Sự ảnh hưởng của phương pháp chế biến đến hương vị cà phê

CFRR- Trong tự nhiên, quả cà phê là một loại trái cây thuộc nhóm quả mọng có màu xanh khi quả non và khi chín quả căng bóng có màu đỏ, hoặc vàng (tùy vào các kiểu gen), nếm có vị ngọt.

Nó là một loại quả thuộc chi Coffea họ Rubiaceae (Thiến thảo) và có thể thuộc nhiều giống khác nhau phổ biến là C. arabica và C.canephora (robusta). Trong những giao dịch về cà phê quốc tế đa phần là dưới dạng cà phê nhân xanh (hạt cà phê đã qua quá trình chế biến).

Cấu tạo quả cà phê

Với lớp vỏ ngoài bao phủ lớp vỏ thịt (lớp trung bì) có chứa xơ và ngọt, kế tiếp là lớp chất nhầy mỏng, nhớt (gọi là pectin), sau là một lớp giấy da (vỏ trấu) màu vàng nhạt, và lớp da bạc (vỏ lụa) bao bọc mỗi bán cầu của hạt cà phê (Belitz và cộng sự, 2009; Berbert và cộng sự, 2001). 

1. Exocarp là lớp vỏ bao bên ngoài của quả

Khi bắt đầu phát triển vỏ quả có màu xanh lục do sự hiện diện của lục lạp, chuyển qua màu vàng ở giai đoạn phát triển đến khi chín chuyển sang màu đỏ do sự mất đi của các sắc tố diệp lục và tích tụ các sắc tố anthocyanin, có một số gen tích tụ lutein sẽ có quả chín màu vàng (Marin và cộng sự, 2003). Vỏ quả được hình thành bởi một lớp tế bào nhu mô đơn gồm các tế bào có chứa lục lạp và có khả năng hấp thụ nước (De castro và cộng sự, 2006; Wintgens và cộng sự, 2008). Trong vỏ quả có các tannin 1% , caffein 5%, trigonelline, acid hữu cơ và các loại enzym.

2. Mesocarp/ Chất nhầy là phần thịt của quả cà phê

Khi quả chín, các enzym pectolytic sẽ phá vỡ các chuỗi pectic tạo ra hydrogel không hòa tan rất nhiều đường và pectin nằm bên dưới lớp màng nhầy làm nên một cấu trúc mềm, mọng nước có độ nhớt cao, độ dày khoảng 0,5-2mm (Ouguerram, 1999), tỷ lệ chất nhầy tăng khi độ cao tăng.

Đối với quả cà phê mới thu hoạch, chất nhầy bao gồm nước 84.2%, protein 8.9%, pectat 0.91%, fructose 27% , glucose 21%, sucrose 6-9% và axit hữu cơ 7,3%, trong đó axit malic, axit quinic và axit gluconic là phong phú nhất (SCA, 2017).

3. Endocarp/ Parchment – Lớp giấy da/ Vỏ trấu

Là lớp cứng bao quanh hạt cà phê, bao gồm ba đến bảy lớp tế bào xơ cứng sclerenchyama có kích thước khoảng 150 micro mét (Mendes, 1942). Vỏ trấu là lớp ngoài cùng của phần hạt thành phần chính là Cellulose 40-49%, nhám và tiếp xúc trực tiếp với thịt quả, chứa một ít caffein khoảng 0.4%, hemicellulose 25-32%, lignin 33-35% (Bekalo và cộng sự, 2010)

Các tế bào này sẽ cứng lại trong quá trình chín của quả cà phê. Trong chế biến cà phê, người ta ước tính rằng cứ một kilogram hạt cà phê tạo ra thì cũng có khoảng một kilogram vỏ trấu được tạo ra.

4. Silverskin – Vỏ bạc/ Ngoại bì

Vỏ lụa là lớp ngoài cùng bao quanh hạt được hình thành từ các tế bào xơ cứng có màu trắng bạc sau khi phơi khô dày khoảng 70micro mét nên còn được gọi là vỏ bạc (Dedecca, 1957), chứa khoảng 18% protein, cùng lượng nhỏ các chất béo và carbohydrate . Lớp vỏ bạc này có thể được loại bỏ ra khỏi hạt khi rang.

5. Seed – Hạt cà phê bao gồm ngoại nhũ, nội nhũ và phôi, kích thước của hạt cà phê sẽ thay đổi tùy theo giống cà phê, trung bình hạt có thể dài 10mm, rộng 6mm. Thông thường, một quả cà phê sẽ có 2 nhân nằm đối xứng với nhau, các dạng đột biến cà phê sẽ có 3 nhân hoặc 1 nhân tròn (culi). 

Ngoại nhũ sẽ có nhiệm vụ chính là tích lũy chất dinh dưỡng cho quá trình nảy mầm của phôi, góp phần thể hiện được các đặc tính vật lý của hạt cà phê (Geromel và cộng sự, 2008; Geromel và cộng sự, 2006). Nhìn từ bên ngoài thì ngoại nhũ phải có màu vàng hổ phách đồng nhất, không có đốm, không có vết dập, không có dấu hiệu và triệu chứng của bệnh….Ngoại nhũ còn có tác dụng bảo vệ nội nhũ và phôi bên trong.

