CFRR – Quá trình pha cà phê cũng ảnh hưởng đến các đặc tính cảm quan cà phê.
Cà phê là một trong những thức uống nóng phổ biến nhất trên thế giới, nó có thể được chuẩn bị bằng một số phương pháp, nhưng các hình thức phổ biến nhất là đun sôi (ủ) và áp suất (espresso). Các nghiên cứu phân tích về các chất tạo nên mùi thơm dễ chịu của cà phê rang đã được thực hiện trong hơn 100 năm. Cà phê ủ và cà phê espresso (EC) có mùi thơm khác biệt và hương vị đặc biệt, thể hiện tầm quan trọng của quy trình pha chế đối với chất lượng cảm quan của sản phẩm cà phê pha cuối cùng.
Các phương pháp pha cà phê phổ biến
Phương pháp đun sôi
Phương pháp pha cà phê sớm nhất là đun sôi, ví dụ phổ biến nhất là cà phê Thổ Nhĩ Kỳ, được pha chế bằng cách xay hoặc nghiền hạt cà phê thành bột mịn, sau đó cho vào nước trong nồi và đun sôi. Điều này tạo ra một loại cà phê đậm đặc với một lớp bọt trên bề mặt và cặn (không dùng để uống) lắng xuống đáy cốc.
Phương pháp ngâm ủ
Một phương pháp phổ biến để pha cà phê là ngâm nó trong một thiết bị như bình ép kiểu Pháp (còn được gọi là caffetiere, máy ép cà phê hoặc pít tông pha cà phê). Cà phê xay và nước sôi được kết hợp trong một bình hình trụ và để ủ trong vài phút. Một bộ lọc hình tròn, vừa khít với hình trụ và được cố định vào một pít-tông, được đẩy từ trên xuống qua chất lỏng để ép bã xuống đáy. Khi bã cà phê tiếp xúc trực tiếp với nước, hầu hết các hoạt chất sẽ đi vào thức uống, làm cho nó đậm hơn và để lại nhiều cặn hơn so với cà phê được pha bằng bất kỳ loại máy pha cà phê tự động nào. Cà phê được rót ra khỏi bình chứa, với bộ lọc giữ lại bã ở phía dưới.
Phương pháp nhỏ giọt
Một kỹ thuật pha cà phê phổ biến khác là phương pháp nhỏ giọt, trong đó nước sôi được đổ vào một vật chứa có đế đục lỗ, phía trên có một bộ lọc chứa cà phê nhỏ giọt vào một vật chứa bên dưới. Tương tự như phương pháp nhỏ giọt là phương pháp lọc, thường được sử dụng trong máy pha cà phê tự động, trong đó nước nóng chảy xuống bộ lọc chứa cà phê và cà phê đã pha sẽ chảy vào bình chứa bên dưới.
Phương pháp áp suất
Một phương pháp khác sử dụng áp suất cao để tạo ra cà phê espresso, phổ biến ở Nam Âu, Trung Mỹ và các khu vực khác. Nó được pha chế từ hạt cà phê rang, xay và áp suất của máy EC tạo ra sự thẩm thấu của một lượng nước nóng hạn chế qua bánh cà phê xay trong một thời gian ngắn để tạo ra một tách nhỏ thức uống có bọt đậm đặc (Illy & Viani, 1995a ). Việc pha chế EC bị ảnh hưởng bởi các yếu tố liên quan đến cà phê, thành phần nước và các điều kiện kỹ thuật khác liên quan đến máy (Andueza và cộng sự, 2003; Navarini và cộng sự, 2001; Petracco, 2001).
Máy pha cà phê espresso phổ biến nhất được sản xuất với một máy bơm cung cấp dòng nước liên tục (Odello & Odello, 2006). Với máy bơm thể tích này, nước được đưa đến áp suất mong muốn (thường là khoảng 9bar) và sau đó được đẩy qua bộ trao đổi nhiệt, đưa nước đến nhiệt độ đã chọn (thường là từ 91 đến 96 độ C) (Caprioli và cộng sự, 2012). Sau đó, nước chảy về phía bộ phận lọc, bao gồm một bộ phận cố định mà giá đỡ bộ lọc được lắp vừa khít vào đó. Nước được phun đều trên bề mặt cà phê bên trong bộ lọc, sau đó diễn ra quá trình pre-infusion trong vài giây, khi cà phê hấp thụ vài mililit nước và nở lên. Điều này cho phép bề mặt cà phê đạt được độ thấm cần thiết và quá trình chiết xuất các thành phần espresso được đánh giá cao nhất bắt đầu.
