Mục lục
1. GIỚI THIỆU
Một tỷ lệ lớn cà phê được tiêu thụ ngày nay là ở dạng espresso. Khi so sánh cà phê espresso với cà phê pha bằng các kỹ thuật khác, một trong những đặc điểm chính của nó là lớp bong bóng bọt dày đặc màu nâu, còn được gọi là crema, bao phủ cà phê lỏng (Illy và Viani, 2005). Các chuyên gia cà phê sử dụng crema để đánh giá chất lượng chiết xuất. Ví dụ, crema cho biết liệu tất cả các thông số ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất, chẳng hạn như khử khí, nghiền, ủ và áp suất nước, có phù hợp hay không khi chiết xuất một cốc đó. Nhiều người tiêu dùng thích sự hiện diện của một lớp crema đẹp trên cà phê của họ, nhưng đó cũng là một phần của thói quen tiêu dùng. Một số sẽ múc nó ra, một số sẽ khuấy nó vào và một số sẽ lắc cốc để trộn crema vào ngụm cà phê cuối cùng. Đồng thời, hình ảnh đẹp mắt của crema được sử dụng để tạo ra kỳ vọng về một tách espresso thơm ngon, mịn màng và đầy hương vị.
Đối với hầu hết các thợ pha cà phê, việc hình thành lớp crema là một nghề thủ công hơn là một môn khoa học. Một chiếc giường cà phê được đóng gói đúng cách cho phép nước có áp suất chảy chậm. Áp suất này, cùng với carbon dioxide (CO2) có trong cà phê rang và xay tươi cũng như cacbonat có trong nước, là nguyên nhân chính hình thành lớp crema. Các nhân viên pha chế biết cách điều chỉnh quá trình xay và ủ để tối ưu hóa quá trình chiết xuất và đạt được màu sắc, số lượng cũng như độ tinh tế mong muốn của crema.
Mặc dù màu nâu sẫm hay “da hổ” của crema và kích thước bong bóng mịn là dấu hiệu của quá trình chiết xuất tốt, nhưng chúng chỉ là dấu hiệu phụ cho thấy trải nghiệm chiết xuất và nếm thử tốt, sau hương vị của cà phê. Đồng thời, crema có liên quan đến “độ đậm” tăng lên mà cà phê Robusta espresso nổi tiếng (Navarini và cộng sự, 2004a). Các nghiên cứu cũng cho thấy bọt cà phê có thể giúp phân biệt Robusta với cà phê Ả Rập (Maeztu et al., 2001a,b). Tuy nhiên, câu hỏi đặt ra là “Tác động của màu sắc, kích thước bong bóng và lượng crema đến trải nghiệm cà phê là gì?” Có loại crema nào là tối ưu hay các đặc tính của crema là một phần của cảm quan tổng thể về cà phê? Chúng ta cần trả lời những câu hỏi này trước khi có thể suy nghĩ về cách chiết xuất một tách espresso hoàn hảo.
Bước đầu tiên, điều quan trọng là phải hiểu các khía cạnh hóa lý của crema và cách chúng ta có thể tinh chỉnh các đặc tính của crema để tối ưu hóa chất lượng của nó. Để làm được điều này, chúng ta cần phân biệt sự hình thành crema với sự ổn định crema. Trong quá trình hình thành crema, năng lượng cần thiết để tạo ra không khí trong môi trường phân tán chất lỏng. Với cà phê espresso, chúng tôi bổ sung năng lượng này bằng cách bơm nước có áp suất lên lớp cà phê. Lớp crema mới pha điển hình của cà phê espresso được thể hiện trong Hình 17.1. Chúng ta cũng cần ổn định các bong bóng khí mới hình thành, điều này chúng ta có thể thực hiện thông qua việc hấp phụ các hợp chất hoạt động bề mặt ở bề mặt phân cách khí.
Hình ảnh cà phê espresso crema được chiết xuất bằng máy áp suất cao và hỗn hợp cà phê Arabica (sử dụng hệ thống chiết xuất Nespresso)
Ngoài ra, các điều kiện chúng ta áp dụng khi pha cà phê espresso ảnh hưởng đến các hiện tượng liên quan đến sức căng bề mặt như sự hình thành và ổn định bọt. Ví dụ, cả sự hiện diện của cacbonat trong nước và khí trong cà phê đều được cho là nguyên nhân chính gây ra sự hình thành crema (xem Chương 16).
Thật không may, các nghiên cứu vật lý và hóa học có hệ thống hiện nay quá khan hiếm để có thể hiểu đầy đủ về hệ thống phức tạp này. Đánh giá toàn diện và gần đây nhất đã được Illy và Navarini (2011) công bố, cho thấy khoảng cách hiện tại trong hiểu biết phân tử về sự hình thành và ổn định crema. Chỉ gần đây vai trò của crema đối với trải nghiệm của người tiêu dùng mới được nghiên cứu, nhấn mạnh vào cách crema tác động đến các khía cạnh thị giác, cũng như mùi và vị.