Nội nhũ (Endosperm) là mô được tạo ra bên trong hạt nơi chứa gần như tất cả chất dinh dưỡng của hạt cà phê, và hàm lượng caffein cao nhất nằm ở đây. Các hợp chất hòa tan trong nước là Caffein, trigonelline, acid nicotinic, acid chlorogenic, disaccharides, protein, khoáng chất và các acid cacboxylic. Các thành phần không hòa tan trong nước là cellulose, polysaccharides, lignin, hemicellulose, một số protein, khoáng chất, vitamin và lipid, acid glutamic, acid aspartic, leucine và valine (De castro và cộng sự, 2006; Wintgens và cộng sự, 2008)

Phôi (Embryo) nằm bên trong nội nhũ bao gồm một trục và hai lá mầm. Phôi sẽ được phát triển thành cây nhờ một trục kéo sẽ kéo phôi lên khỏi mặt đất.

Thành phần hóa học có trong hạt cà phê

1. Nước

Hàm lượng nước chiếm từ 70-80% trong quả tươi, qua quy trình chế biến hàm lượng nước ở trong hạt còn lại khoảng 10-12%, hàm lượng nước cao hơn sẽ dễ làm hạt bị nấm mốc các vi sinh vật phát triển mạnh mẽ ảnh hưởng đến chất lượng hương thơm và hương vị, hàm lượng quá thấp màu hạt cà phê thường sẽ nhạt đi tạo ra các vết nứt trên hạt, làm giảm khả năng nảy mầm và có mùi cỏ khô. Sau khi rang lượng nước sẽ còn từ 1-2% tùy vào mức độ rang (Farah và cộng sự, 2004).

2. Chất khoáng

Hàm lượng chất khoáng chiếm 3-5% chủ yếu là: Kali, Magie,Chlo, Photpho, Nito, Nhôm, Sắt, Đồng… trong số các khoáng chất này, hàm lượng của magie sẽ có chênh lệch đáng kể giữa các loại hạt (Clarke và cộng sự, 2003). Người ta cũng có thể dựa vào thành phần các chất khoáng để phân biệt được thành phần dinh dưỡng đất trồng (Costa và cộng sự, 2010).

3. Carbohydrate

Chiếm hơn 50% trọng lượng và cũng là thành phần chính của cà phê (Trugo và cộng sự,1985) polysaccharid chiếm từ 44-47%, và sucrose chiếm từ 6-9% trọng lượng khô của hạt sẽ bị phân hủy trong quá trình rang tạo thành anhydro, đường và các hợp chất glyoxal (Flament và cộng sự, 1968; Kolling và cộng sự, 2005; Clifford, 1985; De Maria và cộng sự, 1994), các carbohydrate là tiền chất cho phản ứng Maillard, sucrose sẽ bị thủy phân dưới tác dụng của acid hữu cơ và các enzym thủy phân trong phản ứng Caramel hóa sản phẩm tạo ra acid acetic. Hàm lượng đường trong hạt sẽ phụ thuộc vào độ chín của quả cà phê. 

Glucid chỉ tham gia vào phần tạo màu nâu và vị caramen trong cà phê. Nhưng các sản phẩm phản ứng của nó sau khi rang góp phần tạo hương vị cho cà phê.

4. Protein, peptit và axit amin tự do

Hàm lượng protein chiếm khoảng 9-11% đóng vai trò trong việc hình thành nên hương vị của cà phê. Trong Protein có những acid amin như: Cytein, Alanine, Phenylalanine, Histidine, Leucine, Lysine… các acid amin này và đường khử tham gia vào phản ứng Maillard sẽ được giải phóng ra bên ngoài hoặc tác dụng với những chất tạo mùi thơm và hương vị trong cà phê (Maillard, 1912).

Các chất góp phần tạo nên mùi hương và giữ được mùi hương cho hạt cà phê, có tác dụng làm giảm oxy hóa cho các chất thơm trong nhóm này như: Methionine, Proline…

5. Lipid

Hàm lượng Lipid chiếm khoảng 15% trong hạt Arabica hay khoảng 10% trong hạt Robussta (Mazzafera và cộng sự, 1998), thành phần lipid chủ yếu là tria-cylglycerol khoảng 75%, các axit béo tự do 1%, sterol 2,2%, tocopherol 0,05%, dầu và sáp chiếm 8-18% khối lượng khô (Trugo và cộng sự, 1984; Folstar và cộng sự, 1985; Arya và cộng sự, 2007; Belitz và cộng sự, 2009), dưới tác dụng nhiệt sẽ tạo ra mùi hương, giữ được mùi thơm nhờ vào các axit béo không bão hòa (Toci và cộng sự, 2008), và tạo cảm giác ngon miệng cho cà phê, còn lượng không bị biến đổi bởi nhiệt làm dung môi hòa tan cho các chất thơm. 