Sau đây là một số điều kiện quan trọng được áp dụng để có được một ly espresso Ý, mặc dù chỉ những điều kiện này sẽ không đủ để đáp ứng các yêu cầu chất lượng: cà phê xay: 7 ± 0,5 g, nhiệt độ nước thoát ra khỏi thiết bị 90 ± 2 độ C, nhiệt độ của thức uống trong cốc 67 ± 3 độ C, áp suất nước đầu vào 9 ± 1 bar, thời gian thấm 25 ± 2,5 giây, độ nhớt ở 45 độ C > 1,5 mPa, tổng chất béo >2 mg/ml, caffein <100 mg/cốc, thể tích trong cốc (kể cả bọt) 25 ± 2,5 ml (Odello & Odello, 2006).
Ảnh hưởng của các loại pha chế khác nhau đến hồ sơ cảm quan
Thành phần chính của hương thơm cà phê
Nhiều nghiên cứu phân tích đã được thực hiện về các chất tạo nên mùi thơm dễ chịu của cà phê rang. Hương vị của cà phê pha phụ thuộc chủ yếu vào loại cà phê được sử dụng để pha chế. Từ cà phê arabica và cà phê rang xay robusta, thu được các cấu hình thơm khác nhau trong quá trình pha cà phê.
Bernheimer (1880) là người đầu tiên báo cáo việc xác định một số chất bay hơi cà phê, ví dụ: metylamin và pyrol. Sau đó, thành phần của phần dễ bay hơi của cà phê đã được nghiên cứu trong nhiều năm, và hàng trăm hợp chất đã được xác định là thành phần tạo nên hương thơm cà phê (Holscher & Steinhart, 1992; Sanz và cộng sự, 2001, 2002a). Các thành phần chính là aldehyde, xeton, furan, pyrazine, pyridine, hợp chất phenolic, indoles, lactones, este và benzothiazine.
Hầu hết những hợp chất này, được tạo ra trong quá trình rang, đã được biết đến như là sản phẩm từ phản ứng maillard giữa axit amin và đường, phân hủy strecker, phân hủy đường, phân hủy lipid nhỏ và tương tác giữa các sản phẩm phân hủy trung gian. Một số hợp chất dễ bay hơi, chẳng hạn như axit caffeic, axit quinic và axit chlorogenic, không phát sinh từ phản ứng maillard, nhưng là thành phần tự nhiên của hạt cà phê, tạo ra một lượng đáng kể các chất bay hơi tổng số (Illy & Viani, 1995a; Moon & Shibamoto, 2010 ).
Mặc dù phần dễ bay hơi trong cà phê rất phức tạp, một số nhà nghiên cứu đề xuất rằng chỉ một số hợp chất (được gọi là chất tạo mùi chính) chịu trách nhiệm tạo nên hương vị cà phê (Grosch, 1998; Maeztu và cộng sự, 2001a; Rocha và cộng sự, 2003; Semmelroch & Grosch , 1995).
Các phương pháp pha chế ảnh hưởng đến cảm quan cà phê
Hồ sơ hóa học
Một trong những nghiên cứu đầu tiên về đặc trưng của hương thơm cà phê được thực hiện bởi Holscher và cộng (1990), người đầu tiên thực hiện phân tích pha loãng chiết xuất hương liệu (AEDA) của cà phê rang và xác định khả năng tạo mùi cho từng hợp chất, được gọi là hệ số FD (pha loãng hương vị), sử dụng phương pháp sắc ký khí-khứu giác (kỹ thuật GCO), trong đó những người thử nghiệm đã qua đào tạo đưa ra đánh giá cảm quan về dịch rửa giải từ cột sắc ký.
