Mục lục
1. BÍ MẬT CỦA CÀ PHÊ TUYỆT VỜI LÀ NGƯỜI LÀM RA NÓ
Xác định chất lượng cà phê không phải là một nỗ lực đơn giản và một số ấn phẩm nổi tiếng cũng như các chuyên gia về cà phê đã đưa ra nhiều định nghĩa và thảo luận khác nhau về chủ đề này (Illy và Viani, 2005). Tuy nhiên, định nghĩa này vẫn còn khó nắm bắt và với tầm quan trọng ngày càng tăng của cộng đồng cà phê đặc sản, cách tiếp cận hợp lý đối với chất lượng ngày càng trở nên quan trọng. Thật vậy, phong trào cà phê đặc sản có thể được mô tả tốt nhất là cuộc tìm kiếm không khoan nhượng để đạt được chất lượng cao nhất trong tách cà phê.
Mọi chuyện bắt đầu từ 50 năm trước, khi Alfred Peet mở một quán cà phê ở Berkeley, ngày 1 tháng 4 năm 1966 (www.peets.com). Chỉ được một số người đam mê chất lượng chú ý, Alfred Peet có thể được coi là người tiên phong trong phong trào cà phê đặc sản. Mặc dù thuật ngữ “cà phê đặc sản” chưa tồn tại vào thời điểm đó nhưng một cuộc cách mạng đang diễn ra. Cà phê của anh không giống bất cứ thứ gì mà người Mỹ từng nếm trước đây – những mẻ nhỏ và hạt cà phê tươi. Triết lý của ông là phải có khoảng cách ngắn nhất có thể giữa người rang cà phê và khách hàng. Sự mới mẻ là trọng tâm trong tầm nhìn và khái niệm chất lượng của ông. Kể từ đó độ tươi vẫn là trọng tâm của tất cả những người cố gắng mang lại chất lượng cao nhất.
Alfred Peet đã truyền cảm hứng và hướng dẫn những người sáng lập Starbucks. Năm 1971, Jerry Baldwin, Gordon Bowker và Zev Siegl thành lập Starbucks ở Seattle, bán đậu nguyên hạt mới rang cho khách hàng địa phương. Sự tươi mới là động lực chính đối với những người sáng lập Starbucks, giới thiệu với đông đảo công chúng Mỹ hơn về phong trào cà phê đặc sản. Hơn 15 năm sau, vào cuối những năm 80, Nespresso đã tung ra cà phê theo khẩu phần và giới thiệu cà phê chất lượng cao mang dấu ấn cá nhân hóa đến tận nhà của khách hàng châu Âu.
Thuật ngữ cà phê đặc sản được sử dụng lần đầu tiên vào năm 1978 bởi Erna Knutsen (www.scaa.org/?page¼RicArtp1). Cô mô tả “các vùng vi khí hậu địa lý đặc biệt” “tạo ra những hạt cà phê có hương vị độc đáo mà cô gọi là Cà phê Đặc sản”. Ý tưởng về tên gọi cà phê này là tiền đề cơ bản rằng hạt cà phê đặc sản sẽ luôn được chuẩn bị kỹ lưỡng, rang mới và pha đúng cách.
Năm 1982, Hiệp hội Cà phê Đặc sản Hoa Kỳ (SCAA) được thành lập và sau đó vào năm 1998, Hiệp hội Cà phê Đặc sản Châu Âu (SCAE) cũng được thành lập. Năm 1982, Paul Songer xuất bản một bài báo trên Specialty Coffee Chronicles, Bản tin dành cho các thành viên của SCAA có tựa đề “Câu hỏi về sự tươi mới”. Những dòng kết thúc trong bài viết của ông đã đặt độ tươi của cà phê một cách rõ ràng vào trung tâm của phong trào cà phê đặc sản: “Độ tươi của cà phê mà nhà rang xay hoặc nhà bán lẻ bán và phục vụ là sự phản ánh trực tiếp các tiêu chuẩn và khả năng của hoạt động đó. Nó sẽ quyết định khả năng cạnh tranh của một người trên thị trường và khả năng người tiêu dùng trải nghiệm một sản phẩm độc đáo và đáng tìm kiếm. Điểm mấu chốt là hương vị. Đối với cà phê đặc sản, hương vị có nghĩa là sự tươi mới.”
Bên cạnh việc giải quyết sự phát triển của khái niệm độ tươi từ quan điểm của chuyên gia cà phê, cũng cần xem xét ngắn gọn về độ tươi từ quan điểm của người tiêu dùng và điều này có thể đã phát triển như thế nào trong thập kỷ qua. Mặc dù có rất ít công bố về chủ đề này nhưng Peneau (2005) đã khám phá khái niệm về độ tươi của trái cây và rau quả; một số bài học cũng được quan tâm đối với cà phê. Cô kết luận rằng độ tươi “được mô tả rõ nhất bằng mức độ gần gũi với sản phẩm ban đầu, về khoảng cách, thời gian và cách xử lý”. Điều thú vị là, những phủ định (không có thuộc tính tiêu cực) được sử dụng rộng rãi để mô tả độ tươi, trong khi những người ít quen thuộc với nguồn gốc và quá trình chế biến sản phẩm lại sử dụng những phủ định thường xuyên hơn để mô tả độ tươi so với những người quen thuộc hơn với các khía cạnh này của sản phẩm. Ở đây chúng ta sẽ cố gắng phát triển một khái niệm về sự mới mẻ dựa trên những thuộc tính tích cực hơn là xác định sự mới mẻ bằng việc không có những điều tiêu cực. Điều này cũng theo sau sự phát triển của khái niệm chất lượng được đưa ra bởi phong trào cà phê đặc sản vốn ngày càng tập trung vào các đặc tính chất lượng tích cực của tách cà phê thay vì quan niệm không có khuyết tật ở hạt nhân xanh, vốn vẫn là khái niệm chủ đạo về chất lượng trong kinh doanh cà phê ở tổng quan. Điều đáng nói ở đây là quá trình oxy hóa hoặc hương vị bị oxy hóa không phải là một khiếm khuyết nội tại xuất hiện như một thuộc tính trong việc nếm cốc. Tuy nhiên, nó liên quan đến độ tươi vì nó có thể được đưa vào trong quá trình bảo quản và ủ.
Chúng tôi cũng muốn đề cập ở đây rằng khái niệm độ tươi, như sẽ được phát triển và thảo luận trong chương này, đề cập đến độ tươi của cà phê rang, trái ngược với độ tươi của đậu xanh. Trên thực tế, khoảng thời gian cũng như các quá trình hóa học và vật lý làm mất độ tươi của đậu xanh khác với các quá trình xảy ra ở đậu rang. Sau khi cà phê đã được thu hoạch, phân loại và phân loại, nó thường được bảo quản dưới dạng hạt xanh/hạt thô trong một thời gian dài, từ vài tháng đến vài năm. Trong quá trình bảo quản, chất lượng bị giảm rõ rệt, biểu hiện bằng chất lượng cốc bị xẹp (Selmar và cộng sự, 2008; Scheidig và cộng sự, 2007). Kết quả là, các đặc điểm đặc trưng của chứng minh, đặc biệt là các đặc tính của cà phê chất lượng hàng đầu, dần dần giảm đi. Ngược lại với hiện tượng “không rõ ràng” có thể xảy ra trong quá trình bảo quản và chủ yếu do quá trình oxy hóa trong phần lipid (Speer và Ko¨lling-Speer, 2006), nguyên nhân của việc giảm dần chất lượng cốc là vẫn không biết. Sự xuất hiện của các ghi chú liên quan đến bảo quản phần lớn có thể được kiểm soát bằng cách bảo quản cà phê nhân thích hợp, với hai yếu tố quan trọng cần được kiểm soát là độ ẩm và nhiệt độ. Tuy nhiên, cần phải nói rõ rằng chất lượng cốc bị giảm đi ngay cả trong điều kiện bảo quản tối ưu. Mặc dù trong giới buôn bán cà phê thường tuyên bố rằng hạt cà phê xanh có thể để được tới 3 năm (nếu được bảo quản đúng cách), ngày càng nhiều nhà rang xay cà phê đặc sản thừa nhận rằng rang hạt cà phê xanh tươi hơn sẽ có lợi cho chất lượng.
