Sau khi rang cà phê bao lâu thì uống được?

CFRR - (Người viết: Tamika)

Share:

11:59 21/02/2023

CFRR – Cà phê pha ngay sau khi rang có thể tạo ra hương vị kém phát triển

Degas là gì?

Trong quá trình rang, hạt cà phê trải qua những thay đổi lớn trong thành phần hóa học, và khí được hình thành thông qua phản ứng maillard và các phản ứng caramel hóa, phản ứng strecker và nhiệt phân. Thể tích của hạt có thể tăng lên đến 80% và trọng lượng giảm 20% đối với cà phê rang đậm (Clarke và cộng sự, 2001). Khi kết thúc quá trình rang, một phần khí vẫn bị giữ lại bên trong các lỗ xốp của hạt cà phê và dần dần thoát ra trong quá trình bảo quản hoặc đột ngột khi xay và chiết xuất (Schenker, 2000).

Clarke và cộng sự (1987) đã báo cáo thành phần khí thoát ra từ hạt cà phê trong quá trình xay là 87% CO2, 7.3% CO, 5.3% N2, phần còn lại dưới 1% là các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC). Mặc dù thành phần khí có thể phụ thuộc vào cấu hình rang, mức độ và các thông số khác nhưng hiện tại chưa có thông tin chi tiết nào như vậy. Vì CO2 cho đến nay là thành phần phổ biến nhất của khí thoát ra nên để đơn giản thì tổng lượng khí thoát ra từ cà phê sẽ được tính xấp xỉ bằng lượng khí CO2. 

Degas là việc giải phóng khí từ cà phê rang, rất nhiều khí này được thoát ra trong vài ngày đầu tiên sau khi rang, trong pha chế khí thoát ra sẽ tạo thành các bong bóng nhỏ, những khí này sẽ làm hạn chế sự tiếp xúc giữa các chất trong hạt cà phê và nước dẫn đến hương thơm cũng như hương vị trong cà phê không đồng đều.

Việc giải phóng CO2 trong các giai đoạn khác nhau từ rang đến tiêu thụ có liên quan đến nhiều tính chất và đặc điểm quan trọng của cà phê. Nó là một chỉ số cho độ tươi, đóng một vai trò quan trọng trong thời hạn sử dụng và trong bao bì, tác động đến quá trình chiết xuất, tham gia vào quá trình hình thành crema và có thể ảnh hưởng đến cấu hình cảm quan trong tách cà phê pha (Samo Smrke và cộng sự, 2017)

Carbon dioxide trong cà phê sẽ như thế nào?

Mặc dù CO2 là một trong những phân tử nhỏ nhất trong cà phê nhưng có nhiều vai trò trong tính chất và đặc điểm của cà phê từ quá trình rang đến tách cà phê pha (Schenker, 2000; Wang và cộng sự, 2014)

  • Chiếm 1-2% trong lượng cà phê mới rang
  • CO2 sẽ được giải phóng tạo ra môi trường bảo vệ trong bao bì
  • Lượng CO2 được giữ lại bên trong cấu trúc xốp của hạt cà phê là một chỉ số về độ tươi của nó (Gloss và cộng sự, 2014; Illy và cộng sự, 2005)
  • Trong quá trình chiết xuất, một phần CO2 được giải phóng trực tiếp và có thể tạo thành lớp ‘crema’ (Illy và cộng sự, 2011; Folmer, 2016)
  • Trong điều kiện độ kiềm của nước cao (>100ppm), nhiều axit chiết xuất từ cà phê bị trung hòa bởi hydro cacbonat, do đó tạo ra một lượng CO2 tùy thuộc vào áp suất và nhiệt độ. Việc tạo ra CO2 trong quá trình chiết xuất tạo ra lực cản bổ sung và do đó kéo dài thời gian chiết xuất (Fond, 1995; Rivetti và cộng sự, 2001). 