Hương thơm cà phê espresso
Mùi thơm đặc biệt của cà phê espresso có thể là do sự hiện diện của bọt bề mặt, bọt này giữ lại các mùi thơm bay hơi và một lượng giải phóng vào khí quyển (Illy & Viani, 1995a, b). Trong số các hợp chất lưu huỳnh được xác định, methanethiol chịu trách nhiệm về mùi thơm tươi mát của EC, như đã báo cáo trước đó (Holscher & Steinhart, 1992). Trong số các aldehyde, acetaldehyde và propanal cho thấy mối tương quan rất thấp với hương vị trái cây.
Mayer và cộng sự (2000) báo cáo rằng 2-Methylpropanal, 2-methylbutanal và 3-methylbutanal, là các sản phẩm phân hủy strecker của valine, isoleucine và leucine, được đề xuất là nguyên nhân tạo ra hương vị mạch nha trong cà phê pha (Semmelroch & Grosch, 1995, 1996). Tuy nhiên, Maeztu và cộng sự (2001b), không tìm thấy mối tương quan giữa hương mạch nha và aldehyde strecker, có thể là do các chất tạo mùi mạnh hơn khác che lấp trong các mẫu EC. Mặt khác, một mối tương quan rất có ý nghĩa giữa hương vị lên men và 2-methylbutanal (Holscher & Steinhart, 1992), 2-ethyl-3,5- dimethylpyrazine, 2-ethylpyrazine và 2-ethyl-6-methylpyrazine có tương quan với mùi gỗ/giấy, mùi rang/cháy và mùi đất/mốc (Maeztu và cộng sự, 2001b). Guaiacol, một hợp chất phenolic, chịu trách nhiệm tạo ra hương thơm phenolic cũng như hương vị cháy khét trong cà phê rang xay và cà phê pha (Blank và cộng sự, 1991; Semmelroch & Grosch, 1996).
Hơn nữa, chất lượng cà phê espresso không chỉ liên quan đến hỗn hợp cà phê mà còn liên quan đến tất cả các thông số được đặt trên máy pha cà phê espresso: nhiệt độ, áp suất và thành phần của nước, lượng và kích thước hạt của bột cà phê được sử dụng cũng như thời gian thẩm thấu.
Phương pháp ngâm ủ và nhỏ giọt
Cà phê được pha chế bằng dụng cụ French Press đục và có màu nâu nhạt, điều này có thể khiến người dùng từ chối phương pháp này. Các thuộc tính về màu sắc, bề ngoài và độ sáng của cà phê là những thuộc tính chính chịu trách nhiệm phân biệt các đặc tính cảm quan của cà phê (Scholz và cộng sự, 2013). French press tiếp xúc nhiều với bã cà phê, giải phóng các vi hạt gợi ý mật độ cao hơn trên vòm miệng tại thời điểm tiêu thụ, do đó làm suy giảm nhận thức cảm quan.
Dụng cụ pha chế Chemex và Hario V60, chỉ ra rằng các thuộc tính về độ ngọt, hương vị, và cân bằng rõ rệt hơn sau khi chiết xuất. Cà phê thu được bằng phương pháp V60 có tính axit và cơ thể thấp. Phương pháp Kalita V60 và V60 có hàm lượng tanin thấp nhất (Zapata và cộng sự, 2019). Tannin là chất làm se da, liên kết với polyphenol, làm kết tủa, do đó làm co lại protein, khiến tính chất làm se da của tanin biểu hiện ở cảm giác khô miệng xảy ra sau khi uống (Kumar & Upadhyaya , 2012).
Cà phê pha nhỏ giọt và cà phê ép kiểu Pháp được đặc trưng bởi hương thơm vừa phải, vị rang và vị đắng tương đối yếu, và mức độ ngọt rõ rệt hơn so với cà phê từ các phương pháp pha cà phê khác (espresso, nespresso, bialetti). Cà phê pha nhỏ giọt và cà phê pha kiểu Pháp giống nhau ở nhiều thuộc tính nhưng khác nhau về độ khô/làm se miệng, hương thơm cháy, vị đắng cơ bản và hậu vị đắng.
Kết luận
Cà phê là một trong những thức uống được tiêu thụ và nghiên cứu nhiều nhất trên thế giới. Người ta biết rằng các yếu tố như sự đa dạng và pha trộn của hạt cà phê, mức độ rang và quá trình xay ảnh hưởng đến thành phần và chất lượng cà phê. Tuy nhiên, quá trình pha cà phê cũng ảnh hưởng đến các đặc tính cảm quan có lợi của cà phê.
