Có rất nhiều thứ đóng góp cho hương vị cà phê: sự đa dạng, cấu hình rang, công thức pha cà phê, phương pháp chế biến. Tuy nhiên, khi bạn bắt đầu phá vỡ nó, hồ sơ hương vị cà phê thực sự là kết quả của một thứ – hợp chất hóa học.
Cách chúng ta rang cà phê, loại cà phê chúng ta có, độ cao mà nó được trồng, tất cả đều có tác động đến các hợp chất này. Nhưng nếu chúng ta muốn thực sự tối ưu hóa hồ sơ của cà phê, chúng ta cần hiểu về khoa học đằng sau nó. (Điều này đặc biệt đúng đối với các nhà rang xay, vì công việc của bạn là điều khiển nhiệt để kiểm soát một số phản ứng hóa học.)
Hương vị: Một vấn đề hóa học
Hương thơm, hương vị, dư vị, độ axit và cơ thể: tất cả năm thuộc tính này là một phản ứng với các hợp chất hóa học khác nhau. Trên bàn thử nếm, chúng tôi phân tích chúng bằng các giác quan của mình – nhưng các phản ứng hóa học vẫn diễn ra. Chúng tôi đánh giá mùi thơm nguyên bản, tiếp theo là mùi thơm khi chúng tôi phá vỡ lớp vỏ, tiếp theo là hương vị. Ở các giai đoạn khác nhau, các phân tử sẽ khác nhau.
Là một người chuyên đánh giá chất lượng cafe, tôi thích quá trình pha cà phê. Nhưng là một nhà khoa học, tôi cũng nhìn trực tiếp vào các hợp chất hóa học và cách chúng tương tác. Có nhiều hợp chất không bay hơi có ảnh hưởng đến hương vị và chất lượng, từ carbohydrate đến caffeine. Lượng này sẽ thay đổi tùy theo chất lượng của cà phê xanh – nhưng hãy nhớ rằng thành phần hóa học của hạt cafe xanh hoàn toàn khác với hạt cà phê rang.
Và điều này đưa tôi đến các hợp chất dễ bay hơi: chúng hầu hết được tạo ra bởi các biến đổi hóa học trong quá trình rang. Chúng rất cần thiết trong việc xác định chất lượng của cà phê.
Một số hợp chất không bay hơi bạn nên biết
Khi chúng ta nói về các hợp chất không bay hơi, điều quan trọng là làm nổi bật các alcaloid (caffeine và trigonelline), axit chlorogen, axit carboxylic, carbohydrate và polysacarit, lipit, protein, melanoidin và khoáng chất.
Ví dụ, Cafein ảnh hưởng đến sức mạnh cảm nhận, vị đắng và cơ thể của một tách cà phê. Nó hòa tan trong nước. Một alcaloid thiết yếu khác là trigonelline; điều này góp phần tạo nên mùi thơm của cả hạt rang và cà phê pha.
Axit chlorogen: Tôi là một fan hâm mộ lớn của những thứ này. Không phải là nó ngon! Nhưng tôi đã dành một thời gian dài để nghiên cứu chúng.
Điều quan trọng cần biết về axit chlorogen là chúng được hình thành bởi một axit trans-cinnamic (axit caffeic, axit ferulic và axit p-coumaric) và axit quinic. Hãy để tôi giải thích: axit quinic chịu trách nhiệm cho vị đắng và làm se trong cà phê. Và trong quá trình rang, axit chlorogen xuống cấp – có nghĩa là chúng ta nhận thấy sự gia tăng của axit quinic. Đây là một trong những lý do tại sao các món nướng cháy sẫm màu có thể có vị đắng.
Axit hữu cơ: Bây giờ chúng ta đang nói về chủ đề axit tốt. Đây là một thuộc tính quan trọng của chất lượng. Thông thường, nó tương quan với độ ngọt. Một số điều bạn nên biết:
- Cà phê Arabica có tính axit cao hơn Robusta.
- Hàm lượng axit giảm theo quy trình rang (11% đối với hạt xanh nhưng chỉ 6% đối với hạt rang).
- Rang tối làm giảm cả hàm lượng axit và độ axit nhận thấy trong cà phê.
Bây giờ chúng ta hãy xem xét các loại axit: một số axit “nhạy cảm” hơn trong cà phê là citric, malic và chlorogen. Trong khi một số axit bị phân hủy trong quá trình rang (chẳng hạn như chlorogenics), một số khác lại tăng nồng độ – như formic, acetic, lactic, v.v.
Carbonhydrat & Polysacarit: Một số polysacarit – một dạng carbohydrate – bạn nên biết là arabinogalactans, mannans và cellulose. Những hợp chất thú vị này đóng một vai trò thiết yếu trong việc giữ lại các hợp chất dễ bay hơi trong cà phê, cũng góp phần tạo nên mùi thơm. Và về mặt hương vị, các phân tử này cũng chịu trách nhiệm về độ nhớt của đồ uống. Hơn thế nữa, những cái nhỏ hơn – glucose và fructose – góp phần tạo nên vị ngọt của cà phê.
Lipid đóng góp vào kết cấu của cà phê pha. Chúng được chiết xuất từ hạt cà phê và trong espresso, là thứ tạo ra crema. Quá trình rang không thực sự ảnh hưởng đến mức độ hàm lượng của chúng. Nhưng khi trong máy rang, dầu di chuyển đến bề mặt hạt (giữ các hợp chất dễ bay hơi bên trong).
Cuối cùng, chúng tôi đạt đến melanoidins. Đây là một sản phẩm của các phản ứng Maillard: phản ứng giữa các axit amin và nhóm carboxyl làm giảm đường. Chúng là các phân tử lớn tạo ra màu nâu trong hạt cafe và thêm vào kết cấu của sự pha chế. Điều này có nghĩa là hàm lượng axit amin của cà phê có liên quan mật thiết đến chất lượng của nó. Càng nhiều axit amin, càng nhiều phản ứng và càng nhiều melanoidin.