2. ĐO ĐỘ TƯƠI
Kể từ khi phong trào cà phê đặc sản ra đời vào cuối những năm 1960, khái niệm về độ tươi của cà phê rang vẫn là trọng tâm trong nỗ lực của những người yêu thích cà phê đặc sản. Tuy nhiên, mặc dù độ tươi đóng vai trò trung tâm trong cà phê chất lượng cao nhất và trong phong trào cà phê đặc sản nói chung, nhưng có vẻ như phần lớn cuộc thảo luận về độ tươi vẫn xoay quanh quá trình làm thế nào để có thể cung cấp và đảm bảo độ tươi: mới rang, xay trong một vài ngày, chiết xuất ngay và tiêu thụ. Nhưng khi xác định độ tươi là một thuộc tính khách quan và có thể đo lường một cách khoa học của cốc, mọi thứ trở nên kém rõ ràng hơn nhiều. Do đó, mục đích của chương này là đưa ra câu trả lời mang tính định lượng và khoa học cho câu hỏi: Làm thế nào chúng ta có thể đo lường độ tươi?
Bước đầu tiên để đo độ tươi là làm rõ ý nghĩa của độ tươi, tức là hiểu và xác định độ tươi. Trong bối cảnh cà phê, chúng tôi định nghĩa độ tươi là cà phê không làm giảm chất lượng ban đầu của nó. Điểm tham chiếu ban đầu được đề cập ở đây là cà phê vừa được rang. Tuy nhiên, trạng thái ban đầu này của một loại cà phê hoàn toàn tươi không thể được định nghĩa một cách tuyệt đối. Thật vậy, vì cà phê là một sản phẩm nông nghiệp nên trạng thái ban đầu của cà phê tươi phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chẳng hạn như giống cà phê xanh (di truyền), độ cao, khí hậu và thành phần đất của vùng trồng, tập quán nông học và thu hoạch, xử lý sau thu hoạch và bảo quản cà phê nhân (Yeretzian et al., 2002). Điều này dẫn đến hạt cà phê xanh có thành phần hóa học và tính chất vật lý đa dạng. Nói chung, tất cả các yếu tố này dẫn đến việc rang các hạt cà phê xanh rất khác nhau và do đó ảnh hưởng đến các tính chất vật lý và hóa học của cà phê mới rang.
Trong quá trình rang, một loạt các quá trình vật lý và hóa học phức tạp xảy ra trong hạt cà phê (xem thêm Chương 12), dẫn đến sự hình thành các hợp chất thơm cà phê điển hình và các loại khí vô cơ (chủ yếu là carbon dioxide; CO2).
Các đặc tính cảm quan của các hợp chất dễ bay hơi được thể hiện trong Hình 14.1 được mô tả trong Bảng 14.1, cho thấy mùi thơm của chúng có liên quan đến cà phê rang, xay và loại cà phê pha tương ứng, được biểu thị bằng hệ số pha loãng hương vị (FD). Yếu tố FD được giới thiệu bởi Grosch et al. và được định nghĩa là tỷ lệ giữa nồng độ của chất tạo mùi trong dịch chiết ban đầu với nồng độ của nó trong dịch chiết loãng nhất mà mùi vẫn có thể được phát hiện bằng phương pháp sắc ký khí-khứu giác (Blank và cộng sự, 1992; Grosch và cộng sự, 1993). ). Chỉ có 2-furfurylthiol (6) tạo ra mùi thơm giống cà phê ở một khoảng nồng độ nhất định, tất cả các chất tạo mùi khác đều có mùi khác với cà phê. Sau khi quá trình rang hoàn tất, vô số quá trình vật lý và hóa học ngay lập tức bắt đầu, dẫn đến sự biến đổi của cà phê theo thời gian. Quả thực, cà phê mới rang là một sản phẩm rất khó nắm bắt. Trong số nhiều thay đổi xảy ra theo thời gian sau khi rang, có hai thay đổi đặc biệt quan trọng và liên quan đến đặc tính chất lượng của cà phê. Một là (1) sự phát triển của đặc tính mùi thơm và thứ hai là (2) quá trình khử khí của hạt cà phê.
Các hợp chất hương thơm cà phê được chọn lọc đại diện cho các nhóm hóa học khác nhau góp phần tạo nên mùi thơm của cà phê rang và xay.
Chất tạo mùi mạnh được tìm thấy trong cà phê Arabica (Blank và cộng sự, 1992)
Sau khi quá trình rang hoàn tất, đồng hồ bắt đầu đếm ngược cả hai quá trình này. Mặc dù sự tiến triển của cả hai quá trình có thể được đo lường bằng vô số phương pháp với mức độ phức tạp khác nhau, mục đích ở đây là thiết lập các phương pháp tiếp cận chính xác, mạnh mẽ và đơn giản. Mục tiêu là tìm ra một phương pháp thích hợp để theo dõi những thay đổi trong thành phần mùi thơm, tức là sự cân bằng mùi thơm được xác định là tỷ lệ các chất dễ bay hơi có liên quan từ góc độ cảm quan. Những thay đổi này có thể bao gồm việc mất đi một số chất dễ bay hơi nhưng cũng có thể là sự hình thành của những chất khác, điều này có thể dẫn đến thành phần hương thơm bị thay đổi, cuối cùng có thể được coi là thiếu độ tươi. Những thay đổi trong thành phần mùi thơm có thể do nhiều hiện tượng khác nhau, chẳng hạn như:
1.Sự bay hơi: Các phân tử hương dễ bay hơi bị mất đi, mùi thơm cà phê tổng thể nhạt dần trong và phía trên cốc. Điều này có thể được hạn chế bằng cách bảo vệ cà phê bằng bao bì không thấm nước.
- Phản ứng nội tại: Các phân tử hương thơm về bản chất thường không bền khi phản ứng với các hợp chất có tự nhiên trong cà phê, hậu quả là mùi thơm trong cà phê lại nhạt dần. Điều này thực sự không thể tránh khỏi, ngay cả với bao bì tốt nhất, nhưng có thể bị chậm lại khi bảo quản ở nhiệt độ thấp hơn.
- Quá trình oxy hóa: Các hợp chất thơm bị oxy hóa, mùi thơm cà phê nhạt dần và tạo ra các chất bay hơi mới có mùi lạ. Điều này có thể được ngăn chặn bằng cách bảo vệ cà phê khỏi oxy và các quá trình oxy hóa. Cách cà phê được đóng gói (ví dụ: không khí bên trong bao bì) và đặc tính rào cản của vật liệu đóng gói sẽ tạo ra sự khác biệt ở đây.