Tham gia cộng đồng The life of coffee để khám phá thế giới thú vị của cà phê tại ‘Link‘
Nguồn tham khảo
Alves RC, Costa ASG, Jerez M, Casal S, Sineiro J, Nunez MJ, Oliveira B. 2010. Antiradical activity, phenolics profile, and hydroxymethylfur- fural in espresso coffee: influence of technological factors. J Agr Food Chem 58:12221–12229.
Andueza S, Maeztu L, Pascual L, Ibanez C, Paz MPD, Cid C. 2003. Influence of extraction temperature on the final quality of espresso coffee. J Sci Food Agr 83:240–248.
Aruoma O. 1999. Antioxidant actions of plant foods: use of oxidative DNA damage as a tool for studying antioxidant efficacy. Free Radic Res 30:419–427.
Balzer HH. 2001. Acids in coffee. In: Clarke RJ, Vitzthum OG, editors. Coffee: recent developments. Oxford: Blackwell Science. p. 18–23.
Baselt RC, editor. 2002. Caffeine. In: Disposition of toxic drugs and chemicals in man. 6th ed. Foster City (CA): Biomedical Publications. p. 149–152.
Basnet P, Matsushige K, Hase K, Kadota S, Namba T. 1996. Four di-O- caffeoyl quinic acid derivatives from propolis. Potent hepatoprotective activity in experimental liver injury models. Biol Pharm Bull 19: 1479–1484.
Beal M. 1995. Aging, energy, and oxidative stress in neurodegenerative diseases. Ann Neurol 38:357–366.
Belitz H, Grosch W, Schieberle P. 2009. Coffee, tea, cocoa. In: Belitz H, Grosch W, Schieberle P, editors. Food chemistry. 4th ed. Berlin: Springer-Verlag. p 938–970.
Bernheimer O. 1880. Zur Kenntniss der Ro ̈stproducte des Kaffees. Monatsh Chem 1:456–467.
Blank I, Sen A, Grosch W. 1991. Aroma impact compounds of Arabica and Robusta coffee. Qualitative and Quantitative investigations. ASIC, 14th Colloque, San Francisco, CA. p. 117–129.
Blank I, Sen A, Grosch W. 1992. Potent odorants of the roasted powder and brew of Arabica coffee. Z Lebensm Unters For 195: 239–245.
Blumberg S, Frank O, Hofmann T. 2010. Quantitative studies on the influence of the bean roasting parameters and hot water percolation on the concentrations of bitter compounds in coffee brew. J Agr Food Chem 58:3720–3728.
Borrelli RC, Visconti A, Mennella C, Anese M, Fogliano V. 2002. Chemical characterization and antioxidant properties of coffee melanoidins. J Agr Food Chem 50:6527–6533.
Butler R. 1999. Solubles into the millennium. Tea coffee trade J 171: 72–76.
Campa C, Doulbeau S, Dussert S, Hamon S, Noirot M. 2005. Qualitative relationship between caffeine and chlorogenic acid contents among wild Coffea species. Food Chem 93:135–139.
Caprioli G, Cortese M, Cristalli G, Maggi F, Odello L, Ricciutelli M, Sagratini G, et al. 2012. Optimization of espresso machine parameters through the analysis of coffee odorants by HS-SPME–GC/MS. Food Chem 135:1127–1123.
Caprioli G, Cortese M, Odello L, Ricciutelli M, Sagratini G, Tomassoni G, Torregiani E, et al. 2013. Importance of espresso coffee machine parameters on the extraction of chlorogenic acids in a certified Italian espresso by using SPE-HPLC-DAD. J Food Res 2:55–64.
Caprioli G, Cortese M, Maggi F, Minnetti C, Odello L, Sagratini G, Vittori S. 2014. Quantification of caffeine, trigonelline and nicotinic acid in espresso coffee: the influence of espresso machines and coffee cultivars. Int J Food Sci Nutr 65:465–469.
Cetto AA, Wiedenfeld H. 2001. Hypoglycemic effect of Cecropia obtusifolia on streptozotocin diabetic rats. J Ethnopharmacol 78: 145–149.
Crozier A, Jaganath I, Clifford M. 2009. Dietary phenolics: chemistry, bioavailability and effects on health. Nat Prod Rep 26:1001–1043.