Trong chương này, chúng ta sẽ xem xét các quá trình hóa lý và tính chất của sự hình thành và ổn định crema. Chúng tôi cũng sẽ giải thích lý do tại sao chúng tôi cần xem xét các đặc điểm của một loại kem tốt ở góc độ rộng hơn, bao gồm cả trải nghiệm cảm giác đầy đủ.
2. HÌNH THÀNH VÀ ỔN ĐỊNH CỦA CREMA
Bọt là một hiện tượng phức tạp và đầy thách thức bao gồm bốn sự kiện chính (1) hình thành bong bóng, (2) bong bóng nổi lên, (3) thoát nước và (4) sự kết tụ và mất cân đối (Bamforth, 2004). Về bản chất, bọt là sự phân tán thô của bọt khí trong pha lỏng liên tục. Với cà phê espresso, pha khí chủ yếu bao gồm CO2 được tạo ra trong quá trình rang cà phê, một phần được giữ lại trong cấu trúc tế bào. Pha liên tục này là nhũ tương dầu trong nước của các giọt dầu cực nhỏ (<10 mm) trong dung dịch nước của một số thành phần cà phê (ví dụ: đường, axit, protein) cũng như các mảnh vách tế bào rắn nhỏ của cà phê (2e5 mm) ( Illy và Viani, 2005). Bong bóng trong hình 17.2 có đường kính khoảng 100 mm và dường như được bao phủ bởi vật liệu giàu protein.
Hình ảnh kính hiển vi đồng tiêu của một bong bóng khí riêng biệt trong crema được pha chế từ cà phê Arabica nguyên chất mới chiết xuất bằng hệ thống chiết xuất Nespresso. Rhodamine được sử dụng để nhuộm protein
Crema espresso có thể được phân loại là bọt siêu bền với thời gian tồn tại cụ thể (Dickinson, 1992). Trong hầu hết các trường hợp, phải mất tới 40 phút trước khi lớp crema biến mất (Dalla Rosa và cộng sự, 1986). Khi crema già đi, các đặc tính của nó phát triển từ bọt mịn lỏng trong cà phê espresso mới pha thành bọt đa diện khô khi lão hóa. Lý tưởng nhất là crema phải chiếm ít nhất 10% thể tích của một tách espresso (Illy và Viani, 2005) với mật độ bọt 0,30-0,50 g/mL (Navarini et al., 2006). Các tác giả sau đã chỉ ra mối quan hệ tuyến tính giữa hàm lượng CO2 và trọng lượng bọt cũng như thể tích bọt (Hình 17.3).
Đã có nhiều nỗ lực mô tả cách thức crema được hình thành trong cà phê espresso. Khi nước được đẩy qua cà phê dưới áp suất, nó sẽ nhũ hóa dầu cà phê thành chất lỏng được chiết xuất. Ngoài ra, cà phê rang sẽ thải ra khí CO2 trong một thời gian (khử khí), và cà phê tiếp xúc với áp suất xung quanh càng lâu thì lượng CO2 thải ra càng nhiều. Đây là lý do tại sao vật liệu đóng gói cho cà phê espresso đôi khi được làm để giữ áp suất quá cao và CO2 trong hỗn hợp cà phê. CO2 còn lại sau đó được thải ra trong quá trình chiết xuất.
Mặc dù CO2 thường được đề xuất là pha khí chịu trách nhiệm tạo bọt cho cà phê espresso, nhưng các chuyên gia cà phê vẫn chưa nghiên cứu chi tiết về cơ chế hình thành bong bóng. Mặt khác, mối quan hệ giữa hóa học CO2 và sự hình thành bọt đã được nghiên cứu. Trên thực tế, nghiên cứu cho thấy rằng trạng thái cân bằng axit bicarbonateecarbonic đóng một vai trò trong động lực của giai đoạn nhất thời trong quá trình chiết xuất espresso (Fond, 1995, Chương 16).
Giai đoạn nhất thời của quá trình chiết xuất là giai đoạn làm ướt ban đầu của quá trình pha cà phê espresso khi nước nóng lan vào các khoảng trống trong các hạt cà phê, đồng thời, khí giữa các hạt cà phê được đẩy ra khỏi lớp cà phê (Petracco và Liverani, 1993). Sự chuyển khối lượng này giữa các hạt cà phê và nước xảy ra đồng thời và các ion bicarbonate có trong dịch chiết (nước), cùng với sự dịch chuyển trạng thái cân bằng của nó theo sự phát triển của pH trong quá trình pha (từ 7,0 đến 7,5 đến 5,5-5,0) tạo ra phản ứng hóa học xảy ra ở nhiệt độ cao trong lớp cà phê. Cà phê được nén lại thông qua áp lực nước, sự trương nở của bã cà phê và thông qua quá trình khử khí CO2, từ đó tạo ra bọt và nhũ tương tạo ra lớp crema espresso được đánh giá cao.
Một nghiên cứu khác cho rằng điều kiện quá bão hòa CO2 trong cà phê có thể là động lực hình thành bọt cà phê espresso (Navarini và cộng sự, 2006). Cụ thể hơn, quá trình hòa tan CO2 (có trong lớp cà phê) trong nước ở áp suất và nhiệt độ cao có thể gây ra tình trạng quá bão hòa trong cốc cuối cùng, dẫn đến hình thành các bong bóng nhỏ.