Nói chung, các quá trình này được tăng tốc khi đậu được xay và khi được bảo quản ở nhiệt độ bảo quản cao.
2.1 Thất thoát khí vô cơ
Trong quá trình rang, hạt cà phê trải qua các biến đổi hóa học lớn, trong đó tạo ra một lượng lớn khí vô cơ, chủ yếu là CO2. Phần lớn lượng khí này vẫn bị giữ lại trong cấu trúc xốp của hạt rang. Khoảng 1-2% trọng lượng của cà phê mới rang có thể là do các khí vô cơ bị giữ lại (không bao gồm nước), trong khi hạt cà phê xanh chưa rang không chứa khí bị bẫy. Những khí này chủ yếu được giải phóng trong quá trình bảo quản, nhưng quá trình này đã bắt đầu trong giai đoạn rang cuối cùng. Cà phê được bảo quản trong một thời gian sẽ có ít khí bị giữ lại hơn và do đó tốc độ thoát khí thấp hơn. Do đó, một cách tiếp cận để đánh giá độ tươi dựa trên việc đo lượng và động học/tốc độ khí (chủ yếu là CO2 và không bao gồm H2O) được giải phóng trong một khoảng thời gian nhất định. Cách tiếp cận được nhóm nghiên cứu do Giáo sư Yeretzian thuộc nhóm Khoa học Ứng dụng Zurich (ZHAW) dẫn đầu thực hiện là đo lường mức giảm trọng lượng của cà phê mới rang như một phương tiện trực tiếp để theo dõi sự mất đi độ tươi theo thời gian, trong khi các nhóm khác lại làm như vậy. áp dụng các phương pháp tiếp cận khác (Wang và Lim, 2014; Wang, 2014). Một cuộc thảo luận định lượng về quá trình khử khí của hạt cà phê nguyên hạt và cà phê mới rang (Arabica và Robusta) đã được rang ở các mức độ rang khác nhau và theo các cấu hình rang ở nhiệt độ thời gian khác nhau sẽ được trình bày trong ấn phẩm sắp tới.
2.2 Sự phát triển của hồ sơ hương thơm
Có lẽ thuộc tính chất lượng quan trọng nhất của cà phê là mùi thơm của nó và do đó, cách tiếp cận trực tiếp và thích hợp nhất để đo độ tươi là kiểm tra mùi thơm và sự phát triển của nó theo thời gian (Sunarharum et al., 2014; Grosch, 2001, 1998; Grosch et al. cộng sự, 1996; Lindinger và cộng sự, 2008, 2010; Poisson và cộng sự, 2009; Semmelroch và cộng sự, 1995; Blank và cộng sự, 1992, 1991). Tuy nhiên, chúng ta phải thừa nhận rằng hương vị cà phê rất phức tạp, khó nắm bắt và không ổn định (Munro et al., 2003). Các hợp chất và danh pháp hương thơm cà phê quan trọng nhất được thể hiện trong Hình 14.1 và Bảng 14.1. Sau khi quá trình rang hoàn tất, mùi thơm đã bắt đầu tỏa ra (Gloss và cộng sự, 2014). Điều này là do những thay đổi hóa lý, chẳng hạn như sự bay hơi, cũng như các phản ứng hóa học và sự tương tác giữa các hợp chất tạo mùi thơm và nền cà phê. Ví dụ, một nghiên cứu cơ học, hóa học toàn diện của Muller và Hofmann (2007) đã khám phá chi tiết sự xuống cấp của chất tạo mùi cà phê chính 2-furfurylthiol, góp phần tạo ra chất lượng mùi lưu huỳnh của cà phê pha và được phát hiện là giảm đáng kể trong quá trình pha cà phê. bảo quản cà phê.
Như được hiển thị trong Hình 14.1, nhiều thành phần có hoạt tính tạo mùi là những chất phản ứng mang các nhóm chức như thiol, carbonyl và enolone. Tùy thuộc vào các điều kiện như oxy, độ ẩm và nhiệt độ, chúng sẽ phát triển theo thời gian và do đó làm thay đổi mùi thơm cảm nhận của cà phê. Do đó, có vẻ hiển nhiên là tìm kiếm manh mối về độ tươi (hoặc mất độ tươi) trong quá trình phát triển đặc điểm hương thơm cà phê.
Như đã nêu trước đây, việc đánh giá định lượng những thay đổi trong hợp chất tạo mùi thơm trong quá trình bảo quản sẽ cho phép xác định sự mất đi độ tươi. Các quá trình liên quan đến việc mất đi độ tươi như vậy rất phức tạp và có thể xảy ra theo hai cách chính: (1) làm mất đi các hợp chất dễ bay hơi; (2) thông qua các phản ứng hóa học, ví dụ, do quá trình oxy hóa bởi O2, hoặc thông qua các phản ứng hóa học nội tại giữa các thành phần khác nhau của cà phê. Nhiều loại hóa chất (thiol, diones, aldehyd, dẫn xuất vinyl) có thể phản ứng khi bảo quản. Điều này có thể dẫn đến giảm hoặc tăng nồng độ khoảng trống đối với các hợp chất được chọn. Do đó, việc mất đi độ tươi tốt nhất có thể được mô tả là sự mất cân bằng dần dần trong đặc tính hương thơm. Các quá trình như vậy đã được thảo luận rộng rãi trong tài liệu, với mục đích xác định các hợp chất đánh dấu thời hạn sử dụng của cà phê rang đóng gói. Các nghiên cứu đầu tiên về sự suy giảm mùi thơm của cà phê có thể bắt nguồn từ những năm 1940 (Shuman và Elder, 1943), tiếp theo là vào những năm 1950 bởi công trình của Merritt et al. (1957) và Buchner và Heiss (1959). Nhiều nhóm khác đã kiểm tra thời hạn sử dụng của hạt cà phê rang hoặc cà phê rang và xay (R&G), từ góc độ hóa học hoặc cảm quan (hoặc cả hai) (Spadone và Liardon, 1990; Nicoli et al., 1993, 2009; Anese và cộng sự, 2006; Marin và cộng sự, 2008).
Xem xét thực tế rằng hạt cà phê xanh chứa hơn 10% chất béo, các sản phẩm oxy hóa lipid dễ bay hơi là trọng tâm ban đầu trong các nghiên cứu về dấu hiệu thoái hóa trong cà phê. Những nghiên cứu như vậy đã báo cáo mối tương quan giữa quá trình cà phê bị ôi thiu và việc tạo ra n-hexanal sau giai đoạn bắt đầu khoảng 7 tuần bảo quản trong không khí (Spadone và Liardon, 1990). Các nghiên cứu này cũng cho thấy các sản phẩm khác được hình thành do quá trình phân hủy oxy hóa của các axit béo không bão hòa trong cà phê rang không đóng vai trò đáng kể trong hương vị của cà phê rang. Tuy nhiên, sự hình thành hexanal không thể giải thích được việc mất đi độ tươi; tốt nhất, nó có thể được coi là dấu hiệu ban đầu cho thấy mùi thơm cà phê đang nhạt dần, cuối cùng có thể dẫn đến giảm cảm giác tươi mát.