Khi chiết xuất chỉ một lượng nhỏ lipid được hòa tan còn phần lớn sẽ lưu lại trên bã. Lipid dễ bị oxy hóa và ôi thiu trong quá trình bảo quản hạt cà phê sau rang. 

6. Alkaloid

Các Alkaloid là chất tạo ra vị đắng trong cà phê, giữ vai trò quan trọng và được nghiên cứu nhiều như là Caffein và Trigonulin.

• Caffein chiếm 1-4% phụ thuộc vào loại hạt, giống cây trồng (Belitz và cộng sự, 2009; Mazzafera và cộng sự, 2010). Trong hạt Arabica thì caffein từ 0.9-1.7%, còn trong hạt Robusta hàm lượng caffein gấp đôi chiếm 1.8-4%. Caffein đóng góp khoảng 10% vị đắng và là đặc tính kích thích hệ thần kinh trung ương, tăng tuần hoàn máu, và nổi tiếng với tác dụng làm tăng sự tỉnh táo (Farah và cộng sự, 2006, Belitz và cộng sự, 2009). Caffein còn có tác dụng như một chất bảo vệ cây trồng chống chọi với dịch bệnh gây hại. Hàm lượng caffein trong vỏ quả thấp hơn từ hai đến mười lần so với trong hạt (Koshiro và cộng sự, 2006), sự thay đổi hàm lượng này còn phụ thuộc vào kiểu gen từng loại và giai đoạn phát triển của quả. 
• Trigonellin (Acid N-metylnicotinic C7H7NO2) lên đến 0.8% trong hạt cà phê xanh, nhiệt độ nóng chảy là 218 độ C. Dưới tác dụng của nhiệt Trigonellin sẽ bị thủy phân 50% tạo thành acid Nicotinic ( tiền chất của vitamin PP có tác dụng giảm Cholesterol), pyridine, 3-metyl pyridin, metyl este….Trong thành phần hóa học sẽ không có acid nicotinic, nó chỉ được hình thành trong phản ứng thủy phân Trigonellin (Lang và cộng sự, 2008)

7. Khí và các hợp chất thơm

Cà phê nhân xanh chứa hơn 200 chất bay hơi và ít mùi thơm. Quá trình rang tạo ra một lượng lớn hơn 800 các hợp chất aromatic (hợp chất tạo ra mùi hương trong cà phê) nhưng chỉ có khoảng 40 hợp chất góp phần vào mùi thơm (Belitz và cộng sự, 2009). Các chất thơm bao gồm nhiều phân tử cấu thành như: Acid, Adehide, Aceton, Ethylic, Phenol, Este… Các chất thơm là những chất dễ bay hơi nếu không bảo quản tốt hạt cà phê sẽ bị mất mùi rất nhanh.

8. Acid hữu cơ

Các acid hữu cơ chủ yếu là Acid Chlorogenic (CGA) có thể chiếm tới 12% trong cà phê nhân và khoảng 4% trong hạt sau khi rang, góp phần tạo nên vị chua, đắng của cà phê (Ginz và cộng sự, 2001), và đặc tính chống oxy hóa của cà phê rang (Sato và cộng sự, 2011). 

Các acid dễ bay hơi bao gồm Acid formic, và acid acetic. Các acid không bay hơi như acid lactic, tartaric, pyruvic và acid citric. Các thành phần phụ như là acid malonic, glutaric, acid malic.

Phương pháp chế biến phổ biến

Quá trình sơ chế hạt cà phê xanh diễn ra càng nhanh chóng sau khi thu hoạch càng tốt nhằm tránh hư hỏng và nấm mốc phát triển. Việc sử dụng loại chế biến nào sẽ ảnh hưởng đến cách rang cũng như chất lượng tách cà phê khi pha chế. Có 3 phương pháp được sử dụng phổ biến trong sơ chế hạt cà phê xanh là: Sơ chế khô, Sơ chế ướt, và sơ chế bán ướt.

1. Phương pháp sơ chế tự nhiên (Dry/ Natural/ Un-Washed)

Đây là phương pháp chế biến được áp dụng phổ biến từ Yemen, Ethiopia và ở một số vùng ở Brazil. Hiện nay tại nhiều vùng trồng cà phê của Việt Nam, nông dân vẫn đa số sử dụng phương pháp sơ chế này. Các quả cà phê sau khi được thu hoạch sẽ được phơi dưới ánh nắng Mặt Trời, sau đó được đưa vào máy xát vỏ để loại bỏ vỏ ngoài, chất nhầy, vỏ trấu, và giữ lại lớp vỏ lụa (Belitz và cộng sự, 2009), là kỹ thuật chế biến đơn giản nhất nhưng lại khó đạt được chất lượng cà phê cao. 

Quy trình chế biến cà phê khô:

Bước 1: Thu hoạch quả cà phê.

Bước 2: Loại bỏ các tạp chất (gỗ, đá, lá cây, cành cây khô) và rửa sạch. Quả được cho vào thùng nước, những quả xanh, non, lép, và sâu hại sẽ được loại bỏ trong 24 giờ.