Để giải thích thêm điều này, nồng độ CO2 trong nước có thể thấp hơn độ hòa tan CO2 trong quá trình chiết ở áp suất cao và nhiệt độ nước là 100C. Tuy nhiên, nó cũng có thể cao hơn độ hòa tan ở 1 bar và 70C. Những điều kiện này tương thích với quá trình tạo bọt xảy ra thông qua quá trình hình thành bong bóng khi có quá trình tạo mầm không đồng nhất và sự nổi lên của bong bóng sau quá trình chuyển pha (từ áp suất cao sang áp suất xung quanh) khi nước có áp suất cao thoát ra khỏi lớp cà phê và đi vào cốc. Hiệu ứng này, được gọi là sủi bọt, cũng được quan sát thấy ở rượu sâm panh. Trong trường hợp này, hiện tượng sủi bọt có thể áp dụng cho hiệu ứng được quan sát thấy ngay sau khi pha cà phê espresso. Với cà phê espresso, các hạt rắn siêu nhỏ và các mảnh vách tế bào siêu nhỏ có trong đồ uống có thể đóng vai trò là vị trí tạo mầm. Ngoài ra, thể tích nhỏ của đồ uống espresso có chiều dài giới hạn khoảng 1,5-2 cm để bong bóng nổi lên và điều này dẫn đến các bong bóng nhỏ đặc trưng trong bọt espresso (Illy và Navarini, 2011).
Sau khi bọt được phát triển, sự mất ổn định của bọt thường xảy ra thông qua ba hiện tượng (Prins, 1988). Đầu tiên có sự kết tụ giữa các bong bóng, xảy ra khi màng ngăn cách các bong bóng sụp đổ. Thứ hai, quá trình chín Ostwald diễn ra khi bọt được phân tán thành nhiều kích cỡ. Trong giai đoạn này, sự chênh lệch áp suất bên trong các bong bóng có kích thước khác nhau sẽ khuếch tán các bong bóng nhỏ hơn vào các bong bóng lớn hơn. Thứ ba, trọng lực buộc chất lỏng tách ra khỏi bọt khí. Điều này lại làm cho màng mỏng đi, dẫn đến sự kết tụ và làm chín Ostwald.
Mặc dù những hiện tượng này được quan sát thấy trong bất kỳ hệ thống tạo bọt nào, nhưng nhiệt độ cao của crema và cách nó nguội đi từ trên xuống sẽ làm tăng thêm sự phức tạp trong việc tìm hiểu các hiện tượng vật lý trong quá trình hình thành và tính ổn định của crema espresso. Một nghiên cứu trước đây đã gợi ý rằng nhiệt độ tương đối cao của đồ uống có thể tác động tiêu cực đến độ ổn định của bọt. Tiền đề là nước bay hơi và làm cho bọt xẹp xuống bằng cách giảm độ dày giữa các bong bóng (Navarini và cộng sự, 2006).
Một nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng hàm lượng lipid cũng có thể ảnh hưởng đến độ ổn định của bọt. Trong một tách espresso thông thường (25 mL), tổng lượng lipid dao động từ 45e146 mg đối với Arabica đến 14e119 mg đối với Robusta (Petracco, 1989; Maetzu và cộng sự, 2001). Trung bình, cà phê espresso Arabica nguyên chất chứa hàm lượng lipid tổng cao hơn cà phê espresso Robusta, và do đó khả năng mất ổn định bọt do lipid gây ra đối với Arabica cao hơn.
Vì cà phê espresso được biết đến là có chứa lipid được nhũ hóa nên sự mất ổn định của bọt do lipid gây ra cũng có thể xảy ra do dầu lan rộng ở bề mặt đồ uống không khí (Schokker và cộng sự, 2002). Điều này phù hợp với sức căng bề mặt thấp hơn thường thấy ở cà phê espresso Arabica nguyên chất so với cà phê espresso Robusta nguyên chất (Petracco, 2001).
Các nghiên cứu cho thấy các hạt rắn cũng ảnh hưởng đến độ ổn định của bọt. Những hạt như vậy trong bọt espresso khô Arabica nguyên chất được thể hiện trong Hình 17.4. Chúng nằm ở ranh giới cao nguyên, gợi ý xu hướng không bị ràng buộc. Trong quá trình thoát nước, các hạt không bám dính chủ yếu tuân theo chuyển động ròng của chất lỏng, cho thấy vai trò ổn định của các hạt rắn trong lớp crema. Các hạt kỵ nước có thể làm mất ổn định bọt bằng cách bắc cầu màng, có thể gây ra hiện tượng làm mờ bề mặt. Mặc dù tính chất làm ướt của các hạt rắn có trong cà phê espresso vẫn chưa được nghiên cứu, nhưng hiệu ứng “da hổ” quan sát được ở cà phê Arabica có thể gợi ý rằng các hạt rắn có vai trò ổn định bọt nhất định (còn được gọi là hiệu ứng nhặt bọt). Nếu không thì hiệu quả chống tạo bọt sẽ khá nhanh (Kralchevsky và cộng sự, 2002).
