Hạt cà phê nhân xanh gần như không có mùi caramel, mùi hạt dẻ hay mùi bánh nướng. Những mùi này được tạo ra trong máy rang, khi nhiệt làm các thành phần có sẵn trong hạt như đường, axit amin, protein phản ứng với nhau hoặc tự phân huỷ. Hai nhóm phản ứng thường được nhắc tới nhất là phản ứng Maillard và caramel hoá. Hiểu chúng giúp giải thích vì sao vị ngọt hậu của một mẻ rang phụ thuộc vào thời điểm dừng rang.
Hai phản ứng khác nhau ở đâu
Phản ứng Maillard xảy ra giữa đường và các hợp chất chứa nhóm amin, như axit amin, peptide, protein. Caramel hoá là quá trình đường bị phân huỷ dưới tác dụng của nhiệt mà không cần hợp chất amin tham gia. Trong hạt cà phê, hai quá trình diễn ra đan xen, cùng với phân huỷ Strecker, một phản ứng đi kèm Maillard trong đó axit amin bị phân huỷ và tạo ra các hợp chất thơm.
Bài tổng quan về hương vị cà phê của Seninde và Chambers (2020) mô tả vai trò của từng nhóm: một phần axit amin và peptide đi vào phân huỷ Strecker, phần axit amin khác cùng với sucrose tham gia phản ứng Maillard, làm màu hạt chuyển từ nâu nhạt tới gần đen.
Diễn biến theo nhiệt độ hạt
Cũng theo tổng quan của Seninde và Chambers (2020), tổng hợp từ các nghiên cứu trước đó, sucrose trong hạt bắt đầu caramel hoá khi nhiệt độ bên trong hạt đạt khoảng 130 °C, làm hạt ngả màu vàng. Khi nhiệt độ hạt vượt khoảng 160 °C, hạt chuyển nâu nhạt và nở to. Quanh mức khoảng 190 °C, các phản ứng thu nhiệt và toả nhiệt tạo ra phần lớn hương vị. Các mốc này là giá trị gần đúng được trích trong tổng quan, và trên thực tế còn thay đổi theo loại hạt, độ ẩm và cách rang.
Schenker và cộng sự (2002) ghi nhận phần lớn hợp chất thơm tăng mạnh nhất ở giai đoạn giữa của quá trình mất nước, khi độ ẩm của hạt giảm từ khoảng 7% xuống 2% tính trên khối lượng ướt. Nói cách khác, phần lớn hương được hình thành trong một khoảng tương đối hẹp của mẻ rang.
Từ phản ứng tới mùi vị trong tách
Seninde và Chambers (2020) tổng hợp mối liên hệ giữa các nhóm hợp chất và mùi vị. Phản ứng Maillard giữa trigonelline, protein và đường tạo ra pyridine, pyrrole và pyrazine, những chất tạo mùi hạt dẻ, mùi rang, mùi nướng. Carbohydrate, gồm cả polysaccharide hoà tan, bị phân huỷ khi rang để tạo ra furan, nhóm chất tạo mùi thơm ngọt, mùi caramel và cả mùi khét. Polysaccharide phân tử lớn còn lại trong hạt rang góp phần tạo độ sánh (body).
Tổng quan này cũng nêu cà phê Arabica nhân chứa nhiều sucrose hơn Robusta. Lượng đường ban đầu là một trong những yếu tố giới hạn lượng tiền chất cho các phản ứng tạo mùi ngọt.
Vì sao rang đậm hơn không làm vị caramel rõ hơn
Một suy nghĩ phổ biến là rang càng lâu thì càng “caramel”. Dữ liệu cho thấy điều ngược lại sau một ngưỡng. Moon và Shibamoto (2009) rang cà phê nhân ở bốn mức, từ nhẹ tới rất đậm, và phân tích các hợp chất bay hơi. Các dẫn xuất furfural và furanone, nhóm chất gắn với mùi ngọt và mùi caramel, đạt nồng độ tương đối cao ở mức rang nhẹ rồi giảm khi rang mạnh hơn. Ngược lại, pyridine và pyrrole tăng theo cường độ rang, cùng với phenol và các sản phẩm phân huỷ axit chlorogenic. Theo Seninde và Chambers (2020), caffeine và axit chlorogenic là những thành phần góp phần vào vị đắng của cà phê.
Vì vậy, vị ngọt hậu của một mẻ rang không đến từ việc kéo dài thời gian rang, mà từ việc dừng rang ở điểm các hợp chất thơm ngọt đã hình thành nhưng chưa bị phân huỷ tiếp. Nhóm tác giả kết luận rằng kiểm soát điều kiện rang theo sự hình thành của từng nhóm chất có thể tạo ra cà phê rang có hương vị mong muốn. Ngoài điểm dừng, con đường nhiệt độ theo thời gian để đi tới điểm đó cũng làm hồ sơ hương khác đi, như các thí nghiệm rang tới cùng độ sáng hạt bằng những tổ hợp thời gian và nhiệt độ khác nhau đã cho thấy (Baggenstoss và cộng sự, 2008).
Đọc ghi chú hương vị trên bao bì
Khi một sản phẩm cà phê rang mộc có ghi chú “caramel” hay “hạt dẻ”, các từ này mô tả mùi hình thành trong quá trình rang, không có nghĩa sản phẩm được thêm đường hay hương liệu. Với người mua, câu hỏi hữu ích hơn là mức rang và đường rang của sản phẩm có được giữ ổn định giữa các lô không, vì đó là điều quyết định những mùi này có xuất hiện lặp lại trong tách hay không.
Nguồn tham khảo
- Seninde D. R., Chambers E. (2020). Coffee Flavor: A Review. Beverages, 6(3), 44. doi:10.3390/beverages6030044
- Moon J.-K., Shibamoto T. (2009). Role of roasting conditions in the profile of volatile flavor chemicals formed from coffee beans. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 57, 5823–5831. doi:10.1021/jf901136e
- Schenker S. và cộng sự (2002). Impact of roasting conditions on the formation of aroma compounds in coffee beans. Journal of Food Science. doi:10.1111/j.1365-2621.2002.tb11359.x
- 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
- Ảnh đại diện: Yanapi Senaud / Unsplash, dùng theo Giấy phép Unsplash. Xem ảnh gốc