Bước 3: Phơi quả cà phê trên giàn. Trong ba ngày đầu tiên cần rất nhiều nắng để làm khô bề mặt lớp vỏ và cần đạt độ ẩm thấp hơn 35%. Tiếp tục phơi đến khi độ ẩm đạt khoảng 15%. Khoảng thời gian này có thể kéo dài từ 25-30 ngày.

Bước 4: Quả cà phê sau khi được phơi khô sẽ được xát bằng máy để loại bỏ vỏ ngoài, vỏ trấu, được sấy lại cho đến khi độ ẩm đạt khoảng 12%, sẽ thu hoạch được hạt cà phê xanh.

Bước 5: Bảo quản hạt cà phê trong bao tải, thoáng mát, đặt ở nơi khô ráo.

Ưu điểm: Đơn giản, tiết kiệm, ít gây ô nhiễm môi trường, ít sử dụng máy móc và nước.

Nhược điểm: Phụ thuộc vào thời tiết, cần nắng nhiều, mất nhiều thời gian, chất lượng không đồng nhất.

Hương vị: Vì khi phơi hạt vẫn còn ở trong quả, khi có tác động từ nắng mặt trời nên các chất hóa học được hấp thụ vào trong hạt đặc biệt là đường sẽ cho hạt có vị ngọt cao, ít chua, và body đậm, đắng nhẹ, ít hương thơm hơn so với chế biến ướt (Tianyu Pan và cộng sự, 2021). Sau quá trình chế biến hạt cà phê còn chứa khoảng 35% carbohydrate, 5,2% protein, 30,8% chất xơ, và 10,7% khoáng chất (Brand và cộng sự, 2001)

2. Phương pháp chế biến ướt (Full Washed/ Washed/ Wet)

Phổ biến ở khu vực Mỹ Latinh, Châu Phi và rộng rãi trên toàn thế giới. Trong quá trình rửa ban đầu sau khi được thu hoạch, có thể loại bỏ được những quả hỏng hoặc chưa chín nổi lên trên tách chúng khỏi những quả chín chìm xuống dưới (Belitz và cộng sự, 2009), sau đó dùng các biện pháp cơ học để tách ép phần thịt quả, tuy nhiên vẫn còn một ít dính vào vỏ trấu.

Quy trình chế biến ướt

Bước 1: Thu hoạch quả cà phê

Bước 2: Loại bỏ các tạp chất (gỗ, đá, lá cây, cành cây khô) và rửa sạch. Quả được cho vào thùng nước, những quả xanh, non, lép, và sâu hại sẽ được loại bỏ trong 24 giờ

Bước 3: Cho vào máy tách vỏ bỏ lớp vỏ cà phê, vỏ thịt và chất nhầy.

Bước 4: Đổ hạt cà phê vào một thùng nước lớn, loại bỏ hạt nổi lên một lần nữa. Sau đó bắt đầu quá trình lên men nhờ các enzym tự nhiên khéo dài từ 36-72 giờ phụ thuộc vào nhiệt độ ( vùng nóng hơn sẽ lên men nhanh hơn), khí hậu, độ cao, nồng độ enzym, độ dày của chất nhầy, thiết bị và nhu cầu của nhà sản xuất.

Bước 5: Sau giai đoạn lên men, cà phê sẽ được rửa sạch loại bỏ hết chất nhầy bao quanh hạt và mang lên giàn phơi để đạt được độ ẩm khoảng 12% sẽ mất từ 8-10 ngày, hoặc có thể được làm khô bằng máy ở những vùng không có đủ nắng và độ ẩm cao.

Bước 6: Bảo quản hạt cà phê trong bao tải, thoáng mát, đặt ở nơi khô ráo.

Sau quy trình chế biến đã loại bỏ phần bã cà phê (bao gồm lớp vỏ ngoài và lớp trung bì) chiếm khoảng 29% trọng lượng khô của quả. Hàm lượng axit chlorogenic (CGA) và trigonelline cao hơn chế biến khô, lượng đường sucrose khoảng 5,07%, axit hữu cơ khoảng 4,96%, protein từ 13-15%, các axit amin tự do từ 0,8-1,4%, axit 5-caffeoylquinic khoảng 67.1% (Duarte và cộng sự, 2010; Gustavo và cộng sự, 2020)

Ưu điểm: Chất lượng đồng nhất nên được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới, có thể kiểm soát được quá trình chế biến, giảm thiểu rủi ro do yếu tố con người hoặc thời tiết.

Nhược điểm: Cần nhiều máy móc thiết bị chuyên dụng, Cần nhiều nước cho quá trình chế biến, và phải có quy trình xử lý chất thải hợp vệ sinh cho môi trường.

Hương vị: Việc rửa sạch làm cho hạt thể hiện được đặc trưng hương vị của vùng đất trồng cà phê, lượng đường trong hạt giảm xuống, axit amin tăng lên góp phần vào tăng hương thơm đặc biệt cho hạt cà phê, độ tinh khiết cao, cảm giác vị chua sáng tạo thành chất lượng tổng thể cao (Tianyu Pan và cộng sự, 2021), phương pháp chế biến ướt thích hợp với phương pháp Pour Over.