Trong các nghiên cứu về tổng lượng khí hoặc CO2 và tốc độ khử khí từ cà phê rang nguyên hạt và cà phê xay đã được đo bằng ba phương pháp phân tích khác nhau:

  • Độ tăng áp suất được đo trong bình chứa kín trong quá trình bảo quản hạt rang và liên quan đến lượng khí thoát ra (Baggenstoss và cộng sự, 2007; Koziorowski và cộng sự, 2008).
  • Chiết xuất định lượng và giữ lại trên cột đo cho phép xác định lượng CO2 còn lại trong cà phê rang. Phương pháp này nhằm mục đích đo tổng lượng CO2. Nó có thể đánh giá lượng CO2 được giải phóng từ trong hạt, và lượng CO2 có thể được giải phóng trong quá trình chiết xuất (Shimoni và cộng sự, 2000; Anderson và cộng sự, 2003)
  • Sự giải phóng CO2 từ cà phê rang và cà phê xay đo lường thông qua theo dõi nồng độ CO2 ngày càng tăng trong vật chứa kín có thể tích khoảng trống lớn, sử dụng quang phổ hấp thụ hồng ngoại (Wang và cộng sự, 2014).

Các kết quả về lượng khí thoát ra về tỷ lệ khử khí của cà phê rang nguyên hạt được báo cáo như sau:

  • Từ mức thấp nhất là 0.7-4.3mg/g, thời gian không được ghi lại (Shimoni và cộng sự,
  • Từ 9-10mg/g trong 60 ngày (Geiger và cộng sự, 2005)
  • Từ 6.5-14mg/g trong 30 ngày khi sử dụng phương pháp IR và lên đến 16mg/g tổng CO2 bị giữ lại sau khi rang (Wang và cộng sự, 2014)

Sự khác biệt trong các giá trị được báo cáo có thể là do sự khác biệt trong cấu hình rang, phương pháp và thời gian khử khí được sử dụng bởi những nghiên cứu khác nhau, cũng như loại cà phê loại chế biến, chủng loại và nguồn gốc. Ngoài ra, người ta thấy rằng chế độ làm mát sau khi rang (làm mát bằng không khí so với phun nước) có tác động đến quá trình khử khí của cà phê rang nguyên hạt (Baggenstoss và cộng sự, 2007).

Geiger và cộng sự (2005) đã báo cáo rằng hạt cà phê được rang với cùng mức hao hụt khối lượng khi rang ở hai tốc độ khác nhau thu được lượng CO2 hình thành trong quá trình rang khác nhau và lượng CO2 thoát ra trong quá trình bảo quản cũng khác nhau. 

Tổng lượng khí bị giữ lại trong hạt cà phê rang chỉ phụ thuộc vào mức độ rang chứ không phải tốc độ khi đo hàm lượng CO2 còn lại. Tuy nhiên tốc độ khử khí sau khi rang phụ thuộc nhiều vào cà tốc độ rang và mức độ rang (Wang và cộng sự, 2014; Shimoni và cộng sự, 2000).

Mất bao lâu để cà phê khử khí?

Sự thoát khí với cà phê rang nguyên hạt 

Thực nghiệm đối với phép đo nguyên hạt cà phê C.arabica từ El Salvador được rang trên máy Probatino ở ba mức độ rang: light, medium, dark với ba tốc độ rang khác nhau: nhanh, trung bình, chậm dẫn đến chín hồ sơ rang khác nhau, quá trình khử khí được đo trong ít nhất 400 giờ thu được kết quả như hình bên dưới:

cau-hinh-khu-khi
Cấu hình khử khí của hạt cà phê nguyên hạt (Arabica), được rang ở ba mức độ rang khác nhau (nhạt, trung bình và đậm) ở tốc độ rang cố định (a) và ở ba tốc độ rang khác nhau (nhanh, trung bình và chậm) ở cùng một mức độ rang (b).
  • Đối với mức rang light, khối lượng giảm đi 2.7mg/g (rang chậm), 2.5mg/g (rang trung bình) và 2.8mg/g (nhanh). 
  • Đối với mức rang medium, mức giảm khối lượng tương ứng là 4.7mg/g (chậm), 5.6mg/g (trung bình) và 6.6mg/g (nhanh).
  • Đối với mức rang dark, mức giảm khối lượng là 8.5mg/g (rang chậm), 10.0mg/g (trung bình) và 11.9mg/g (nhanh). 

Tốc độ giảm trọng lượng và khử khí của mẫu được rang ở tốc độ trung bình của mức độ rang light được đo trong khoảng thời gian dài hơn 800 giờ; sau 800 giờ đo được tổng lượng giảm là 3.4mg/g do quá trình khử khí. Điều này cho thấy rằng cà phê nguyên hạt rang light vẫn được khử khí sau một tháng rang. Đối với độ rang từ medium đến dark, hạt rang nhanh khử khí nhanh hơn so với hạt rang chậm (Wang và cộng sự, 2014). Sự khử khí của cà phê rang nhạt ít bị ảnh hưởng bởi tốc độ rang. 