Thể tích bọt cà phê espresso là hàm số của hàm lượng carbon dioxide trên mỗi gam cà phê rang và xay. Và hình ảnh kính hiển vi quang học của bọt cà phê espresso thông thường Arabica nguyên chất khô với các vạch tỷ lệ đại diện cho 50 mm.
Tuy nhiên, hiện tượng bám dính bọt khác nhau quan sát được giữa hai loài cà phê cũng có thể là do tốc độ chuyển từ dạng lỏng sang bọt khô khác nhau. Ví dụ, tính chất rắn của bọt cà phê Robusta có thể đến từ tốc độ thoát nước cao hơn, điều này dường như là điều kiện tiên quyết để có độ bám dính. Ngược lại, lưu biến bọt espresso của Arabica dường như thuộc loại chất lỏng nhớt trong thời gian dài hơn.
3. HÓA HỌC ỔN ĐỊNH CREMA
Cho đến nay, chưa có nghiên cứu chi tiết nào được công bố về các hợp chất hóa học chịu trách nhiệm hình thành và ổn định crema espresso. Nunes và cộng sự. (1997) nhận thấy khả năng tạo bọt tăng tuyến tính theo mức độ rang. Họ cũng tìm thấy sự phụ thuộc vào lượng protein trong dịch truyền. Độ ổn định bọt của cà phê espresso được phát hiện có liên quan đến lượng polysaccharides galactomannan và arabinogalactan. Các biến phụ thuộc khác được quan sát là hàm lượng chất rắn tổng số, pH, lipid, protein và carbohydrate. Người ta đã tìm thấy mối tương quan chặt chẽ giữa độ ổn định của bọt và các hợp chất có trọng lượng phân tử cao, được cho là bao gồm các phức hợp giữa polysaccharide, protein và các hợp chất phenolic gây ra bởi quá trình rang (Nunes và Coimbra, 1998).
Các nghiên cứu hướng dẫn hoạt động gần đây về các thành phần hoạt tính tạo bọt trong cà phê nhân và cà phê rang đã mang lại một số hiểu biết mới về cấu trúc phân tử của các phân tử phức tạp chịu trách nhiệm hình thành lớp crema. Mặc dù người ta đã phát hiện ra rằng este của axit béo sucrose (Hình 17.5A) là chất tạo bọt chính trong cà phê nhân, nhưng các oligome 4-vinylcatechol có trọng lượng phân tử thấp và cao (Hình 17.5B) là thành phần tạo bọt chính trong lớp crema mịn của cà phê rang (Dữ liệu chưa được công bố Kornas và Hofmann và cộng sự).
Cấu trúc hóa học của (A) este axit béo sucrose được xác định là bọt từ hạt cà phê xanh và (B) oligome 4-vinylcatechol (monome được đánh dấu bằng màu khác nhau) được xác định trong hạt cà phê rang tạo bọt
Phân tích định lượng các chất điều biến bọt này bằng phương pháp sắc ký lỏng song song khối phổ (MS/MS) đã chứng minh este sucrose là sản phẩm tự nhiên trong cà phê nhân và bị phân hủy dần dần khi rang với thời gian rang tăng dần (Hình 17.6A). Để so sánh, các oligome 4- vinylcatechol được quan sát thấy được tạo ra khi tăng thời gian rang (Hình 17.6B). Vì các oligome 4-vinylcatechol có trọng lượng phân tử thấp và cao đã được phát hiện là được tạo ra khi phân hủy nhiệt của axit chlorogen và axit caffeic, tương ứng, axit caffeic được xử lý nhiệt trong 20 phút ở 220C và sau đó, được thêm vào đồ uống cà phê espresso ở nồng độ 0,007%, 0,035% và 0,07% trước khi tạo crema qua trung gian ultraturrax. Thể tích bọt tăng lên đáng kể khi tăng mức axit caffeic rang, ví dụ: thể tích bọt tăng hơn 60% được đo khi đồ uống cà phê được thêm 0,07% axit caffeic rang (Hình 17.7). Lần đầu tiên, những dữ liệu này chứng minh các oligome 4- vinylcatechol có trọng lượng phân tử thấp và cao, được tạo ra khi rang từ các gốc axit caffeic, là thành phần chính tạo nên crema của đồ uống cà phê rang.