3. Phương pháp chế biến bán ướt (Honey/ Semi Washed/ Pulped natural)

Phương pháp này được sử dụng phổ biến ở các nước Trung Mỹ như Costa Rica, EI Salvador…và Brazil. Phương pháp này là sự kết hợp giữa chế biến khô và ướt, hay được gọi là chế biến honey vì chất nhầy sẽ được làm khô cùng với hạt tạo ra mùi thơm, vị ngọt giống như mật ong hoặc đường sau khi được sấy khô.

Quy trình chế biến bán ướt

Bước 1: Thu hoạch quả cà phê chín.

Bước 2: Loại bỏ các tạp chất (gỗ, đá, lá cây, cành cây khô) và rửa sạch. Quả được cho vào thùng nước, những quả xanh, non, lép, và sâu hại sẽ được loại bỏ trong 24 giờ

Bước 3: Quả sau khi rửa sạch được đưa vào máy xát vỏ quả 

Bước 4: Sơ chế chất nhầy còn lại trên hạt. Tỷ lệ chất nhầy trên hạt có tác động đến màu sắc, độ ngọt, tính đa dạng và phức tạp trong hương vị trong hạt cà phê. Dựa vào tỷ lệ chất nhầy có thể chia ra 4 loại như sau:

• White Honey: chất nhầy chiếm 10-15% trên vỏ trấu khi đem phơi
• Yellow Honey: chất nhầy chiếm 15-50% trên vỏ trấu khi đem phơi
• Red Honey: chất nhầy chiếm 50-90% trên vỏ trấu khi đem phơi
• Black Honey: chất nhầy chiếm 90-100% trên vỏ trấu khi đem phơi.

Tỷ lệ chất nhầy càng cao thì thời gian làm khô càng lâu, sự đa dạng và hương thơm sẽ phức tạp hơn.

Bước 5: Hạt sau khi được sơ chế chất nhầy theo nhu cầu của nhà sản xuất sẽ được phơi trên giàn và dàn lớp mỏng dưới nắng tự nhiên khoảng 8 đến 14 ngày để đạt được độ ẩm khoảng 12-12.5% hoặc làm khô bằng phương pháp sấy.

Bước 6: : Bảo quản hạt cà phê trong bao tải, thoáng mát, đặt ở nơi khô ráo.

Các carbohydrate chiếm khoảng 21-32%, protein 7,5-15%, chất béo 2-7% ( Ulloa-Roas và cộng sự, 2003), trigonelline thấp hơn so với quy trình khô và ướt, hàm lượng sucrose cao hơn (Schwan và cộng sự, 2012).

Ưu điểm: Bảo vệ môi trường ít sử dụng nước, cho hương vị đa dạng phong phú, vị ngọt và chua.

Nhược điểm: Phụ thuộc vào tay nghề người sơ chế hoặc thời tiết, khó kiểm soát chất lượng.

Hương vị: Mang hương vị êm dịu, chua nhẹ, độ ngọt tự nhiên, hương thơm từ thảo mộc (Xie Jijian và cộng sự, 2011). Mùi thơm cỏ tươi và hương mía ngọt ngào cũng được mô tả cho chế biến bán ướt này, kèm theo đó là một body trung bình đến dày (Cortez và cộng sự, 2000).