Del Castillo MD, Ames JM, Gordon MH. 2002. Effect of roasting on theantioxidant activity of coffee brews. J Agr Food Chem 50:3698–3703. Dorea J, da Costa T. 2005. Is coffee a functional food? Brit J Nutr 93: 773–782.
Ellenhorn MJ, Barceloux DG. 1988. Medical toxicology, diagnosis and treatment of human poisoning. New York: Elsevier. p. 508–514. Farah A, De Paulis T, Trugo LC, Martin PR. 2005. Effect of roasting on the formation of chlorogenic acid lactones in coffee. J Agr Food Chem 53:1505–1513.
Flament I. 1991. Volatile compounds in foods and beverages. In: Maarse H, editor. New York: Marcel Dekker Inc. p. 617–669.
Fujioka K, Shibamoto T. 2008. Chlorogenic acid and caffeine contents in various commercial brewed coffees. Food Chem 106:217–221.
Ginz M, Balzer H, Bradbury A, Maier H. 2000. Formation of aliphatic acids by carbohydrate degradation during roasting of coffee. Eur Food Res Technol 211:404–410.
Grosch W. 1998. Flavour of coffee. Food/Nahrung 42:344–350.
Hofmann T, Czerny M, Calligaris S, Schieberle P. 2001. Model studies on the influence of coffee melanoidins on favor volatiles of coffee beverages. J Agr Food Chem 49:2382–2386.
Holscher W, Steinhart H. 1992. Investigation of roasted coffee freshness with an improved headspace technique. Z Lebensm Unters For 195: 33–38.
Holscher W, Vitzthum OG, Steinhart H. 1990. Identification and sensorial evaluation of aroma-impact-compounds in roasted Colombian coffee. Cafe Cacao The 34:205–212.
Hur JY, Soh Y, Kim BH. 2001. Neuroprotective and neurotrophic effects of quinic acids from Aster scaber in PC12 cells. Biol Pharm Bull 24: 921–924.
Illy A, Viani R. 1995a. Espresso coffee: the chemistry of quality. London, UK: Academic Press Limited. p. 24–28.
Illy A, Viani R. 1995b. Espresso coffee: the chemistry of quality. London, UK: Academic Press Limited. p. 253.
Kim SS, Park RY, Jeon HJ, Kwon YS, Chun W. 2005. Neuroprotective effects of 3,5-dicaffeoylquinic acid on hydrogen peroxide-induced cell death in SH-SY5Y cells. Phytother Res 19:243–245.
Lingle TR. 1996. The coffee brewing handbook. Long Beach (CA): Specialty Coffee Association.
Ludwig IA, Sanchez L, Caemmerer B, Kroh LW, Paz MPD, Cid C. 2012. Extraction of coffee antioxidants: impact of brewing time and method. Food Res Int 48:57–64.
Maeztu L, Andueza S, Iban C, Paz MPD. 2001a. Multivariate methods for characterization and classification of espresso coffees from different botanical varieties and types of roast by foam, taste, and mouthfeel. J Agr Food Chem 49:4743–4747.
Maeztu L, Sanz C, Andueza S, Paz MPD, Bello J, Cid C. 2001b. Characterization of espresso coffee aroma by static headspace GC–MS and sensory flavor profile. J Agr Food Chem 49:5437–5444.
Mayer F, Czerny M, Grosch W. 2000. Sensory study of the character impact aroma compounds of a coffee beverage. Eur Food Res Technol 211:272–276.
McCusker RR, Goldberger BA, Cone EJ. 2003. Caffeine content of specialty coffees. J Anal Toxicol 27:520–522.
Moon JK, Shibamoto T. 2010. Formation of volatile chemicals from thermal degradation of less volatile coffee components: quinic acid, caffeic acid, and chlorogenic acid. J Agr Food Chem 58:5465–5470.
Moseira AS, Spitzer V, Schapoval EES, Schenkel EP. 2000. Antiinflammatory activity of extracts and fractions from the leaves of Gochnatia polymorpha. Phytother Res 14:638–640.
Navarini L, Rivetti D, Cappuccio R, Abatangelo A, Petracco M, Suggi- Liverani F. 2001. Effects of water composition and water treatment on espresso coffee percolation. Proceedings in 19th International Scientific Colloquium on Coffee, Trieste.