Ảnh hưởng của thời gian rang đến sự phân hủy este của axit béo sucrose (A) và sự hình thành tuyển chọn các oligome 4-vinylcatechol (B). Và ảnh hưởng của axit caffeic rang đến khả năng tạo bọt và độ ổn định bọt của đồ uống cà phê làm từ bột espresso hòa tan (1g/100 mL)
Để mô tả tác động của các thành phần hoạt tính tạo bọt lên cấu trúc bọt của crema, bọt được thu thập từ cà phê espresso, được thêm sucrose palmitate (0,05%) hoặc axit caffeic rang (0,007%) và từ cà phê espresso không pha ( control) và sau đó được phân tích bằng thiết bị quét bọt được trang bị camera. Các hình ảnh về bọt trong Hình 17.8 không cho thấy bất kỳ sự khác biệt nào trong giai đoạn rang ban đầu, nhưng quan sát thấy sự khác biệt rõ ràng trong cấu trúc bọt sau 300 giây. Cà phê espresso nguyên chất cũng như cà phê được pha thêm axit caffeic rang cho thấy cấu trúc bọt tương đương với các bong bóng nhỏ hơn và lượng chất lỏng giữa các bong bóng cao hơn, trong khi bọt được tạo ra với cà phê được pha thêm sucrose-palmitate cho thấy bong bóng lớn hơn với lượng bọt thấp hơn. pha lỏng giữa các bong bóng. Do đó, bọt của cà phê được thêm axit caffeic rang có thể so sánh với bọt cà phê espresso ban đầu, trái ngược với bọt của cà phê được thêm este sucrose của axit béo, là loại bọt thô và khô hơn. Những dữ liệu này chứng minh rõ ràng các oligome 4-vinylcatechol, chứ không phải este sucrose, đóng vai trò chính trong việc xác định crema có cấu trúc mịn của cà phê espresso cao cấp.
Cấu trúc bọt của expresso được thêm sucrose palmitate (0,05%) và axit caffeic rang (0,007%) được đo sau 300 giây bằng phương pháp quét bọt (Teclis IT-concept)
Những kết quả này chỉ ra rằng Robusta, giàu axit caffeic và axit chlorogen hơn cà phê Arabica, do đó sẽ thúc đẩy sự hình thành các chất hoạt động bề mặt dựa trên 4-vinylcatechol có trọng lượng phân tử cao và thấp trong quá trình rang, kết hợp với vai trò của áp suất và CO2 có thể giải thích vai trò tạo bọt của cà phê Robusta trong hỗn hợp cà phê espresso.
4. CREMA VÀ NGƯỜI TIÊU DÙNG
Có nhiều nghiên cứu về cách các yếu tố bên ngoài ảnh hưởng đến nhận thức hoặc trải nghiệm của người tiêu dùng đối với một sản phẩm nhất định. Ví dụ: chúng tôi biết rằng thông tin mà người tiêu dùng có được trước khi tiêu dùng sản phẩm sẽ ảnh hưởng đến kỳ vọng của họ và cuối cùng là cách họ đánh giá chất lượng của sản phẩm đó (Siegrist và Cousin, 2009; Lange et al., 2002). Trình độ chuyên môn của người tiêu dùng cũng có thể ảnh hưởng đến đánh giá chất lượng (Sa’enz-Navajas và cộng sự, 2013).
Ngoài ra, với đồ uống, chất liệu của cốc hoặc ly mà người tiêu dùng sử dụng có tác động lớn đến cách họ trải nghiệm và đánh giá đồ uống đó (Schifferstein, 2009; Wan và cộng sự, 2015). Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng cách thiết kế bao bì thực phẩm có thể ảnh hưởng đến nhiều khía cạnh khác nhau của trải nghiệm thực phẩm (Schifferstein và cộng sự, 2013). Vì tất cả những lý do này, không có gì ngạc nhiên khi crema có tác động đến trải nghiệm nếm espresso tổng thể.
4.1 Tác động của Crema đến nhận thức thị giác
Trong một nghiên cứu gần đây của Labbe et al. (2016), các nhà nghiên cứu đã xem xét ảnh hưởng của lượng crema đến nhận thức của người tiêu dùng. Trong nghiên cứu này, người tiêu dùng đánh giá sản phẩm theo ba điều kiện, tức là (1) bằng mắt thường và các nhà nghiên cứu đánh giá những kỳ vọng do tín hiệu thị giác tạo ra, (2) trong điều kiện “mù” trong đó tất cả các tín hiệu thị giác đều bị triệt tiêu và các nhà nghiên cứu đánh giá cảm giác trong miệng. nhận thức, và (3) bằng vị giác và thị giác nơi người tiêu dùng đánh giá cà phê một cách tiêu chuẩn. Thông qua những điều kiện khác nhau này, các nhà nghiên cứu có thể tách biệt những mong đợi của người tiêu dùng khỏi hình thức trực quan của sản phẩm khỏi nhận thức tổng thể về sản phẩm của họ.
Nghiên cứu cho thấy những kỳ vọng không ảnh hưởng đến các thuộc tính hưởng thụ và giác quan theo cách tương tự. Mặc dù sự hiện diện của crema tạo ra kỳ vọng cao về chất lượng (một chỉ số khoái lạc), nhưng số lượng crema không ảnh hưởng đến chất lượng mong đợi (Hình 17.9). Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng chất lượng cảm nhận của sản phẩm khi họ có thể nhìn và nếm nó một cách bình thường cao hơn so với tình trạng mù trong miệng. Điều này chỉ ra rằng các tín hiệu thị giác đã tác động tích cực đến trải nghiệm trong miệng.
Điểm chất lượng trung bình cho cà phê espresso với lượng crema ngày càng tăng đối với ba điều kiện đánh giá. Điểm mịn trung bình cho cà phê espresso với lượng crema tăng dần cho ba điều kiện đánh giá.