Tuy nhiên, xin lưu ý rằng màu nâu của cà phê không chỉ do melanoidin gây ra. Đó cũng là kết quả của quá trình caramel hóa đường. Và điều này đưa chúng ta vào các hợp chất dễ bay hơi.
Hợp chất dễ bay hơi là gì?
Bây giờ chúng ta đến chủ đề thú vị nhất của tất cả: chất bay hơi trong cà phê. Có rất nhiều, rất nhiều hợp chất dễ bay hơi trong cà phê. Và như tôi đã nói trước đây, chúng là một yếu tố quyết định thiết yếu của chất lượng cà phê.
Các hợp chất dễ bay hơi chủ yếu được tạo ra bởi các biến đổi hóa học trong quá trình rang – nhưng điều đó không có nghĩa là chất lượng hạt xanh không liên quan gì đến chúng. Các hợp chất dễ bay hơi đặc trưng cho các giống cà phê, kỹ thuật chế biến của nông dân và nguồn gốc địa lý của cà phê .
Chúng ta có thể dễ dàng nói rằng có hơn 1.000 hợp chất bay hơi trong cà phê sau khi rang. Tuy nhiên, chỉ một số ít trong số này đóng góp vào mùi thơm nhận thức. Một số nhà nghiên cứu cho rằng có khoảng 20-30 chất bay hơi riêng lẻ đang hoạt động trong đồ uống của chúng tôi. Khi phân tích mùi thơm, chúng ta nên nhớ rằng có lẽ nó liên quan chặt chẽ hơn với số lượng của một hợp chất duy nhất, cộng với sự hợp lực của nó giữa các hợp chất khác và ngưỡng của họ, so với tất cả 1.000 hợp chất. (Ngưỡng có nghĩa là số lượng tối thiểu của một hóa chất mà mũi người nhạy cảm).
Phản ứng hóa học tạo ra hợp chất dễ bay hơi
Vì vậy, hãy xem các phản ứng hóa học dẫn đến các hợp chất dễ bay hơi này. Các phản ứng hóa học chính là các phản ứng Maillard (không hóa nâu). Chúng tôi đã xem xét chúng về melanoidin; tuy nhiên, chúng cũng tạo ra các hợp chất dị vòng chứa nitơ và lưu huỳnh.
Một phản ứng quan trọng khác cần lưu ý là sự thoái biến axit phenolic. Đây là một sự thoái biến của axit chlorogen (hãy nhớ những chất từ phần trên các hợp chất không bay hơi?) Để tạo thành axit caffeic (hoặc một loại axit trans-cinnamic khác), lacton và axit quinic. Những hợp chất này góp phần vào vị đắng và làm se trong cà phê pha.
Suy thoái Strecker là một phản ứng quan trọng khác. Nó xảy ra chủ yếu trong giai đoạn phát triển của rang cà phê và đề cập đến sự phân hủy các axit amin trong aldehyd và ketone (tốt cho mùi thơm).
Và thành thật mà nói, có ít nhất bảy phản ứng mà chúng ta có thể nói về trong quá trình rang – nhưng đó là một chủ đề cho một bài viết khác. Trong tâm trí tôi, giai đoạn rang giống như một bữa tiệc hóa học lớn xảy ra bên trong hạt cafe xanh. Có quá nhiều thứ đang diễn ra.
Hợp chất cụ thể, ghi chú hương vị cụ thể
Các hợp chất dễ bay hơi bao gồm những thứ như hydrocarbon, rượu, aldehyt, xeton, axit cacboxylic, este, pyrazines, pyrroles, pyridines, furan, furanones, phenol, và nhiều hơn nữa.
Và trong khi những cái tên này nghe có vẻ rất khoa học và có lẽ có một chút đáng sợ, tất cả chúng có thể được truy tìm đến các thuộc tính cà phê cụ thể.
Bạn đã sử dụng bộ hương thơm Le Nez du Café chưa? Nó chứa 36 mùi hương mà bạn có thể sử dụng để rèn luyện các kỹ năng cảm giác của mình. Một trong những món ưa thích của tôi là quả mơ (số 16): một mùi hương trái cây tươi mát. Thông thường, hương hoa và trái cây là kết quả của ketone và aldehyd. Và nếu bạn tìm kiếm các đặc điểm của số 16 trong cuốn sách đi kèm với bộ Le Nez du Café, bạn sẽ thấy rằng mùi hương này có liên quan đến Benzaldehyd – một aldehyd. Tuyệt vời!
Furan và furanones là những gì thường khiến chúng ta cảm nhận được caramel và ghi chú cà phê rang. Pyrazine có thể liên quan đến ghi chú của các loại hạt và cà phê rang. Và tất nhiên, số lượng và tương tác của một số hợp chất khác có thể tạo ra các ghi chú tiêu cực: các phân tử guaiacol (hợp chất phenolic) chịu trách nhiệm cho các ghi chú phenolic và bị cháy.
Tôi xin lỗi, các độc giả, nhưng thế giới này mà tôi đã bắt đầu khám phá dường như không có bất kỳ ranh giới nào. Bài viết này chỉ là một giới thiệu về những điều kỳ diệu của hóa học cà phê: có rất nhiều thứ để tìm hiểu. Vì vậy, hãy bắt đầu nói về nó cùng nhau, cho dù qua một cuốn sách khoa học hay đơn giản là một tách cà phê.
Bởi vì trong khi tất cả đi vào cõi sâu sắc và phức tạp của khoa học, chúng ta luôn có thể nếm những hợp chất này trong cốc.
