CÁC PHẢN ỨNG HÓA HỌC CHÍNH TRONG KHI RANG CÀ PHÊ

Khi đưa hạt cà phê sống vào máy rang nhiệt độ cao sẽ tạo ra hàng trăm phản ứng hóa học khác nhau. Quá trình rang làm phân hủy một số hợp chất, biến đổi những hợp chất khác và tạo ra những hợp chất mới.

Đây là quá trình hóa học gọi là nhiệt phân, khi một vật liệu hữu cơ bị nung nóng trên nhiệt độ phân hủy của nó, tạo ra các hợp chất dễ bay hơi và để lại cặn rắn có chứa nhiều cacbon, hoặc than. Trong quá trình rang cà phê, chúng ta cần tránh để hạt cà phê quá nóng để gây cháy, nhưng chúng cần trải qua những thay đổi hóa học liên quan đến quá trình nhiệt phân bao gồm quá trình caramen hóa đường và tạo ra các hợp chất dễ bay hơi. Dưới đây là những phản ứng hóa học chính tác động đến tách cà phê hàng ngày của bạn.

Phản ứng Maillard

Quá trình này bắt đầu vào khoảng 150°C, nhiệt gây ra phản ứng giữa cacbohydrat và axit amin trong hạt cà phê, điều này làm thay đổi màu sắc, hương vị và hàm lượng dinh dưỡng của cà phê.

Sự thay đổi màu sắc là do sản xuất melanoidin, đây là những phân tử lớn không chỉ khiến đậu chuyển sang màu nâu mà còn góp phần tạo cảm giác ngon miệng. Những thay đổi nhỏ về nhiệt độ và thời gian trong phản ứng Maillard có thể có tác động lớn đến thành phần cuối cùng của cà phê.

Cà phê để lâu hơn trong phản ứng Maillard có thể làm tăng độ nhớt cho cà phê, và thời gian Maillard ngắn hơn có thể tạo ra nhiều cảm nhận hơn về vị ngọt và độ chua. Điều này một phần là do các axit tạo ra hương trái cây và hương vị ngọt ngào bị phá hủy nếu cà phê vẫn ở trong phản ứng Maillard quá lâu.

Khi các nhà rang xay thử nghiệm với các profile rang, nó bao gồm việc thay đổi độ dài và cường độ của phản ứng Maillard và ghi lại các ảnh hưởng của nó đến profile.

Sự thoái hóa Strecker

Đây là một quá trình phụ thuộc vào phản ứng Maillard. Axit amin phản ứng với các phân tử có nhóm cacbonyl để tạo ra các hợp chất như anđehit và xeton. Là những nhà rang xay, chúng ta không cần phải hiểu chính xác những hợp chất này là gì - điều quan trọng cần nhận ra là phản ứng này rất cần thiết để tạo ra các hợp chất tạo mùi thơm và hương vị.

Phản ứng Caramen hóa

Ở khoảng 170°C, nhiệt làm cho các carbohydrate phức tạp, lớn phân hủy thành các phân tử đường nhỏ hơn có thể hòa tan trong nước. Điều này có nghĩa là mức độ ngọt cảm nhận được từ hạt cà phê thành phẩm của người dùng sẽ tăng lên. Phản ứng này tiếp tục cho đến khi kết thúc quá trình rang và nó cũng góp phần tạo ra các vị ngọt ngào trong hương thơm của cà phê, chẳng hạn như caramel và hạnh nhân.

HÌNH THÀNH HỢP CHẤT DỄ BAY HƠI VÀ KHÔNG BAY HƠI

Bạn có thể nghe nhắc đến các hợp chất dễ bay hơi và không bay hơi trong cà phê rang. Nói chung, các hợp chất dễ bay hơi chịu trách nhiệm về hương thơm và một số hợp chất không bay hơi góp phần tạo nên hương vị.

Các hợp chất dễ bay hơi là các hóa chất hữu cơ có áp suất hơi cao ở nhiệt độ phòng. Đa số trong chúng được hình thành trong quá trình thoái hóa Strecker, trong giai đoạn phát triển của quá trình rang. Khi các hợp chất dễ bay hơi tạo mùi thơm phân tán, chúng ta sẽ cảm nhận được mùi cà phê đặc trưng đó. Bao gồm các:

- Anđehit: tạo thêm hương thơm trái cây, màu xanh lá cây.

- Furans: góp phần tạo ra mùi caramel

- Pyrazines: có mùi đất.

- Các hợp chất chứa lưu huỳnh: bao gồm 2-furfurylthiol. Một số trong số này có mùi thơm thường được mô tả là “cà phê rang” nhưng có những loại khác lại không có mùi hấp dẫn khi tách biệt. Ví dụ, methanethiol có mùi như bắp cải thối.

- Guaiacol: có tông màu khói, cay.

- Carbon dioxide là một hợp chất dễ bay hơi, không góp phần tạo nên mùi thơm, nhưng có tác động đến cơ thể của người sử dụng

Các hợp chất không bay hơi chỉ đơn giản là các chất bền ở nhiệt độ phòng. Tức là chúng không bốc hơi. Một số hợp chất này bị thay đổi trong quá trình rang, trong khi những hợp chất khác vẫn ổn định trong quá trình này. Nhiều hợp chất không bay hơi góp phần vào hương vị và đặc điểm.

Ví dụ như caffein, là nguyên nhân gây ra một số hương vị đắng. Caffeine có tự nhiên trong cà phê và không thay đổi trong quá trình rang. Các hợp chất không bay hơi khác bao gồm sucrose, cung cấp vị ngọt và lipid, cung cấp cho cơ thể và cảm giác miệng. Các melanoidin tạo màu và thân cũng là các hợp chất không bay hơi.

VAI TRÒ CỦA AXIT TRONG QUÁ TRÌNH RANG CÀ PHÊ

Axit đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra hương vị và nhạy cảm với nhiệt. Quá trình rang có thể phân hủy một số axit và tạo ra một số axit khác.

Ví dụ, các axit xitric và tartaric tạo ra hương trái cây và hương vị ngọt ngào bị phá vỡ trong quá trình rang, do đó việc rang quá lâu hoặc quá nóng có thể làm giảm đáng kể độ ngọt của sơ cuối cùng.

Cà phê chứa một lượng lớn axit chlorogenic, khi rang sẽ phân hủy thành axit caffeic và quynic. Cả axit chlorogenic và axit quinic tạo thành đều được cho là cung cấp vị đắng.

Quá trình rang cà phê bao gồm một số quá trình biến đổi hóa học góp phần tạo nên hương vị, mùi thơm và phần thân của tách cà phê thành phẩm của bạn. Nhiều phản ứng trong số này nhạy cảm với sự thay đổi của nhiệt độ và thời gian tiếp xúc với nhiệt. Vì vậy, một thay đổi nhỏ trong kỹ thuật rang có thể có tác động sâu sắc đến kết quả của mẻ rang.

Hiểu những gì xảy ra trong quá trình rang và biết tại sao những thay đổi này xảy ra có thể giúp bạn đưa ra những lựa chọn sáng suốt hơn. Nếu bạn có cái nhìn tổng quan về cách các hợp chất hóa học được tạo ra và thay đổi trong quá trình này, bạn có thể hiểu rõ hơn điều gì đã xảy ra sai hoặc đúng với mẻ rang của bạn và sử dụng thông tin để làm cho mẻ rang tiếp theo của mình tốt hơn.