4. Cà phê xanh (nhân)
Cà phê nhân với những đặc tính của nó là nền tảng cho quá trình rang. Điều kiện tiên quyết cho chất lượng cuối cùng cụ thể của cà phê là sự tương tác thích hợp giữa các loại hoặc hỗn hợp cà phê nhân được sử dụng và quy trình rang.
Việc trồng cà phê phụ thuộc rất nhiều vào hoàn cảnh địa lý và khí hậu. Thành phần đất và độ cao cũng như nhiệt độ, điều kiện ánh sáng và lượng mưa góp phần tạo nên năng suất và đặc tính chất lượng của cà phê. Hơn nữa, năng suất và chất lượng bị ảnh hưởng đáng kể bởi các biện pháp được thực hiện trên đồn điền liên quan đến bảo vệ và chăm sóc cây trồng.
Các mô-đun cơ bản cần thiết cho sự phát triển phải được phối hợp hoàn hảo. Chịu trách nhiệm chung cho sự tăng trưởng và phát triển của thực vật là quá trình quang hợp, nhờ đó carbon dioxide và nước được chuyển đổi thành carbohydrate. Năng lượng cần thiết cho việc này được thực vật lấy từ ánh sáng mặt trời. Trong phản ứng nhiều giai đoạn này, cây sẽ giải phóng oxy. Phương trình sau đây là sự biểu diễn đơn giản của quá trình này.
6C02 + 6H20 + 2.88 MJ ◄–► C6H1206 + 602
carbon dioxide + water + energy ◄ ► carbohydrates + oxygen
Nhiều loại carbohydrate, lipid và protein khác nhau được hình thành sẽ quyết định chất lượng của cà phê. Cùng với quá trình trao đổi chất cơ bản này, sự hình thành các chất thứ cấp diễn ra, ví dụ, có thể không thể thiếu cho sự sống của cây. Trong số các chất thứ cấp hiện diện với số lượng ít nhiều trong cây cà phê là caffeine, trigonelline và axit chlorogen. Ví dụ, caffeine có tác dụng bảo vệ cây cà phê khỏi sự hình thành nấm mốc và đồng thời ngăn chặn sự hình thành độc tố nấm mốc. Người ta cho rằng các axit chlorogen khó chịu giúp cây không bị động vật ăn thịt. Các khoáng chất không thể thiếu làm vật liệu xây dựng, chủ yếu là kali, có trong cà phê xanh, mặc dù số lượng chỉ không đáng kể.
“Carbohydrate” là thuật ngữ chung cho nhiều hợp chất hóa học bao gồm các nguyên tử carbon, hydro và oxy. Carbohydrate được chia thành monosacarit, tức là đường đơn, chẳng hạn như glucose và fructose; oligosacarit như sucrose; và polysaccharides, chẳng hạn như arabinogalactan, cellulose, mannan, tinh bột và pectin.
Tùy theo loại cà phê nhân và diện tích trồng trọt, có thể dự kiến sẽ có các nhóm chất riêng lẻ khác nhau và chất lượng đa dạng tương ứng. Có ba loại cà phê xanh:
• Cà phê Arabica
• Coffea Canephora, hay còn gọi là Robusta
• Cà phê Liberica
Cà phê Liberica ít được đánh giá cao do vị chát và hầu như không có ý nghĩa kinh tế.
Cà phê Arabica là loại cà phê vùng cao được trồng ở độ cao trên 1000 m. Vùng trồng càng cao, quả chín càng chậm và hương vị cà phê càng đậm đà, trọn vẹn. Độ cao của vùng trồng cà phê đồng nghĩa với đẳng cấp của chất lượng cà phê.
Cà phê Robusta được trồng ở vùng có độ cao dưới 1000 m. Cà phê Robusta thường được phân biệt với các loại cà phê Arabica thông qua hình thức và hình thức của hạt cũng như hương vị kém hấp dẫn hơn. Sự trọn vẹn – hay đậm đà – trong cốc, đặc biệt đối với Robusta, là điều hiển nhiên.
Trong các loại cà phê này, các loại cà phê thô khác nhau được phân loại theo quốc gia và/hoặc vùng xuất xứ. Mỗi loại được tạo thành từ các chất riêng biệt cụ thể của riêng nó, điều này có thể dẫn đến những đặc tính khá cụ thể về mùi thơm và hương vị.
Thành phần hóa học của cà phê nhân Arabica rất cụ thể (Hình l) và cà phê nhân Robusta (Hình 2) rất cụ thể được mô tả trong biểu đồ hình tròn tính theo % chất khô.
Tổng lượng carbohydrate chiếm hơn một nửa tổng số chất cấu thành. Điều đáng chú ý là tỷ lệ khác nhau của lipid, axit chlorogen và caffeine trong cà phê xanh Arabica và Robusta. So với các loại cà phê Robusta, cà phê Arabica có tỷ lệ lipid cao hơn với 16,2% so với 10% và với 6,5% so với 10%, ít axit chlorogen hơn. Hàm lượng caffeine 1,2% của cà phê Arabica thấp hơn đáng kể so với 2,2% của cà phê Robusta. Ở mức 8%, hàm lượng sucrose của các loại Arabica cao hơn đáng kể so với 4% của Robusta.