Nếu chúng ta xem xét nghiên cứu chi tiết hơn, chúng ta có thể thấy rằng độ mịn (một chỉ số cảm quan) có liên quan chặt chẽ với lượng crema, vì cà phê có crema được cho là (điều kiện thị giác) mịn hơn cà phê không có crema (Hình 17.10). Trên thực tế, cảm nhận độ mịn trong miệng cũng tăng theo lượng crema, điều này rất có thể là do đặc tính kết cấu vật lý của crema. Độ mịn tổng thể được đánh giá cao hơn khi được nhìn và nếm so với khi người tiêu dùng ở trong tình trạng mù trong miệng.
Nhìn chung, nghiên cứu cho thấy crema là một thành phần quan trọng trong trải nghiệm cà phê espresso. Trên thực tế, việc thiếu crema gây ra những kỳ vọng thấp về chất lượng, hương vị tổng thể, vị đắng và độ mịn, từ đó làm giảm chất lượng cảm nhận và các thuộc tính cảm quan.
4.2 Tác động của Crema đến khả năng tạo hương thơm
Thuật ngữ mùi thơm đề cập đến khả năng cảm nhận các chất dễ bay hơi thông qua hệ thống khứu giác (xem thêm Chương 18). Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi có thể đến biểu mô khứu giác ở phần trên của mũi thông qua hai con đường khác nhau. Kích thích trực giao xảy ra khi các hợp chất có mùi hoạt động xâm nhập qua lỗ mũi. Đây là con đường mà các phân tử hương thơm di chuyển khi người tiêu dùng ngửi thấy mùi cà phê. Tuy nhiên, khi nếm cà phê, kích thích retronasal xảy ra khi các hợp chất tạo mùi xâm nhập qua lỗ mũi bên trong miệng. Phần sau đây sẽ tập trung vào cơ chế tác động đến nhận thức mùi thơm trực tiếp.
Trong một nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã sử dụng hệ thống Nespresso để nghiên cứu vai trò của độ dày crema và độ ổn định đối với việc giải phóng hương thơm phía trên cốc. Họ so sánh cà phê có lượng crema khác nhau (Barron và cộng sự, 2012) và độ ổn định (Dold và cộng sự, 2011) với cà phê không có crema. Mặc dù người ta thường cho rằng crema hoạt động như một lớp nắp ngăn mùi thơm thoát ra ngoài (Petracco, 2005), nhưng thay vào đó, các nghiên cứu lại cho thấy một cơ chế phức tạp hơn nhiều.
Sử dụng phương pháp MS, nghiên cứu đã tìm ra các phân tử hương liệu có độ bay hơi khác nhau phía trên cốc như một hàm số của thời gian. Trong vòng 2,5 phút đầu tiên sau khi bắt đầu chiết xuất, sự hiện diện của crema thường tạo ra nồng độ dễ bay hơi trên cốc cao hơn đáng kể so với nồng độ được tìm thấy trong cà phê lỏng không có crema (Hình 17.11 và 17.12).
Hình 17.11 Cấu hình giải phóng dễ bay hơi của tổng vết khối lượng ion đã chọn được đo bằng phương pháp quang phổ khối phản ứng chuyển proton. Vết ion đối với các mẫu được pha từ cà phê cốc dài pha trộn Arabica có crema và cùng loại cà phê không có crema (loại bỏ bằng cách lọc) (t ¼ 0 phút bằng 1 phút sau khi bắt đầu chiết cà phê) (trung bình của ba lần). Hình 17.12 Crema giúp hương thơm tỏa ra phía trên cốc
Trên thực tế, sự vỡ của lớp mỏng nằm ở bề mặt bọt làm cho bong bóng xẹp xuống và giải phóng khí bị mắc kẹt, chủ yếu chứa các mùi thơm dễ bay hơi. Sự mỏng đi của màng do bay hơi được coi là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng vỡ bong bóng này (Dold và cộng sự, 2011; Weaire và Hutzler, 1999), nhưng các hiện tượng khác được mô tả trong Phần 2 cũng có thể đóng một vai trò nào đó. Ngoài ra, khi chất lỏng bay hơi, các mùi thơm ít bay hơi cũng bay hơi từ chất lỏng vào không khí. Ngược lại, khi không có crema, tất cả sự giải phóng hương thơm (chất bay hơi cao và thấp) hoàn toàn được điều khiển bằng sự bay hơi từ pha lỏng sang pha khí.
Sau lần đầu tiên giải phóng mùi hương, quá trình ổn định crema bắt đầu đóng một vai trò quan trọng trong mô hình giải phóng. Khi độ ổn định của crema thấp, cà phê sẽ giải phóng lượng hương liệu lớn nhất vào khoảng trống phía trên. Đồng thời, thể tích crema có mối tương quan nghịch với việc giải phóng chất dễ bay hơi thấp, rất có thể là do crema hoạt động như một “nắp”, ngăn mùi thơm thoát ra ngoài. Giả thuyết cho rằng lớp crema đóng vai trò như một phương tiện giải phóng hương thơm phía trên cốc khi lớp crema không ổn định đã được Parenti et al. (2014) đã so sánh các cách pha chế espresso khác nhau. Nghiên cứu này cho thấy mối quan hệ nghịch đảo giữa lượng crema và độ ổn định khi lượng hương thơm được đo phía trên cốc.