Mặc dù một số chất đánh dấu hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) đã được đề xuất để theo dõi sự suy giảm độ tươi của cà phê R&G, điểm yếu lớn nhất của việc sử dụng nồng độ tuyệt đối của các hợp chất đánh dấu đó là thực tế là lượng của bất kỳ hợp chất đơn lẻ nào cũng phụ thuộc, trong số những thứ khác, vào nồng độ ban đầu, do đó bị ảnh hưởng bởi các biến số như pha trộn, mức độ rang, xay, chiết xuất cũng như các yếu tố khác (Kallio và cộng sự, 1990; Leino và cộng sự, 1992). Do đó, việc sử dụng tỷ lệ nồng độ khoảng trống của các VOC được chọn sẽ mạnh mẽ hơn và phản ánh những thay đổi về sự cân bằng trong khoảng trống (Spadone và Liardon, 1990; Arackal và Lehmann, 1979; Marin và cộng sự, 2008; Kallio và cộng sự, 1989). VOC cà phê thường được sử dụng theo tỷ lệ như vậy là metanthiol, propanal, 2-methylfuran, 2-butanone, 2,3-butanedione, 2-furfurylthiol, dimethyl disulfide và hexanal.
3. CHỈ SỐ TƯƠI
Một số VOC đã được đề xuất trong tài liệu như là dấu hiệu cho sự lão hóa hoặc ôi thiu. Ngay từ năm 1992, Holscher và Steinhart đã báo cáo rằng metanthiol có tác động mạnh mẽ đến độ tươi của hương thơm và nồng độ giảm mạnh có thể thấy chỉ một ngày sau khi rang. Năm 2001, Mayer và Grosch đã công bố một nghiên cứu trong đó họ điều tra sự thay đổi thành phần chất tạo mùi trong khoảng trống của cà phê xay dựa trên thời gian sau khi xay. Họ báo cáo mức giảm khoảng 50% cường độ khoảng trống đối với nhiều loại aldehyd và diketon (methylpropanal, 2-methylbutanal, 3-methylbutanal, 2,3-butanedione, 2,3-pentandione), chỉ 15 phút sau khi nghiền. Xem xét thực tế rằng những chất dễ bay hơi này là những hợp chất hương thơm quan trọng của cà phê, có thể suy ra rằng sự mất đi của chúng có liên quan đến sự thay đổi cấu trúc hương thơm và do đó làm giảm độ tươi. Ngoài ra, một số hợp chất hầu như không có trong cà phê mới rang và chỉ xuất hiện khi cà phê già đi (Parliment và cộng sự, 1982; Baggenstoss và cộng sự, 2008). Do đó, sự hiện diện của chúng có thể coi là dấu hiệu mất đi độ tươi. Tuy nhiên, các hợp chất như dimethyl disulfide và dimethyl trisulfide chỉ hình thành trong quá trình bảo quản do quá trình oxy hóa metanthiol. Do đó, một cách tiếp cận có thể là đo nồng độ của các hợp chất đó và sau đó sử dụng những dữ liệu này để ước tính độ tươi của cà phê.
3.1 Khái niệm
Một phương pháp đơn giản và mạnh mẽ hơn để đánh giá độ tươi của cà phê là theo dõi tỷ lệ nồng độ khoảng trống của các VOC được chọn (Spadone và Liardon, 1990; Arackal và Lehmann, 1979; Marin và cộng sự, 2008; Leino và cộng sự, 1992; Kallio và cộng sự, 1990). Trong ấn phẩm trước đó, nhiều tỷ lệ VOC được báo cáo đã được xem xét lại và những tỷ lệ chính xác và phù hợp nhất để đánh giá độ tươi của cà phê đặc sản chất lượng cao đã được chọn (Gloss et al., 2014). Chúng được gọi là “chỉ số độ tươi” vì chúng tập trung vào những thay đổi nhanh chóng (ngược lại với các dấu hiệu lão hóa hoặc ôi thiu). Hơn nữa, chúng tôi đang hướng tới việc tìm ra các chỉ số độ tươi mà thành phần hóa học dẫn đến những thay đổi quan sát được đã được hiểu rõ. Trong số nhiều tỷ lệ tiềm năng của các hợp chất tạo mùi thơm cà phê, chỉ số độ tươi dimethyl disulfide/methanethiol (DMDS/MeSH) đã được xác định và cho thấy đáp ứng các tiêu chí này và do đó đặc biệt phù hợp (Gloss et al., 2014). Một số tính chất của hai hợp chất này được tóm tắt trong (Bảng 14.2).
Thuộc tính của hai hợp chất được sử dụng cho chỉ số độ tươi được thảo luận ở đây
Metanthiol được biết đến là một hợp chất dễ bay hơi cũng như phản ứng mạnh (Grosch, 2001; Steinhart và Holscher, 1991; Sanz và cộng sự, 2001), ví dụ trong số đó là quá trình oxy hóa và dimer hóa thành dimethyl disulfide (Belitz và cộng sự, 2004; Chin và Lindsay, 1994b). Ngược lại, dimethyl disulfide có cả độ phản ứng và độ bay hơi tương đối thấp hơn. Do đó, sự phát triển tổng thể của chỉ số độ tươi này chủ yếu được thúc đẩy bởi khả năng phản ứng và độ bay hơi cao của metanthiol. Một phản ứng tiếp theo của dimethyl disulfide với dimethyl trisulfide đã không được quan sát thấy trong các phân tích của chúng tôi.
Trong các phần sau, chúng tôi giới thiệu phương pháp thử nghiệm để đo độ tươi chi tiết hơn, dựa trên chỉ số độ tươi DMDS/MeSH và áp dụng phương pháp này cho ba ứng dụng cụ thể. (1) Đầu tiên là bảo quản hạt rang nguyên hạt trong bao bì làm bằng màng composite nhựa có lớp nhôm dày, có trang bị van xả CO2, bảo quản ở nhiệt độ 22C và 50C. (2) Ứng dụng thứ hai tương tự như ứng dụng đầu tiên, tuy nhiên có điểm khác biệt là bao bì không được trang bị van. Vì bao bì hoàn toàn kín khí nên chúng tôi có thể đưa hàm lượng oxy thay đổi vào bao bì và kiểm tra độ tươi của cà phê bị mất đi (tức là sự thay đổi của chỉ số độ tươi DMDS/MeSH) như một hàm số của hàm lượng oxy. (3) Cuối cùng, ứng dụng thứ ba đề cập đến việc mất đi độ tươi của cà phê rang và xay trong các viên nang dùng một lần.
3.2 Thí nghiệm
Các hợp chất dimethyl disulfide và metanthiol được phân tích bằng sắc ký khí kết hợp với phép đo phổ khối (GCeMS). Phân tích dữ liệu và nhận dạng các hợp chất được thực hiện bằng phần mềm MSD Chemstation (Phiên bản G1701 EA E.02.00.493, Agilent Technologies, Thụy Sĩ) và cơ sở dữ liệu phổ NIST08. Việc xác định hóa học được thực hiện bằng cách so sánh phổ khối với cơ sở dữ liệu, sử dụng ion mảnh mạnh nhất để định lượng.