Các giá trị cao hơn thu được từ phép đo tổng CO2 sử dụng phương pháp chiết xuất và giữ lại trên cột (phương pháp ướt) cho thấy rằng một phần của CO2 bên trong hạt không giải phóng trong điều kiện khô (Wang và cộng sự, 2014; Hinman, 1993), nó chỉ được giải phóng khi cà phê được chiết xuất với nước. Điều này có thể giải thích quan sát rằng ngay cả cà phê cũ, khi được chiết xuất dưới dạng cà phê espresso, vẫn có thể xuất hiện một số lớp crema còn sót lại. 

Sự thoát khí đối với cà phê rang và xay

Sau khi xay, tốc độ khử khí tăng lên rất nhiều. Trên thực tế, lượng CO2 bị mất trong vài phút đầu tiên sau khi xay đã được báo cáo từ 40-50% (Radtke, 1975) và 59-73% (Shimoni và cộng sự, 2000). Bằng cách đo hàm lượng CO2 còn lại, xác định được sự thoát khí trong quá trình xay là 26-30% (xay thô), 33-38% (xay vừa) và 45-59% (xay mịn) (Wang và cộng sự, 2014) . Bằng phương pháp đo bằng quang phổ hồng ngoại (IR) báo cáo lượng CO2 bị mất đi là 0-14% (xay thô), 0-28% (xay vừa) và 40-65% (xay mịn). Như đã trình bày, lượng CO2 đáng kể đã bị mất đi trong quá trình xay, xay càng mịn thì lượng CO2 thoát ra càng nhiều. 

Đối với phép đo cà phê rang và xay, hạt arabica xanh từ Guatemala và robusta (Coffea canephora) từ Việt Nam được rang trên máy rang mẫu Probat. Thời gian khử khí đối với cà phê rang xay ngắn hơn so với cà phê nguyên hạt và lượng khí thoát ra cũng nhỏ hơn. So với lượng khử khí từ hạt nguyên hạt, có tới 75% lượng khí bị giữ lại được giải phóng trong và ngay sau khi xay (trong vòng 90 giây, cho đến lần đo đầu tiên), đối với cà phê mới rang. 

Dữ liệu về quá trình khử khí từ hai loại cà phê được rang ở các mức độ rang khác nhau được trình bày trong hình bên dưới. Sự khác biệt về quá trình khử khí giữa Arabica (hình a, lên đến 3,0 mg/g) và Robusta (hình b, lên đến 3,9 mg/g) tương tự như các kết quả được báo cáo (Anderson và cộng sự, 2003).

ho-so-khu-khi-cua-hat-ca-phe-moi-rang
Hồ sơ khử khí của hạt cà phê mới rang và xay của các mẫu cà phê Arabica (a) và Robusta (b), được rang trên máy rang 100 g mẫu.

Các cấu hình rang như sau: đối với arabica, 0−5 phút ở lưu lượng cao, từ 5 phút ở lưu lượng thấp; đối với robusta, 0−6 phút ở lưu lượng cao, từ 6 phút ở lưu lượng thấp. Tổng thời gian rang là khoảng 7−8 phút (tốc độ rang trung bình).

Lượng khử khí từ cà phê arabica, được đo bằng phương pháp trọng lượng, thấp hơn so với lượng được đo bằng hàm lượng CO2 còn lại sau khi xay trong khoảng từ 4,5 đến 8,5 mg/g đối với mức độ xay mịn và bằng phương pháp IR là khoảng 5mg/g (Wang và cộng sự, 2014; Anderson và cộng sự, 2003) 

Kết luận

Các nghiên cứu ở trên cho thấy lượng CO2 được giữ lại trong hạt cà phê rang ở bất kỳ độ rang nào, không phụ thuộc vào nhiệt độ rang (230 và 250 độ C). Tuy nhiên, tốc độ khử khí CO2 đối với hạt cà phê rang ở nhiệt độ cao nhanh hơn đáng kể so với hạt cà phê rang ở nhiệt độ thấp hơn. Thời gian degas có thể từ ba ngày đến một tháng (rang light), đây cũng là thời điểm tốt để pha cà phê nhưng mỗi loại cà phê khác nhau với cấu hình rang khác nhau sẽ có thời gian degas cần thiết khác nhau. 