Tóm lại, chúng ta cần xem xét các cơ chế khác nhau khi xem xét tác động của crema đến việc giải phóng hương thơm. Điều này nên bao gồm: (1) cách độ ổn định crema thấp (tức là độ vỡ bong bóng cao) giúp tăng cường giải phóng các mùi thơm dễ bay hơi, có nhiều trong pha khí của bong bóng bọt; (2) độ ổn định của crema cao giữ lại các chất dễ bay hơi cao vì crema hoạt động như một rào cản giữ lại mùi thơm; và (3) sự sụp đổ của crema sẽ cho phép khuếch tán và giải phóng các mùi thơm có độ bay hơi thấp sau đó như thế nào.
Vì tất cả những lý do này, crema và sự giải phóng hương thơm thường là trọng tâm khi phát triển các hệ thống pha cà phê espresso mới. Ví dụ, Caffe` Firenze dựa trên không khí có áp suất, tạo ra cà phê espresso với lớp bọt bền hơn (Masella et al., 2015). Lớp bọt này được coi là nguyên nhân làm giảm độ bay hơi của các phân tử hương thơm phía trên cốc. Ngược lại, điều này xác nhận những phát hiện trước đó cho thấy độ ổn định của crema đóng vai trò chính trong việc giải phóng hương thơm (Dold và cộng sự, 2011).
Với cà phê hòa tan, các nhà nghiên cứu cũng đã sử dụng phương pháp tạo crema để nâng cao khía cạnh cảm quan của đồ uống. Ví dụ, một nghiên cứu tập trung vào việc giải phóng hương thơm phía trên cốc để hình thành crema trong cà phê hòa tan với khí bên trong được điều áp (Yu và cộng sự, 2012). Tuy nhiên, nghiên cứu này không thể liên quan đến cơ chế giải phóng mùi thơm mà chúng tôi đã mô tả trước đây. Điều này là do công nghệ chế biến cà phê dựa trên sự kết hợp khí trong dịch chiết hòa tan chứ không dựa trên công nghệ chiết xuất.
Một công nghệ khác gần đây, Centrifusion, mà Nespresso sử dụng trong hệ thống VertuoLine của mình, dựa trên việc sử dụng phương pháp ly tâm để chiết xuất thay vì sử dụng áp lực để ép nước đi qua lớp cà phê. Trong trường hợp này, hệ thống tạo ra crema bằng cách kết hợp sự giãn nở khí và hình thành cơ học.
Các nghiên cứu được mô tả ở trên đều dựa trên các phương pháp phân tích được sử dụng để định lượng hoặc tiết lộ cơ chế giải phóng hương thơm trên cốc. Theo hiểu biết của chúng tôi, hiện tại không có dữ liệu về cảm quan hoặc người tiêu dùng nào được công bố minh họa tác dụng của crema đối với mùi thơm cốc được cảm nhận ở trên. Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu khác nhau đã kiểm tra nhận thức cảm giác trong miệng.
4.3 Tác động của Crema đến cảm nhận trong miệng
Có rất ít nghiên cứu về cảm nhận trong miệng về cà phê (Charles và cộng sự, 2015; Barron và cộng sự, 2012; Labbe và cộng sự, 2016) và theo hiểu biết của chúng tôi, chỉ có Barron và Labbe mới tập trung vào crema. Các nhà nghiên cứu thường sử dụng một phương pháp gọi là ưu thế tạm thời của cảm giác (TDS). Phương pháp này cho phép theo dõi sự tiến triển theo thời gian của nhận thức giác quan trong quá trình nếm thử sản phẩm (Pineau và cộng sự, 2009; Le Re’ve’rend và cộng sự, 2008; Pineau và cộng sự, 2012; Pineau và Schlich, 2015).
Nghiên cứu của Barron et al. (2012) tập trung vào việc tiêu thụ cà phê espresso đậm đặc được rang đậm trong đó lượng crema đã được thay đổi. TDS được thực hiện trong bảy ngụm, cho phép uống cả cốc. Đối với mỗi ngụm, những người tham gia hội thảo phải chọn thuộc tính nổi bật của cảm nhận trong miệng trong số danh sách 11 thuộc tính: có cacbon, rang, ngũ cốc, vị trái cây, ngọt, đắng, chua, lỏng, đặc, có sạn và mượt. Hình 17.13 cho thấy ưu thế rang tăng khi lượng crema tăng và vẫn chiếm ưu thế trong quá trình tiêu thụ cốc. Ngược lại, lượng crema thấp hoặc không có crema sẽ gây ra vị đắng cũng như vị đắng của cacbon.