Các thay đổi hóa học trong chế biến

• Trong quá trình chế biến khô, các chất trong quả vẫn tiếp tục trao đổi, sự nảy mầm bị ức chế khi hạt cà phê được bao phủ bởi lớp thịt quả, và chất gây ức chế nảy mầm là axit abscisic (Valio và cộng sự, 1980). Hàm lượng enzym isocitrate lysine (ICL) có hàm lượng thấp ở giai đoạn chế biến ban đầu và tăng dần 6 ngày sau khi bắt đầu chế biến, chất lượng hương thơm trong cà phê nằm ở quá trình trao đổi chất này (Selmar và cộng sự, 2006).
• Do độ ẩm cao trong chất nhầy nên quá trình lên men sẽ được diễn ra mạnh mẽ (Idago và cộng sự, 2015), hàm lượng các đường tự do như glucose, fructose, galactose nhiều hơn do được hấp thu từ chất nhầy dẫn đến hạt cà phê sẽ có độ ngọt cao (Bytof và cộng sự, 2005)
• Chế biến ướt đã rửa sạch lớp vỏ bên ngoài và chất nhầy, quá trình nảy mầm vẫn tiếp tục phát triển, enzym isocitrate lysine với hàm lượng cao nhất trong quá trình đầu và giảm dần khi làm khô là ezym đặc hiệu cho sự nảy mầm (Valio và cộng sự, 1980; Bewley và cộng sự, 1997).
• Quá trình nảy mầm này làm cho quá trình trao đổi chất trong hạt cà phê vẫn tiếp tục tiếp diễn, và các axit amin trở thành tiền chất tạo mùi vị trong hạt cà phê (Valio và cộng sự, 1980), các mùi hương thể hiện đặc trưng riêng biệt vùng đất của loại hạt cà phê đó. Song song đó các axit amin tự do góp phần vào phản ứng phân hủy protein tạo ra chất nền cho quá trình nảy mầm (Bytof và cộng sự, 2005; Selmar và cộng sự, 2008).
• Lên men cũng là quá trình quan trọng phương pháp chế biến ướt, hệ vi sinh vật phong phú tiêu thụ chất dinh dưỡng trong chất nhầy thúc đẩy các chất chuyển hóa và các axit hữu cơ ảnh hưởng đến chất lượng cà phê (Massawe và cộng sự, 2010; Silva và cộng sự, 2013), quá trình này góp phần vào chất lượng hương thơm vượt trội trong hạt cà phê.
• Có thể là sự chuyển hóa trong quá trình nảy mầm nên một lượng lớn axit tăng lên, và hàm lượng đường được dùng để chuyển hóa các chất trong quá trình này giảm xuống (Knopp và cộng sự, 2005).
• Chế biến honey loại bỏ lớp vỏ, để lại phần chất nhầy bao bọc hạt, thành phần chất nhầy bao gồm các carbohydrate tạo ra mùi đường, hương vị ngọt ngào rõ rệt từ mật ong (Avallone và cộng sư, 2001). Các hợp chất liên quan đến vị đắng như axit chlorogenic và trigonelline mang hàm lượng thấp hơn so với chế biến khô hoặc ướt, hàm lượng sucrose liên quan đến vị ngọt được tìm thấy cao hơn (Schwan và cộng sự, 2012).
• Quá trình lên men tạo ra sự khác biệt về hương vị, mùi thơm, và thể chất trong hạt. Quá trình này cần phải được kiểm soát một cách kỹ lưỡng, nếu lên men quá dài sẽ tạo ra nhiều acid acetic và các hợp chất phenolic làm cà phê bị đắng hoặc chua (Jackels và cộng sự, 2005)

CFRR đã tổng hợp từ các nghiên cứu sự thay đổi về các giá trị thành phần cơ bản trong từng phương pháp chế biến khác nhau trong Bảng 1.

Kết luận

Ngoài các yếu tố về giống cây trồng, loại hạt, mức độ rang hay cách pha chế thì các phương pháp chế biến có tác động mạnh mẽ đến hương vị của hạt cà phê. Do đó, người ta sẽ lựa chọn một phương pháp cụ thể nhằm tạo ra được những hương vị mà họ hướng tới, hoặc phù hợp với thể chất của hạt cà phê và điều kiện của vùng sản xuất đó.

References

1. Arya, M., & Rao, L. J. M. (2007). An impression of coffee carbohydrates. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 47, 51–67.

2. Avallone, S.; Guiraud, J.-P.; Guyot, B.; Olguin, E.; Brillouet, J.-M. Fate of Mucilage Cell Wall Polysaccharides during Coffee Fermentation. J. Agric. Food Chem. 2001, 49, 5556–5559 

3. Berbert, P. A., Queiroz, D. M., Sousa, E. F., Molina, M. B., Melo, E. C., & Faroni, L. R. D. (2001). Dielectric properties of parchment coffee. Journal of Agricultural Engineering Research, 80, 65–80.

4. Bekalo, S. A., & Reinhardt, H. -W. (2010). Fibers of coffee husk and hulls for the production of particleboard. Materials and Structures, 43, 1049–1060.

5. Belitz, H. -D., Grosch, W., & Schieberle, P. (2009). Food chemistry (4th ed.). Heidelberg: Springer (Chapter 21).

6. Bewley, J.D. Seed Germination and Dormancy. Plant Cell 1997, 9, 1055–1066 

7. Bytof, G.; Knopp, S.E.; Schieberle, P.; Teutsch, I.; Selmar, D. Influence of processing on the generation of γ-aminobutyric acid in green coffee beans. Eur. Food Res. Technol. 2005, 220, 245–250 

8. Brand, D., Pandey, A., Rodríguez-León, J. A., Roussos, S., Brand, I., & Soccol, C. R. (2001). Packed bed column fermenter and kinetic modeling for upgrading the nutritional quality of coffee husk in solid-state fermentation. Biotechnology Progress, 17, 1065–1070. 

9. Clarke, R. J. Coffee: green coffee/roast and ground. In: Encyclopedia of Food Science and Nutrition, 2nd edition, Caballero, B., Trugo, L. C., Finglas, P., eds. Oxford: Academic Press; 2003, Vol. 3. 

10. Clifford MN (1985a) Chemical and physical aspects of green coffee and coffee products. In: Clifford MN and Wilson KC (Eds) Coffee: botany, biochemistry and production of beans and beverage, pp.305-375. Croom Helm, London.