Nguồn tham khảo

Anderson, B. A.; Shimoni, E.; Liardon, R.; Labuza, T. P. The diffusion kinetics of carbon dioxide in fresh roasted and ground coffee. J. Food Eng. 2003, 59, 71−78. 

Baggenstoss, J.; Poisson, L.; Luethi, R.; Perren, R.; Escher, F. Influence of water quench cooling on degassing and aroma stability of roasted coffee. J. Agric. Food Chem. 2007, 55, 6685−91. 

Clarke, R. J.; Macrae, R. Coffee, Vol. 2: Technology; Elsevier Applied Science Publishers, 1987. 

Clarke, R. J.; Vitzthum, O. G. Coffee: Recent Developments; Blackwell Sciences Ltd., 2001. 

Effect of water composition and water treatment on espresso coffee percolation. In: Pro-ceedings of the 19th ASIC Colloquium; Trieste, Italy.

Folmer, B. The Craft and Science of Coffee; Elsevier Science, 2016. 

Fond, O, 1995. Effect of water and coffee acidity on extraction: dynamics of coffee bed compaction in espresso type extraction. In: Proceedings of the 16th Colloquium. ASIC, Kyoto

Geiger, R.; Perren, R.; Kuenzli, R.; Escher, F. Carbon Dioxide Evolution and Moisture Evaporation During Roasting of Coffee Beans. J. Food Sci. 2005, 70, E124−E130. 

Hinman, D. CO2 Sorption in roast and ground coffee. In 15th International Scientific Colloquium on Coffee, Montpellier, France, 1993. 

Illy, A.; Viani, R. Espresso Coffee: The Science of Quality; Elsevier: Amsterdam, The Netherlands, 2005; Vol. 2.

Illy, E.; Navarini, L. Neglected Food Bubbles: The Espresso Coffee Foam. Food Biophysics 2011, 6, 335−348.

Koziorowski, T.; Baumeister, H.; Jansen, G.; Bongers, S. Development of an apparatus for measuring the degassing behavior of coffee with the option to examine the influence of protective gases for aroma preservation. In ASIC: 22nd International Conference on Coffee Science; Campinas, Brazil, 2008. 

Radtke, R. Das Problem der CO2-Desorption von Rostkaffee unter dem Gesichtspunkt einer neuen Packstoffentwicklung. In 7th International Scientific Colloquium on Coffee, Hamburg, Germany, Association Scientifique Internationale pour le Cafe: Paris, France, 1975. 

Rivetti, D., Navarini, L., Cappuccio, R., Abatangelo, A., Petracco, M., Suggi-Liverani, F., 2001. 

Schenker, S. Investigations on the hot air roasting of coffee beans. Thesis/Dissertation No. 13620, ETH Zurich, Switzerland, 2000. 

Schenker, S.; Perren, R.; Escher, F.; Handschin, S.; Frey, B. Pore Structure of Coffee Beans Affected by Roasting Conditions. J. Food Sci. 2000, 65, 452−457.

Shimoni, E.; Labuza, T. P. Degassing kinetics and sorption equilibrium of carbon dioxide in fresh roasted and ground coffee. J. Food Process Eng. 2000, 23, 419−436. 

Wang, X.; Lim, L.-T. Effect of roasting conditions on carbon dioxide degassing behavior in coffee. Food Res. Int. 2014, 61, 144−151. (6) Gloss, A. N.; Schonbachler, B.; Rast, M.; Deuber, L.; Yeretzian, C. Freshness Indices of Roasted Coffee: Monitoring the Loss of Freshness for Single Serve Capsules and Roasted Whole Beans in Different Packaging. Chimia 2014, 68, 179−182.

Bài viết liên quan

Tác động của biến đổi khí hậu đối với sản xuất cà phê

Mục lục bài viếtDegas là gì?Carbon dioxide trong cà phê sẽ như thế nào?Mất bao lâu...

Sự khác biệt khi rang hạt cà phê robusta và arabica

Mục lục bài viếtDegas là gì?Carbon dioxide trong cà phê sẽ như thế nào?Mất bao lâu...

Độ cao và bóng râm ảnh hưởng đến chất lượng cà phê như thế nào?

Mục lục bài viếtDegas là gì?Carbon dioxide trong cà phê sẽ như thế nào?Mất bao lâu...

Phương pháp pha chế ảnh hưởng đến cảm quan cà phê

Mục lục bài viếtDegas là gì?Carbon dioxide trong cà phê sẽ như thế nào?Mất bao lâu...