Tác động của Crema đến cảm nhận trong miệng
Nghiên cứu tương tự đã xác nhận những kết quả này bằng cách sử dụng phân tích không gian mũi, một phương pháp nghiên cứu sự giải phóng mùi thơm trong cơ thể bằng phương pháp quang phổ khối để phân tích không khí thở ra trong quá trình tiêu thụ (Barron và cộng sự, 2012). Nghiên cứu cho thấy cường độ tổng thể cao hơn cho lượng crema lớn hơn. Do đó, kết hợp TDS và dữ liệu vùng mũi, chúng ta có thể kết luận rằng mùi thơm bị giữ lại trong lớp crema cũng có thể được cảm nhận bằng cảm giác và được đo trong vùng mũi trong quá trình tiêu thụ.
Tuy nhiên, việc thu được kết quả từ phân tích không gian mũi khá khó khăn vì sự khác biệt giữa những người tham gia hội thảo có thể lớn. Trong tương lai, các nhà nghiên cứu có thể thu được kết quả tốt hơn với những tiến bộ trong phương pháp phân tích để phân tích không gian mũi. Một số nghiên cứu đã báo cáo tiến trình phân tích trong việc cải thiện khả năng phân biệt giữa các mẫu bằng cách ghép thời gian bay tới MS (Romano và cộng sự, 2014).
5. TRIỂN VỌNG
Có nhiều thứ về crema hơn là chỉ vẻ bề ngoài. Tuyên bố rằng crema tốt phải có màu nâu sẫm và có độ dày nhất định có thể không sai, nhưng có thể chưa khai thác hết tiềm năng của những gì crema có thể mang lại cho trải nghiệm cà phê. Mặc dù hương vị của cà phê espresso là yếu tố chính quyết định sở thích của sản phẩm, nhưng đặc tính kết cấu và cảm giác trong miệng đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá chung của người tiêu dùng. Navarini và cộng sự. (2004b) đã điều tra lĩnh vực này với người tiêu dùng và kết luận rằng các thuộc tính của cảm giác trong miệng có thể được nhóm lại thành các thành phần liên quan đến độ nhớt (dày), chất (giàu), khả năng chống lại lưỡi (tròn), cảm giác sau khi nhai (nán lại), lớp phủ khoang miệng (miệng). -lớp phủ), và cảm giác trên mô mềm (mịn màng). Có ý kiến cho rằng các chế phẩm cà phê khác nhau sẽ có nồng độ khác nhau và do đó nên áp dụng từ vựng về cảm giác miệng để mô tả các loại đồ uống khác nhau này. Ngoài hình thức bên ngoài và kết cấu của cà phê espresso, crema còn được chứng minh là có tác dụng nâng cao khía cạnh hương thơm của cà phê và tạo ra kỳ vọng về việc tiêu thụ cà phê espresso.
Mặc dù có kiến thức chi tiết về thành phần cà phê và sự hình thành bọt trong bia, bọt sữa và đồ uống có ga nhưng vẫn còn rất ít thông tin về sự hình thành và độ ổn định của crema cà phê. Các kết quả được công bố cho đến nay phần lớn chỉ mang tính mô tả mà không chứng minh được cơ chế hoặc tầm quan trọng tương đối của chúng trong cà phê espresso. Có một số kiến thức về các thành phần đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành và ổn định lớp crema. Tuy nhiên, người ta biết rằng bọt là hệ thống rất phức tạp để nghiên cứu do động lực học của nó và nhiều hiện tượng tương tác song song trên bọt. Do đó, hầu hết các nghiên cứu trong lĩnh vực này đang diễn ra trên các hệ thống mô hình, sử dụng một hoặc hai thành phần cho phép tiếp cận có hệ thống hơn để hiểu sự hình thành và ổn định. Trong hệ thống thực phẩm thực tế, có nhiều phân tử khác nhau và độ phức tạp tăng lên đáng kể.
Chắc chắn, espresso là một chất lỏng nhiều pha phức tạp bao gồm (1) nhũ tương của các giọt dầu, (2) huyền phù của các hạt rắn và (3) sự sủi bọt của bọt khí phát triển thành bọt (Illy và Viani, 2005). Do đó, việc nghiên cứu crema espresso đòi hỏi một cách tiếp cận đa ngành, áp dụng các phương pháp phân tích phức tạp và mới nhất để hiểu rõ hơn về hiện tượng này ở các khoảng thời gian và thời gian khác nhau. Điều này đòi hỏi phải có nghiên cứu chuyên sâu và có hệ thống hơn về bọt cà phê cũng như các thông số ảnh hưởng đến sự hình thành và độ ổn định của nó. Chỉ khi hiểu rõ các hợp chất phân tử cũng như cơ chế hình thành và mất ổn định thì chúng mới có thể trở thành tác nhân làm thay đổi lớp crema.
Kết hợp nhận thức của người tiêu dùng về crema với phương pháp tiếp cận phân tử và vật lý là điều kiện tiên quyết để phát triển các chiến lược cải thiện crema espresso, có thể bao gồm các thông số pha trộn, rang, nghiền, ủ và chiết xuất bao gồm cả chất lượng nước. Cách tiếp cận mới lạ này đòi hỏi phải xem xét tính toàn vẹn của cà phê espresso.