Hình 14.2 minh họa sự tiến hóa của cường độ GCeMS ở chế độ ion đơn đối với dimethyl disulfide và metanthiol (khung bên trái) và tỷ lệ độ tươi tương ứng DMDS/MeSH. Một kg mẻ Limu Ethiopia đã rửa sạch, Loại 2, Arabica được rang trong máy Probatino ở mức rang 93 Pt (Colorette), tương ứng với mức rang trung bình. 65 gram đậu rang nguyên hạt được đóng gói ngay sau khi làm nguội trong màng composite nhựa có lớp nhôm dày. Túi không có van khử khí và được bảo quản ở 22C (nhiệt độ phòng) trong môi trường trơ trong 3 tuần. Tại thời điểm 0 và trong mỗi tuần tiếp theo, tỷ lệ DMDS/MeSH được xác định cho 5 túi. Các kết quả được vẽ dưới dạng trung bình với khoảng tin cậy 95%.
Trình diễn chỉ số độ tươi dimethyl disulfide/methanethiol đối với đậu rang nguyên hạt được bảo quản ở nhiệt độ phòng (22C) trong bao bì kín có lớp chắn bằng nhôm (lưu ý có van khử khí CO2).
Kết quả cho thấy cường độ tín hiệu MeSH giảm nhanh. Chỉ sau 1 tuần, cường độ đã giảm xuống còn 25% giá trị ban đầu và còn 10% giá trị ban đầu chỉ sau 3 tuần. Chúng ta cũng có thể thấy tín hiệu DMDS tăng hơn hệ số ba. Khung bên phải hiển thị chỉ số độ tươi tương ứng DMDS/MeSH trong cùng thời gian bảo quản, trong đó có sự gia tăng rõ rệt trong 3 tuần bảo quản.
Trước khi áp dụng tỷ lệ này cho các điều kiện bảo quản khác nhau, điều quan trọng là phải phác thảo các quá trình hóa học cơ bản dẫn đến những thay đổi DMDS và MeSH được quan sát thấy trong quá trình bảo quản. Hình 14.3 tóm tắt các bước chính liên quan đến sự hình thành và suy thoái của DMDS và MeSH.
Sơ đồ phản ứng chỉ số độ tươi dimethyl disulfide/methanethiol.
Methanethiol, còn được gọi là methyl mercaptan, là một sản phẩm thoái hóa được biết đến của methinonine hoặc sản phẩm thoái hóa Strecker của nó là methional. Nó có mùi khó chịu và giá trị ngưỡng thấp khoảng 1 ppb (Devos et al., 1990). Là một nucleophile mạnh, nó có thể dễ dàng bị oxy hóa thành dimethyl disulfide, có mùi lưu huỳnh. Những phản ứng như vậy có thể diễn ra trong điều kiện ôn hòa với sự có mặt của oxy và kim loại chuyển tiếp, như thể hiện đối với 2-furfurylthiol (FFT), một trong những hợp chất có tác dụng đặc trưng của cà phê. Sự dime hóa của MeSH là do tính không ổn định oxy hóa, có thể được tăng tốc khi có mặt các gốc tự do (Blank và cộng sự, 2002).
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng các sản phẩm phản ứng phân hủy thiol cũng phụ thuộc vào độ ẩm. Điều này có nghĩa là độ tươi của cà phê rang, như đã thảo luận trong suốt chương này, không thể đơn giản ngoại suy thành độ tươi của cà phê pha. Ngoài ra, các phản ứng do hóa học Fenton khởi xướng diễn ra trong quá trình ủ bia, dẫn đến nhiều sản phẩm phân hủy hơn. Hợp chất có mùi giống cà phê 2-furfurylthiol phân hủy nhanh chóng khi có mặt các gốc hydroperoxide và các kim loại chuyển tiếp như sắt đen (Blank và cộng sự, 2002). Trong hệ thống phản ứng tương tự với metanthiol, axit metansulfenic (CH3SOH) đã được đề xuất như một sản phẩm trung gian trong quá trình hình thành DMDS và dimethyl trisulfide (DMTS) (Chin và Lindsay, 1994a). Tuy nhiên, sự tồn tại của nó không thể được chứng minh, có thể là do tính phản ứng cao của axit sulfenic (Penn và cộng sự, 1978), được biết là dễ dàng chuyển đổi thành este thiosulfinate do đặc tính ái điện tử/nucleophilic kép của chúng (Block và O’Connor). , 1974). Ngoài ra, thiol có thể phản ứng với các hợp chất phenolic, như thể hiện khi FFT bị giữ lại bằng liên kết oxy hóa với hydroxyhydroquinone trong cà phê pha (Mu¨ller và Hofmann, 2007).
4. ỨNG DỤNG
4.1 Ứng dụng 1: Đậu nguyên hạt được đóng gói có van
Ứng dụng đầu tiên của chỉ số độ tươi sẽ kiểm tra phương pháp bảo quản cà phê phổ biến nhất. Đậu rang nguyên hạt được bảo quản trong bao bì gồm màng nhựa tổng hợp với lớp nhôm dày và được trang bị van xả CO2. Trong ví dụ này, loại cà phê Arabica rang vừa được sử dụng. Cà phê được bảo quản ở nhiệt độ 22 và 50C.
Hình 14.4 cho thấy sự thay đổi của cà phê trong quá trình bảo quản, được thấy qua những thay đổi trong chỉ số độ tươi DMDS/MeSH. Hai khung bên trái thể hiện sự tiến triển của hai hợp chất metanthiol và dimethyl disulfide (phía dưới) và tỷ lệ DMDS/MeSH tương ứng ở 22C (trên cùng), trong thời gian bảo quản 3 tuần. Hai khung bên phải tương ứng với việc bảo quản ở 50C, trong 4 tuần. Hai thí nghiệm lặp lại đầy đủ đã được tiến hành, tức là cà phê được rang hai lần và thí nghiệm bảo quản được tiến hành riêng biệt với hai mẻ rang riêng biệt.
Đúng như dự đoán, chúng ta có thể thấy tỷ lệ DMDS/MeSH tăng lên theo thời gian bảo quản, bất kể nhiệt độ. Sự gia tăng chỉ số độ tươi ở 50C cao hơn khoảng một bậc so với ở 22C, cho thấy sự mất độ tươi nhanh hơn ở nhiệt độ cao. Hai khung dưới cùng hỗ trợ việc giải thích các tỷ lệ bằng cách hiển thị sự phát triển liên quan của hai hợp chất riêng lẻ DMDS và MeSH. Ở 22C chúng ta có thể thấy hàm lượng MeSH giảm, trong khi hàm lượng DMDS về cơ bản dường như không đổi. Chúng tôi đã tạm thời giải thích giá trị hằng số thiết yếu này đối với DMDS là nồng độ ở trạng thái ổn định. Mặc dù DMDS được hình thành trong quá trình bảo quản ở 22C nhưng nó vẫn phản ứng mạnh hơn với các hợp chất như DMTS và dimethyl sulfide (DMS). Kết quả là hàm lượng DMDS không đổi rõ ràng trong thời gian lưu trữ 3 tuần.
