve for roasted arabica coffee. Scientific Reports. doi:10.1038/s41598-025-06601-w
- Fabbri A., Cevoli C., Alessandrini L., Romani S. (2011). Numerical modeling of heat and mass transfer during coffee roasting process. Journal of Food Engineering, 105, 264–269. doi:10.1016/j.jfoodeng.2011.02.030
- Bustos-Vanegas J. D., Martins M. A., Corrêa P. C., Baptestini F. M., de Oliveira G. H. H. (2025). Modeling and simulation of coffee bean heating during roasting: effect of heat generation. Frontiers in Food Science and Technology. doi:10.3389/frfst.2025.1603783
- Rao S. (24/10/2024). Color Measurement: Best Practices. scottrao.com
- Baggenstoss J., Poisson L., Kaegi R., Perren R., Escher F. (2008). Coffee roasting and aroma formation: application of different time-temperature conditions. Journal of Agricultural and Food Chemistry. doi:10.1021/jf800327j
- Mott J. (20/09/2021). How can you ensure batch-to-batch consistency when roasting coffee? Perfect Daily Grind. perfectdailygrind.com
- Ảnh đại diện: Mark Daynes / Unsplash, dùng theo Giấy phép Unsplash. Xem ảnh gốc