Nijssen LM, Visscher CA, Maarse H, Willemsens LC, Boelens MH. 1996. Volatile compounds in food. Qualitative and quantitative data. 7th ed. TNO Nutrition and Food Research Institute, Zeist, The Netherlands. p. 72.1–72.23.
Odello L, Odello C. 2006. Espresso Italiano Tasting. Centro Studi Assaggiatori. Artigianelli Spa, Brescia, Italy.
Perez-Martinez M, Caemmerer B, Paz MPD, Cid C, Kroh LW. 2010. Influence of brewing method and acidity regulators on the antioxidant capacity of coffee brews. J Agr Food Chem 58:2958–2965.
Perrone D, Farah A, Donangelo CM, de Paulis T, Martin PR. 2008. Comprehensive analysis of major and minor chlorogenic acids and lactones in economically relevant Brazilian coffee cultivars. Food Chem 106:859–867.
Peters A. 1991. Brewing makes the difference. Proceedings of the 14th ASIC Colloquium, San Francisco, USA. p. 97–106.
Petracco M. 2001. Technology IV: Beverage preparation: brewing trends for the new millennium. In: Clarke RJ, Vitzthum OG, editors. Coffee recent developments. Oxford: Blackwell Science. p. 140–164.
Petracco M. 2005. Percolation. Illy, Viani R, editors. Espresso coffee: the chemistry of quality. 2nd ed. London: Elsevier Academic Press London. p. 259–289.
Pulido R, Hernandez Garcia M, Saura Calixto F. 2003. Contribution of beverages to the intake of lipophilic and hydrophilic antioxidants in the Spanish diet. Eur J Clin Nutr 57:1275–1282.
Rocha S, Maeztu L, Barros A, Cid C, Coimbra AM. 2003. Screening and distinction of coffee brews based on headspace solid phase micro- extraction/gas chromatography/principal component analysis. J Sci Food Agr 84:43–51.
Rodrigues CI, Marta L, Maia R, Miranda M, Ribeirinho M, Maguas C. 2007. Application of solid-phase extraction to brewed coffee caffeine and organic acid determination by UV/HPLC. J Food Compos Anal 20: 440–448.
Sanz C, Ansorena D, Bello J, Cid C. 2001. Optimizing headspace temperature and time sampling for identification of volatile compounds in ground roasted Arabica coffee. J Agr Food Chem 49:1364–1369.
Sanz C, Czerny M, Cid C, Schieberle P. 2002a. Comparison of potent odorants in a filtered coffee brew and in an instant coffee beverage by aroma extract dilution analysis (AEDA). Eur Food Res Technol 214: 299–302.
Sanz C, Maeztu L, Zapelena MJ, Bello J, Cid C. 2002b. Profiles of volatile compounds and sensory analysis of three blends of coffee: influence of different percentages of Arabica and Robusta and influence of roasting coffee with sugar. J Sci Food Agr 82:840–847.
Semmelroch P, Grosch W. 1995. Analysis of roasted coffee powders and brews by gas chromatography-olfactometry of headspace samples. Food Sci Technol Int 28:310–313.
Semmelroch P, Grosch W. 1996. Studies on character impact odorants of coffee brews. J Agr Food Chem 44:537–543.
Semmelroch P, Laskawy G, Blank I, Grosch W. 1995. Determination of potent odorants in roasted coffee by stable isotope dilution assays. Flavour Fragr J 10:1–7.
Soh Y, Kim JA, Sohn NW, Lee KR, Kim SY. 2003. Protective effects of quinic acid derivatives on tetrahydropapaveroline-induced cell death in C6 glioma cells. Biol Pharm Bull 26:803–807.
Svilaas A, Sakhi A, Andersen L, Svilaas T, Strom E, Jacobs D. 2004. Intakes of antioxidants in coffee, wine, and vegetables are correlated with plasma carotenoids in humans. J Nutr 134:562–567.
Trugo LC, Macrae R. 1984. Chlorogenic acid composition of instant coffees. Analyst 109:263–266.
Vignoli JA, Bassoli DG, Benassi MT. 2011. Antioxidant activity, polyphenols, caffeine and melanoidins in soluble coffee: the influ- ence of processing conditions and raw material. Food Chem 124: 863–868.