Ngược lại, ở 50C, chúng ta có thể thấy DMDS giảm mạnh trong tuần đầu tiên, trước khi hàm lượng của nó ổn định. Chúng tôi đã tạm thời giải thích sự gia tăng DMDS ban đầu này với tốc độ hình thành cao hơn ở nhiệt độ cao. Vì DMDS là một hợp chất tương đối ổn định nên ban đầu nó tích lũy. Khi sự hình thành DMDS mới bắt đầu giảm (do tiền thân của nó, MeSH giảm), các phản ứng tiếp theo của DMDS đối với DMTS và DMS bắt đầu thiết lập một trạng thái ổn định, tức là sự hình thành DMDS từ quá trình oxy hóa MeSH tương đương với sự phân hủy của nó (phản ứng tiếp theo). So với tình trạng ở 22C, hàm lượng DMDS ở trạng thái ổn định cao hơn ở 50C. Sau 3 tuần, và khi lượng tiền chất MeSH bắt đầu giảm, chúng tôi quan sát thấy hàm lượng DMDS giảm. Để làm sáng tỏ các quá trình giả thuyết này, hằng số tốc độ phản ứng và sự phụ thuộc nhiệt độ của các phản ứng liên quan cần phải được xác định bằng thực nghiệm và các quá trình cơ bản được mô hình hóa.
Mất độ tươi của đậu nguyên hạt được bảo quản trong túi có van. Sau mỗi tuần, năm mẫu được phân tích bằng sắc ký khí khối phổ (năm gói); mỗi giá trị được đưa ra dưới dạng giá trị trung bình với khoảng tin cậy 95%.
4.2 Ứng dụng 2: Đậu nguyên hạt trong bao bì không có van
Ứng dụng thứ hai tương tự như ứng dụng đầu tiên, ngoại trừ việc bao bì không được trang bị van xả CO2 và cà phê được hàn kín bằng nhiệt với hàm lượng oxy thay đổi trong gói. Lưu trữ được giới hạn chỉ ở 22C.
Hình 14.5 cho thấy sự tiến triển của chỉ số độ tươi DMDS/MeSH trong khoảng thời gian 3 tuần đối với ba thí nghiệm độc lập, với mỗi lần sạc tương ứng với một mẻ rang khác nhau. Mặc dù ba lần sạc hiển thị chỉ số độ tươi DMDS/MeSH giống hệt nhau sau 1 tuần bảo quản, nhưng chúng bắt đầu cho thấy sự tiến triển khác nhau rõ rệt về tỷ lệ độ tươi trong 2 tuần tiếp theo. Hàm lượng oxy bên trong bao bì càng cao thì tốc độ tăng càng nhanh trong tuần 2 và 3.
Mất độ tươi của đậu nguyên hạt, được bảo quản ở các hàm lượng oxy khác nhau trong túi không có van.
4.3 Ứng dụng 3: Viên nang dùng một lần
Cuối cùng, ứng dụng thứ ba đề cập đến sự phát triển của chỉ số độ tươi của hệ thống viên nang phục vụ một lần thương mại. Các viên cà phê phục vụ một lần có sẵn trên thị trường Thụy Sĩ từ bốn thương hiệu thương mại hàng đầu khác nhau, được dán nhãn C1 đến C4 (xem Bảng 14.3), đã được phân tích (Gloss et al., 2014). Các viên nang được bảo quản ở nhiệt độ phòng trong tối đa 46 tuần. Sự tiến triển của độ tươi được theo dõi thông qua chỉ số độ tươi DMDS/MeSH và được thể hiện trong Hình 14.6.
Mô tả về bốn hệ thống viên nang khác nhau, được dán nhãn từ C1 đến C4
Ba phát hiện chính được đưa ra dưới đây:
Đầu tiên và quan trọng nhất là tác động rõ ràng của vật liệu đóng gói. Hai viên C1 và C2, cả hai viên đều không có lớp nhôm, cho thấy chỉ số độ tươi tăng mạnh nhất, cho thấy hàm lượng metanthiol giảm và mất độ tươi theo thời gian. Ngược lại, viên C4 với thân và vỏ bằng nhôm 100% hầu như không có bất kỳ sự thay đổi nào về chỉ số độ tươi trong suốt 46 tuần bảo quản. Do đó, chúng tôi kết luận rằng C4 bảo quản độ tươi của cà phê hiệu quả hơn nhiều. C3 chiếm vị trí trung gian khi xét đến sự tiến triển của các chỉ số độ tươi. Điều này phù hợp với việc C3 có thân máy bằng nhựa PP (không có nhôm) và vỏ ngoài chỉ có một lớp nhôm mỏng. Ngoài ra, nó được bọc trong một bao bì nhôm thứ cấp làm tăng đáng kể khoảng trống thực tế và do đó làm tăng lượng oxy dư tuyệt đối sau khi đóng gói. Rõ ràng, việc thiếu nhôm đã tác động mạnh đến việc giảm chỉ số độ tươi đối với C1 và C2.
Sự tiến triển của chỉ số độ tươi dimethyl disulfide/methanethiol (DMDS/MeSH) được biểu thị như một hàm số của thời gian bảo quản đối với bốn viên cà phê phục vụ một lần thương mại khác nhau, được bảo quản trong khoảng thời gian lên tới 46 tuần. Các thanh lỗi tương ứng với độ lệch chuẩn tương ứng của phép đo năm lần.
Thứ hai, giá trị ban đầu của chỉ số độ tươi thay đổi giữa bốn hệ thống viên nang khác nhau. Mặc dù C1 đã bắt đầu với giá trị cao nhưng C4 lại có chỉ số độ tươi thấp nhất. Người ta suy đoán rằng đây là dấu hiệu của sự mất đi hương thơm và độ tươi nhất định trong quá trình chế biến trước khi đóng gói thành viên nang.
Thứ ba, độ đặc trong viên nang có vẻ khác nhau rất nhiều. Mỗi viên nang được đo trong năm lần lặp lại và dữ liệu được biểu thị dưới dạng giá trị trung bình với khoảng tin cậy 68%. Độ lệch chuẩn tiết lộ một cái nhìn sâu sắc bất ngờ và thú vị về tính nhất quán của cà phê trong các hệ thống viên nang khác nhau. C4 cho thấy khoảng tin cậy nhỏ nhất, biểu thị mức độ biến thiên giữa các viên nang thấp. Ngược lại, C1 và C2 cho thấy sự biến đổi lớn hơn nhiều giữa các viên nang. Đặc biệt đối với viên nang dùng một lần, trong đó mỗi thương hiệu cung cấp nhiều loại viên nang khác nhau, tính nhất quán là tiêu chí chất lượng quan trọng.
Hình 14.6 so sánh các hệ thống viên nang khác nhau. Trong cách trình bày như vậy, trục tỷ lệ độ tươi đã được chọn sao cho phù hợp với cả bốn hệ thống. Trong Hình 14.7, chúng tôi trình bày sự phát triển của chỉ số DMDS/MeSH cho một viên nang nhôm cụ thể (Nespresso) trong 52 tuần. Mặc dù phạm vi được bao phủ bởi chỉ số độ tươi, nhưng số năm bảo quản là khoảng. 0,02e0,09 (trong Hình 14.6, viên nang Nespresso C4 có phạm vi 0,05e0,15), nó vẫn thể hiện sự mất độ tươi, mặc dù trong phạm vi nhỏ hơn nhiều so với các hệ thống viên nang khác.
Sự phát triển của chỉ số độ tươi cho một viên cà phê phục vụ duy nhất của Nespresso.
Tóm lại, ba ví dụ được thảo luận trong Phần 4 chứng minh tiềm năng và độ nhạy của chỉ số độ tươi DMDS/MeSH trong việc theo dõi sự mất độ tươi của cà phê nguyên hạt và cà phê xay. Sự giảm thiểu MeSH là do tính không ổn định oxy hóa và DMDS là chất đánh dấu phân tử phù hợp cho độ tươi; tuy nhiên, mối tương quan với mùi thơm cà phê tổng thể vẫn chưa được thiết lập.