11. Costa, L. L., Toci, A. T., Silveira, C. L. P., Herszkowicz, N., M., Pinto, A., Farah, A. Discrimination of Brazilian C. Canephora by location using mineral composition. Proc. 23rd Int. Conf. Coffee Sci. ASIC, 2010. Bali, Indonesia

12. Coffeechemistry.com – by Joseph A. Rivera served as the former Director of Science & Technology for the Specialty Coffee Association of America

13. Cortez,J.G.andMenezez,H.C.,2000.RecentDevelopments in Brazilian Coffee Quality: New Processing Systems, Beverage Characteristics and Consumer Preferences. In Coffee Biotechnology and Quality (pp. 339-346). Springer, Dordrecht 

14. De Castro, R.D.; Marraccini, P. Cytology, biochemistry and molecular changes during coffee fruit development. Braz. J. Plant Physiol. 2006, 18, 175–199.

15. Dedecca, 1957. Anatomia e desenvolvimento ontogennético de Coffea arabica L. var. Typiaca Cramer. Bragantia, 16 (1957)

16. De Maria CAB, Trugo LC, Moreira RFA, Werneck CC (1994) Composition of green coffee fractions and their contribution to the volatile profile formed during roasting. Food Chem. 50: 141-145.

17. Diego, E.R.; Flavio, M.B.; Marcelo, A.C.; Mariele, V.B.P.; Vany, P.F.; Helena, M.R.A.; Jose, H.D.S.T. Interaction of genotype, environment and processing in the chemical composition expression and sensorial quality of Arabica coffee. Afr. J. Agric. Res. 2016, 11, 2412–2422. 

18. Duarte, G. S., Pereira, A. A., & Farah, A. (2010). Chlorogenic acids and other relevant compounds in Brazilian coffees processed by semi-dry and wet post-harvesting methods. Food Chemistry, 118, 851–855. 

19. Farah, A., & Donangelo, C. M. (2006). Phenolic compounds in coffee. Brazilian Journal of Plant Physiology, 18, 23–26. 

20. Farah, A. Distribuic ̧a ̃o nos gra ̃os, influeˆncia sobre a qualidade da bebida e biodisponibilidade dos a ́cidos clorogeˆnicos do cafe ́. Instituto de Qu ́ımica, Universidade Federal do Rio de Janeiro, RJ, Brasil, Doctorate Thesis, 2004. 

21. Februadi Bastian, Talha Bin Emran , Olly Sanny Hutabarat , Andi Dirpan , Firzan Nainu , Harapan Harapan , and Jesus Simal-Gandara, 2021. From Plantation to Cup: Changes in Bioactive Compounds during Coffee Processing . Foods 2021, 10, 2827. https://doi.org/10.3390/foods10112827 

22. Flament, I., Gautschi, F., Winter, M., Willhalm, B., Stoll, M. Les composants furanniques de l’aroˆme cafe ́: quelques aspects chimiques et spectroscopiques. Proc. 3rd Coll. Int. Coffee Sci. ASIC, 197–215. 1968. Paris

23. Folstar, P. Lipids. In: Coffee, Clarke, R. J., Macrae, R., eds. London: Elsevier Applied Science; 1985, Vol. 1: Chemistry, pp. 203–222. 

24. Geromel, C.; Ferreira, L.P.; Davrieux, F.; Guyot, B.; Ribeyre, F.; Scholz, M.B.D.S.; Pereira, L.F.P.; Vaast, P.; Pot, D.; Leroy, T.; et al. Effects of shade on the development and sugar metabolism of coffee (Coffea arabica L.) fruits. Plant Physiol. Biochem. 2008, 46, 569–579.

25. Geromel, C.; Ferreira, L.P.; Guerreiro, S.M.C.; Cavalari, A.A.; Pot, D.; Pereira, L.F.P.; Leroy, T.; Vieira, L.G.E.; Mazzafera, P.; Marraccini, P. Biochemical and genomic analysis of sucrose metabolism during coffee (Coffea arabica) fruit development. J. Exp. Bot. 2006, 57, 3243–3258. 

26. Ginz, M., & Engelhardt, U. (2001). Analysis of bitter fractions of roasted coffee by LC– ESI–MS-new chlorogenic acid derivatives. : Association Scientifique Internationale du Café (ASIC).

27. Gustavo A.Figueroa Campos, Sorel Tchewonpi Sagu, Pedro Saravia Celis and Harshadrai M. Rawel, 2020. Comparison of Batch and Continuous Wet- Processing of Coffee: Changes in the Main Compounds in Beans, By-Products and Wastewater. Foods 2020,9, 1135; doi:10.3390/foods9081135 

28. Idago, R. G. and Cruz, R. S. D., 2015. Value Chain Improvement of Robusta and Liberica Coffee. 

29. Jackels, S. C., & Jackels, C. F. (2005a) U.S. Patent No. US20060204620. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office. 

30. Jackels, S. C., & Jackels, C. F. (2005b). Characterization of the coffee mucilage fermentation process using chemical indicators: A field study in Nicaragua. Journal of Food Science, 70(5), C321–C325. 

31. Knopp, S.; Bytof, G.; Selmar, D. Influence of processing on the content of sugars in green Arabica coffee beans. Eur. Food Res. Technol. 2006, 223, 195–201

32. Knopp, S., Bytof, G., & Selmar, D. (2005). Influence of processing on the content of sugars in green Arabica coffee beans. European Food Research and Technology, 223(2), 195–201 

33. Ko ̈lling-Speer, L., Speer, K. The Raw Seed composition. In: Espresso Coffee, the Science of Quality. Illy, A., Viani, R., eds. Italy: Elsevier Academic Press; 2005, pp. 148–178. 