Trong bộ phận R&D của PROBAT-WERKE, tỷ lệ phần trăm hàm lượng sau đây đã được phân tích trong cà phê nhân cho cả hai loại cà phê.
cà phê Arabica cà phê Robusta
Lipid (chất béo) 13,0 – 17,0% 7,0 – 10,0%
Axit clo hóa 5,8 – 7,7% 6,8 – 10,0%
Caffeine 1,0 – 1,7% 2,2 – 3,4%
Việc chuẩn bị hạt cà phê để vận chuyển và bảo quản cũng ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm. Hai phương pháp được biết đến: chế biến khô và chế biến ướt. Quá trình chế biến khô hoặc tự nhiên được áp dụng chủ yếu ở những vùng có năng suất cao và điều kiện khí hậu phù hợp, chẳng hạn như Brazil. Ở những vùng có quá ít nắng, tiến hành xử lý ướt. Hạt cà phê chế biến ướt được gọi là “nhẹ” trong thương mại quốc tế. Những loại cà phê được rửa sạch này có tỷ lệ axit lớn hơn, dễ chịu hơn so với cà phê được chế biến khô. Các loại Robusta chủ yếu được chế biến khô.
Thành Phần Hóa Học Trong Cà Phê Nhân Arabica Và Robusta
Hàm lượng nước của hạt cà phê xanh là khoảng. 8% đến 13%, thông thường là từ 10% đến 12%. Ở hàm lượng nước trên 13,5%, đậu có nguy cơ bị mốc hoặc mốc. Hơn nữa, ở độ ẩm cao hơn, quá trình lên men tiếp theo có thể diễn ra.
Giới hạn nấm mốc nằm ở độ ẩm không khí tương đối là 75%. Với hàm lượng nước cà phê xanh khoảng. 13,5% và độ ẩm không khí tương đối là 75%, cả hai đều cân bằng. Sự trao đổi độ ẩm giữa hạt cà phê và không khí xung quanh sẽ không còn diễn ra nữa. Mối quan hệ giữa hàm lượng nước trong cà phê thô và độ ẩm tương đối của khí quyển phát sinh từ đường đẳng nhiệt hấp phụ ở nhiệt độ 20°C (Hình 3).
Đường đẳng Nhiệt Hấp Phụ Của Hạt Cà Phê Thô (20°C)
Chất lượng cà phê nhân được đánh giá theo hình thức, kích thước, tính đối xứng của hạt, màu sắc, độ sừng, vỏ, vết cắt, độ bóng, độ mịn bề mặt hạt, tỷ lệ hạt hỏng, các yếu tố lạ và mùi.
Một mặt, sự tiến hóa và mặt khác là kiến thức hàng thế kỷ được tích lũy bởi những người trồng cà phê đã dẫn đến chất lượng hạt cà phê ngày nay. Cho đến nay, thiên nhiên, với sự hỗ trợ của con người, đã có thể cho phép quá trình chín của hạt cà phê diễn ra mà không bị xáo trộn. Kết quả là sự đa dạng về chủng loại và tăng sức đề kháng của cây cà phê.
Tất nhiên, bằng cách điều chỉnh hoàn cảnh tự nhiên, một số đặc điểm hoặc chức năng nhất định của cây và do đó thành phần hóa học của hạt cà phê có thể bị thay đổi. Nghiên cứu khoa học và công nghệ gen nói riêng hiện nay hầu như không có bất kỳ hạn chế nào. Để tham gia vào cuộc thảo luận về việc liệu cà phê biến đổi gen có mang lại lợi ích hay bất lợi về mặt kinh tế hay chất lượng hay không, liệu các loại cà phê biến đổi gen có tồn tại lâu dài hay không và những gì được mong đợi ở chúng sẽ vượt quá giới hạn của cuốn sách này. Thực tế của vấn đề là thành phần của từng chất, dù được để tự nhiên hay được xử lý, đều ảnh hưởng đến các hợp chất thơm tạo ra từ quá trình rang.
Cần nhấn mạnh ở đây rằng mặc dù cà phê đã được xử lý và trải qua một chuỗi quy trình với các trạm khác nhau nhưng về nguyên tắc không có chất hóa học lạ nào được thêm vào. Những gì chúng ta biết đến như đồ uống cà phê hoàn toàn dựa trên các chất có trong hạt cà phê. Mọi quá trình hóa học trong quá trình xử lý đều phụ thuộc vào những gì thiên nhiên đã ban tặng cho hạt cà phê thô. Chỉ có điều này sẽ được đề cập trong chương này. Khả năng thêm hương vị nhân tạo vào cà phê hoặc xử lý trước cà phê thô như! ví dụ, việc khử caffein hoặc hấp sẽ chỉ được đề cập ở phần ngoại vi ở đây và sẽ không được xem xét kỹ hơn trong phần xem xét tiếp theo về các phản ứng hóa học trong quá trình rang.
Mặc dù một số chất kích thích đã có trong cà phê xanh, nhưng sản phẩm có mùi gỗ hoặc mùi “cỏ” và mùi mốc, trông nhợt nhạt không ngon miệng ở dạng thô. Các chất cơ bản cần thiết để tạo ra đồ uống từ cà phê nhân, mặc dù có sẵn, nhưng cần quá trình rang để phát triển, giải phóng chúng theo cách mong muốn.