Bên cạnh chỉ số DMDS/MeSH, có một loạt chỉ số khác đã được báo cáo trong tài liệu. Tuy nhiên, hầu hết các quá trình hóa học làm cơ sở cho sự phát triển của các tỷ lệ khác này đều không được hiểu rõ so với chỉ số DMDS/MeSH. Chúng tôi đã chọn chỉ bao gồm tỷ lệ DMDS/MeSH vì nó rất nhạy cảm, một dấu hiệu ban đầu xuất sắc về việc mất độ tươi và do đó đặc biệt phù hợp với các ứng dụng cà phê chất lượng cao.
5. ĐẢM BẢO CÀ PHÊ TƯƠI SỬ DỤNG VẬT LIỆU BAO BÌ TỐI ƯU
Như đã đề cập ở các phần trước của chương này, độ tươi của cà phê R&G bị thay đổi đáng kể do quá trình oxy hóa. Do đó, việc hạn chế sự tiếp cận của oxy vào sản phẩm có tầm quan trọng then chốt để đảm bảo độ tươi và chất lượng của khu vực cà phê đặc sản, trong đó bao bì đóng vai trò then chốt.
Mục tiêu liên tục là giảm thiểu tác động đến môi trường đối với các sản phẩm thực phẩm có nghĩa là việc lựa chọn bao bì tối ưu để đáp ứng nhu cầu bảo vệ sản phẩm ngày càng quan trọng. Quá trình này rất cần thiết để giảm thiểu các trường hợp đóng gói thiếu và đóng gói quá kỹ, có thể dẫn đến mất sản phẩm sớm hoặc đóng gói quá kỹ thuật, không cần thiết.
Để tối ưu hóa bao bì sử dụng cho một sản phẩm nhất định, phải xác định rõ các đặc tính vật liệu tương ứng với yêu cầu bảo vệ của sản phẩm đó. Do đó, cần phải hiểu rõ các yêu cầu bảo vệ của sản phẩm và, trong trường hợp cà phê R&G, hiểu rõ về tốc độ tiêu thụ oxy cùng với ảnh hưởng của lượng oxy tiêu thụ này đến chất lượng là điều quan trọng. Có một số nghiên cứu đáng chú ý đã đạt được tiến bộ trong việc thiết lập các phương pháp xác định mức tiêu thụ oxy của cà phê và mối quan hệ giữa mức tiêu thụ này với chất lượng cà phê.
Trong luận án năm 1997 của mình, Cardelli-Freire đã sử dụng hai phương pháp chính để xác định tốc độ tiêu thụ oxy của cà phê R&G. Đầu tiên, các mẫu cà phê R&G được đóng gói trong các thùng kín chứa nồng độ oxy ban đầu khác nhau. Nồng độ oxy trong mỗi thùng chứa được đo trong quá trình nghiên cứu, cho phép xác định tốc độ tiêu thụ oxy. Sử dụng kết quả này và các kết quả thí nghiệm thu được bởi RadtkeGranzer và Piringer (1981), người ta đã tìm thấy mối quan hệ giữa tốc độ tiêu thụ oxy và áp suất riêng phần oxy trong khoảng trống. Đây là mối quan hệ bậc một đối với nồng độ oxy tương đối cao (khoảng 5%) và mối quan hệ nửa bậc đối với mức oxy thấp hơn (khoảng 0,5%). Phương pháp thứ hai được Cardelli sử dụng liên quan đến việc đóng gói các mẫu cà phê trong túi thấm nước. Cách tiếp cận này dựa trên hai giả định chính. Đầu tiên là tốc độ thẩm thấu của oxy qua vật liệu đóng gói tỷ lệ thuận với sự chênh lệch áp suất riêng phần của oxy giữa khoảng không gian phía trên và môi trường bên ngoài. Giả định thứ hai là có mối quan hệ giữa tốc độ tiêu thụ oxy của sản phẩm và áp suất riêng phần oxy trong khoảng trống phía trên.
Sử dụng phương pháp này, lượng oxy thấm vào bao bì sẽ giảm khi nồng độ oxy trong khoảng trống tăng lên, cùng với sự gia tăng tốc độ tiêu thụ oxy của sản phẩm. Cuối cùng, nồng độ oxy cân bằng sẽ đạt được trong gói tại thời điểm cả hai cơ chế bù trừ cho nhau. Mức độ nồng độ oxy cân bằng này liên quan trực tiếp đến khả năng thấm oxy của vật liệu đóng gói. Do đó, lượng oxy thấm qua vật liệu đóng gói có thể được sử dụng để tính toán mức tiêu thụ oxy của sản phẩm được đóng gói.
Cardelli đã tính toán áp suất riêng phần oxy cân bằng khoảng 100 mbar ở 22C, khi 20 g cà phê rang và xay được đóng gói trong túi nhựa polyethylene mật độ cao/polyethylen mật độ thấp có bề mặt 140 cm2, độ thấm oxy là 380 cc /m2 ngày atm và thể tích khoảng trống là 34 mL. Điều này cho phép xác định tốc độ tiêu thụ oxy là 3,7 10 7 gO2 /g cà phê ngày mbar cho cà phê xay.
Việc xác định mức tiêu thụ oxy của sản phẩm cung cấp một dấu hiệu cho thấy sản phẩm phát triển như thế nào theo thời gian, tuy nhiên, giá trị này phải được đặt trong bối cảnh với sự suy giảm chất lượng của sản phẩm để có thể xác định các yêu cầu bảo vệ nhằm đảm bảo độ tươi của sản phẩm qua thời gian. thời hạn sử dụng hoàn chỉnh của nó.
Cardelli và Labuza (2001) đã đánh giá đặc điểm cảm quan của cà phê rang và xay được bảo quản trong các điều kiện khác nhau. Họ cho thấy cà phê R&G có chất lượng không thể chấp nhận được sau khi tiêu thụ tổng lượng O2 từ 150 đến 300 mg/g, tùy thuộc vào hoạt độ nước của sản phẩm.
Gần đây hơn, Wyser et al. (sắp được xuất bản) đã xác định mức tiêu thụ oxy của cà phê R&G được bảo quản trong các điều kiện khác nhau nhằm đáp ứng các yêu cầu về vật liệu đóng gói tối ưu được chỉ định cho hệ thống cà phê chia khẩu phần. Trong tác phẩm này Wyser et al. đã sử dụng cảm biến oxy quang học (Presens GmbH) để liên tục theo dõi áp suất riêng phần oxy trong hộp thủy tinh kín chứa cà phê R&G. Một số mẫu được theo dõi liên tục sau khi được chuẩn bị với các mức oxy khoảng trống ban đầu khác nhau. Sau đó, giả định phụ thuộc bậc nhất và dữ liệu thực nghiệm thu được ở áp suất riêng phần oxy cao được sử dụng để xác định mô hình dự đoán áp suất riêng phần khoảng trống phía trên là hàm của thời gian.
Hình 14.8 cho thấy dữ liệu thực nghiệm tương ứng như thế nào với dữ liệu mô hình ở cùng mức oxy và chứng minh rằng giả định sự phụ thuộc bậc nhất là hợp lệ. Dựa trên những dữ liệu này, tỷ lệ tiêu thụ oxy là 2,13 10 7 gO2 /gcoffee$day$mbar đã được xác định cho cà phê được thử nghiệm. Mặc dù giá trị khác với giá trị mà Cardelli tìm thấy nhưng cả hai đều có cùng thứ tự.