34. Koshiro, Y., Zheng, X. -Q., Wang, M. -L., Nagai, C., & Ashihara, H. (2006). Changes in content and biosynthetic activity of caffeine and trigonelline during growth and ripening of Coffea arabica and Coffea canephora fruits. Plant Science, 171, 242–250 

35. Lang, R.; Yagar, E.F.; Eggers, R.; Hofmann, T. Quantitative investigation of trigonelline, nicotinic acid,and nicotinamide in foods, urine, and plasma by means of LC-MS/MS and stable isotope dilution analysis.J. Agric. Food Chem. 2008,56, 11114–11121

36. Maillard LC (1912) Action des acides aminés sur les sucres: formation des mélanoïdines par voie méthodique. Compt. R. Acad. Sci. Paris 154: 66-68.

37. Massawe GA, Lifa SJ. Yeasts and lactic acid bacteria coffee fermentation starter cultures. International Journal of Postharvest Technology and Innovation. 2010;2(1):41-82. DOI: 10.1504/IJPTI.2010.038187

38. Mazzafera, P., & Silvarolla, M. B. (2010). Caffeine content variation in single green Arabica coffee seeds. Seed Science Research, 20, 163–167.

39. Mendes AJT (1942) Desenvolvimento do embrião e do endosperma em Coffea arabica L. Bragantia 2: 115-128

40. Marín-López SM, Arcila-Pulgarin J, Montoya-Restrepo EC, Olivero-Tascón CE (2003) Cambios físicos y químicos durante la maduración del fruto de café (Coffea arabica L. var. Colombia). Cenicafé 54: 208-225.

41. Ouguerram A (1999) Contribution à l’étude des parois cellulaires de deux fruits inductriels: lolive et le café. Paris VI University, France. PhD Thesis.

42. Sato, Y., Itagaki, S., Kurokawa, T., Ogura, J., Kobayashi, M., Hirano, T., et al. (2011). In vitro and in vivo antioxidant properties of chlorogenic acid and caffeic acid. International Journal of Pharmaceutics, 403, 136–138.

43. Schwan, R.; Silva, C.; Batista, L. Coffee Fermentation. In Handbook of Plant-Based Fermented Food and Beverage Technology, 2nd ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, USA, 2012; pp. 677–690. 

44. Selmar, D.; Bytof, G.; Knopp, S.-E. The Storage of Green Coffee (Coffea arabica): Decrease of Viability and Changes of Potential Aroma Precursors. Ann. Bot. 2008, 101, 31–38 

45. Selmar, D., Bytof, G., Knopp, S. E., & Breitenstein, B. (2006). Germination of coffee seeds and its significance for coffee quality. Plant Biol (Stuttg), 8(2), 260–264. 

46. Silva CF, Vilela DM, de Souza Cordeiro C, Duarte WF, Dias DR, Schwan RF. Evaluation of a potential starter culture for enhance quality of coffee fermentation. World Journal of Microbiology and Biotechnology. 2013;29(2):235-247. DOI: 10.1007/s11274-012-1175-2

47. Tianyu Pan, Yuxin Nian, Rong Xiang, Ru Jia, Liping Liu, Ruifang Wang, 2021. Quality Analysis of Coffee Bean Treated by Sunning and Water Washing processing.

48. Toci, A. T., Neto, V. J. F. M., Torres, A. G., Calado, V., Farah, A. Tryacylglicerols changes during the storage of roasted coffee. Proc. 22nd Int. Conf. Coffee Sci. ASIC. 504–507. 2008. Campinas, SP, Brazil. 

49. Trugo, L. C. Carbohydrates. In: Coffee, 1st edition, Clarke R. J., Macrae, R., eds. Essex: Elsevier Applied Science Publishers; 1985, Vol 1: Chemistry, p. 83. 

50. Trugo, L. C., Macrae R. A study of the effect of roasting on the chlorogenic acid composition of coffee using HPLC. Food Chem. 1984, 15, 219–227. 

51. Ulloa-Rojas, J. B., Verreth, J. A. J., Amato, S., & Huisman, E. A. (2003). Biological treatments affect the chemical composition of coffee pulp. Bioresource Technology, 89, 267–274.

52. Valio, I.F.M. Inhibition of Germination of Coffee Seeds (Coffea arabica L. cv Mundo Novo) by the Endocarp. J. Seed Technol. 1980, 5, 32–39. 

53. Xie Jijian, Liu Chengping. Fuzzy Mathematical Method and its Application (4th Edition)[M].10 Wuhan: Huazhong University of Science and Technology Press,2011 Wintgens, J.N. Coffee: Growing, Processing, Sustainable Production: A Guidebook for Growers, Processors, Traders, and Researchers. In Coffee: Growing, Processing, Sustainable Production: A Guidebook for Growers, Processors, Traders, and Researchers; Wiley: Weinheim, Germany, 2008; pp. 1–603.