Bước tiếp theo, Wyser et al. đã sử dụng mối quan hệ giữa áp suất riêng phần oxy, độ thẩm thấu oxy và tốc độ tiêu thụ oxy để tính tổng lượng oxy tiêu thụ bởi cà phê R&G như một hàm số về độ thấm của bao bì và nồng độ oxy ban đầu. Hình 14.9 cho thấy mối quan hệ này khi áp dụng cho một gói cà phê chia theo khẩu phần điển hình chứa 5,3 g cà phê với khoảng trống là 10,3 mL sau khi được bảo quản trong 1 năm. Sau khi thiết lập mối quan hệ này, mức hấp thụ oxy tối đa cho phép của cà phê có thể được sử dụng để xác định các đặc tính rào cản đóng gói cần thiết để đạt được thời hạn sử dụng mong muốn của sản phẩm, từ đó đảm bảo chất lượng và duy trì độ tươi, đồng thời tránh đóng gói quá mức.
Nồng độ oxy trong khoảng trống là hàm số của thời gian trong hộp thủy tinh đựng cà phê rang và xay bảo quản ở nơi tối ở nhiệt độ 23C. Dự đoán mức tiêu thụ oxy của cà phê rang và xay là hàm số của nồng độ oxy ban đầu và độ thấm của bao bì sau 1 năm bảo quản.
Cần lưu ý rằng kết quả mà Cardelli thu được là dành cho cà phê phổ thông. Người ta dự đoán rằng giá trị hấp thụ oxy tới hạn đối với cà phê đặc sản, trong đó độ tươi là thuộc tính chính, sẽ thấp hơn đáng kể, có nghĩa là các yêu cầu về độ thấm và mức oxy ban đầu thậm chí còn khắt khe hơn.
6. TRIỂN VỌNG
Mặc dù khái niệm về độ tươi là trọng tâm trong kinh doanh cà phê chất lượng cao nói chung và phong trào cà phê đặc sản nói riêng, nhưng một mô tả và phương pháp hợp lý để đo lường định lượng từ lâu vẫn khó nắm bắt. Động lực chính của chương này là đặt sự mới mẻ lên một cơ sở hợp lý và định lượng hơn và làm cho nó trở nên hữu hình hơn.
Hai phương pháp đo lường độ tươi của cà phê rang đã được nêu ra: Phương pháp đầu tiên đề cập đến những thay đổi về đặc tính của các hợp chất hương thơm hữu cơ dễ bay hơi của cà phê rang theo thời gian và được biểu thị bằng “chỉ số độ tươi”; tỷ lệ của hai hợp chất thơm cụ thể. Một chỉ số độ tươi cụ thể đã được thảo luận (DMDS/MeSH). Methanethiol là một hợp chất nổi tiếng được tìm thấy trong cà phê mới rang và giảm dần sau vài ngày rang. Tốc độ giảm metanthiol phụ thuộc nhiều vào mức độ hư hỏng do tiếp xúc với oxy và nhiệt độ bảo quản. Chúng tôi đã chứng minh rằng bao bì có vai trò bảo vệ sản phẩm, có thể có tác động lớn đến sự tiến triển của chỉ số độ tươi. Tuy nhiên, không có loại bao bì nào “tốt nhất” đáp ứng được mọi nhu cầu như nhau. Bao bì phải được điều chỉnh phù hợp với thời gian dự kiến giữa quá trình rang và tiêu thụ. Đối với cà phê sẽ được tiêu thụ trong vòng 1 hoặc 2 tuần, có thể không cần phải đóng gói có đặc tính rào cản cao, trong nhiều trường hợp sẽ có tác động môi trường cao hơn. Tuy nhiên, cà phê có kênh phân phối rộng khắp và chuỗi hậu cần toàn cầu từ khâu rang, siêu thị đến nhà người tiêu dùng đòi hỏi vật liệu đóng gói có đặc tính rào cản cao hơn nhiều, góp phần giảm thiểu lãng phí cà phê bằng cách đảm bảo chất lượng cà phê trong suốt thời hạn sử dụng. Cần lưu ý rằng, trong hầu hết các trường hợp, cà phê R&G có tác động tổng thể đến môi trường cao hơn so với bao bì của nó.
Cách tiếp cận thứ hai dựa trên việc giảm trọng lượng trong quá trình bảo quản, liên quan đến quá trình khử khí của cà phê rang (chủ yếu là mất CO2). Có tới 2% trọng lượng của cà phê mới rang được tạo thành từ khí bị giữ lại và thoát ra theo thời gian. Đo lường tốc độ giảm trọng lượng cho biết lượng khí được giải phóng trong quá trình chế biến (ví dụ như xay, đun nóng) và lượng khí thải ra sau khi rang mới.
Giữ được độ tươi của cà phê rang vẫn là giáo điều trọng tâm của cà phê espresso chất lượng cao. Tình trạng nghiên cứu hiện tại chỉ ra rằng cần cân nhắc những điểm sau để duy trì độ tươi trong thời hạn sử dụng mong muốn của cà phê:
- Mất độ tươi bắt đầu sau khi rang xong. Do đó, phải tránh tiếp xúc với oxy và độ ẩm trong thời gian giữa quá trình rang và đóng gói càng nhiều càng tốt.
- Đặc tính rào cản của bao bì, cùng với mức oxy dư sau khi đóng gói là yếu tố quan trọng thứ hai cần được xem xét và cần phải điều chỉnh để đạt được thời hạn sử dụng mong muốn.
- Cuối cùng, nhiệt độ bảo quản còn ảnh hưởng đến sự tiến triển của chỉ số độ tươi và động học khử khí.
Sự hiểu biết là cơ sở cho sự sáng tạo. Một khi chúng ta biết cách đánh giá và đo lường độ tươi, chúng ta cũng có thể bắt đầu nghĩ xa hơn độ tươi. Chúng tôi mong muốn tạo điều kiện và thúc đẩy một cuộc thảo luận hợp lý và dựa trên thực tế hơn về khái niệm độ tươi. Để nâng cao hơn nữa khái niệm này, cần có những nghiên cứu trong đó dữ liệu phân tích có mối tương quan với các khía cạnh cảm quan trong cốc. Đồng thời, điều này sẽ mở ra khả năng đánh giá tốt hơn các khái niệm mới và sáng tạo về pha chế cà phê cho một trong những sản phẩm thơm nhất, đồng thời khám phá những “điểm ngọt ngào” mới và trải nghiệm cảm giác mới lạ. Thế còn cà phê lạnh, cà phê nitro, cà phê lỏng, những thứ này có thể được coi là một phần của phong trào cà phê đặc sản không? Các câu hỏi như (1) cà phê nên khử khí trong bao lâu trước khi xay và chiết xuất và (2) liệu cà phê có nên được chiết xuất ngay sau khi xay hay để yên một thời gian, có thể được thảo luận về mặt thực tế và con số, cũng như cảm quan. các khía cạnh. Thật vậy, sự hiểu biết tốt hơn về độ tươi cuối cùng sẽ cung cấp các quy trình đánh giá tốt hơn trong thế giới cà phê chất lượng cao và mở ra những con đường mới và mới để khám phá các phương pháp pha chế và chiết xuất cà phê.
