Saturday, September 30, 2023

TRONG TÁCH CÀ PHÊ CÓ GÌ – CHƯƠNG I: HƯƠNG THƠM (P2)

 b . [TRANSFORMATION]  Chuyn hóa

V cơ bn, trong cà phê s có các hp cht không bay hơi (Nonvolatile compounds) như caffein (Đóng góp vào v đng), Melanoidin (đóng góp vào vị đắng, Body và màu nâu ca cà phê)… và tt nhiên hương thơm s là nhng hp cht d bay hơi (Volatile compounds) áp sut và nhit đ phòng như:

+ Furannhóm hp cht chiếm ưu thế nht trong s các cht thơm cà phê  có mùi ging như caramel vì chúng là kết qu ca quá trình nhit phân đường

+ Pirazine là loi hp cht thơm ph biến th hai và góp phn to nên hương v như mùi cà phê rang, ht ph, đt

+ Aldehyde và Ketones: Các mùi hương ca mch nha, xanh (rau, c, qu), hoa, mt ong  

+ Phenolic: Các mùi hương ca khói, gia v, thuc lá…

+ Nhóm cha Sulfur: Hương cà phê rang, bp ci thi

                            Hp cht d bay hơi trong cà phê.  

                            Ngun: Coffee recent developments

Hp cht hương thơm quan trng trong cà phê

Ngun: Compound interest

                 

Dưới góc đ khoa hc, các hp cht d bay hơi  này được to ra t các tin cht ca hương thơm dưới dng Carbohydrate (Ch yếu là đường), Hp cht cha Nitơ (bao gồm Protein, Axit amin t do, các akaloid như Trigonelline) và axit khác nhau (Axit hu cơ và axit chlorogenic (CGA)) thông qua các phn ng hóa hc quan trng như Maillard, Strecker và các phn ng t phân hy ca đường, CGA, Trigonelline, Lipid… trong quá trình rang (Folmer, B, 2016)

Các tin cht quan trng trong vic chuyn hóa thành các Hp cht d bay hơi.

Ngun: The Craft and Science of Coffee


Các phn ng hóa hc nh hưởng đến Hương v khi rang

Ngun: The Craft and Science of Coffee

Có th bn s thy nhc đu hoa mt chóng mt vì có rt nhiu tin cht và các phn ng khi ngun. Do đó BW s phân tách thành 2 phn:

I. [CÁC PHN NG HÓA HC PHC TP STRECKER, MAILLARD]

[PHN NG MAILLARDS]

Nếu bn có thc mc vì sao cà phê có màu nâu sm, mang v đng hay thnh thong s có hương thơm ca mch nha, bánh mỳ, tht nướng… thì  là do các phân t Melanoidin – 1 sn phm rt quan trng do đường kh (là bt kỳ loi đường nào có nhóm aldehydes hoc Kentones t do như fructose, glucose, lactose and maltose)(Hoffman, J 2006) kết hp vi các axit amin t do (Free amino acid) din ra trong phn ng Maillard. Bên cnh đó, Melanoidin cũng đóng vai trò trong vic hình thành và n đnh Crema ca Espresso và tăng cường “Body” cho cà phê (E Illy và L Navarini, 2011).

Bên cnh Melanoidin, nhiu phn ng hóa hc khác nhau  kết hp các loi axit amin và đường to thành mt lot các hp cht hương v như Diketones (bơ), Pyrazines (đt, rang, ht d), Thiazoles (hương cà phê rang, bng ngô), Enolones (Caramel, v đ ăn), Thiols (lưu huỳnh, hương cà phê)… (Britta, F, 2016)

Quen thuc nht trong s này là hương cà phê, ht ph, bánh mì nướng và thnh thong có mùi tht. Các phn ng cũng có th to ra nhiu loi phân t nh hơn, có th bao gm hương hoa, trái cây và caramel, cũng như mt s hương 'khó chu' như mùi hành hoc mùi đt (What Is the Maillard Reaction and Why Is It Important?, 2021).  Trên thc tế, cách rang ca nhà Hyper thường c gng kéo dài giai đon maillard nhm mang đến nhng hương thơm phong phú hơn, ví d như hương ht ph s là hương ch đo ca rt nhiu dòng cà phê và thnh thong nếu bn ung ngay cà mi rang s thy thoang thong mùi tht nướng (Bacon) trong hương thơm khô vì  đây cũng là sn phm t Maillard.   

                  Sơ đồ phản ứng Maillard và các sản phẩm phụ 

Nguồn: Compound Interest

[PHN NG STRECKER]

Theo Strecker Degradation in Coffee Roasting (2021), phn ng Strecker chuyn đi axit amin thành các hp cht thơm d bay hơi gi là aldehydes bao gm các hương thơm phong phú như mch nha (3/2-methylbutanal), khoai tây (methional), đt, cà phê rang (alkyl pyrazine) và mt ong (phenylacetaldehyde). Điu đc bit là bn có th cm nhn được các hp cht thơm t Aldehydes ngưỡng rt thp, khiến chúng tr thành mt phn quan trng to nên mùi thơm ca cà phê mi rang và có th được s dng làm ch th đ tươi mi (Freshness) ca cà phê (Buffo và Cardelli-Freire 2004). Trong quá trình rang, lượng aldehyde Strecker trong cà phê cao nht mc rang nh hoc trung bình (Kim et al 2018).

Mt điu thú v đó là nếu nhit đ đu vào cao và thi gian rang ngn, nng đ Strecker aldehyde trong cà phê  s cao hơn (Baggenstoss et al 2008) và mt s hp cht rang, bao gm c aldehyd s xut hin trong cà phê rang nhanh mà bình thường không thy trong các m rang dài hơn. Nhiu gi thuyết cho rng đây là nguyên nhân ca các mùi cay nng (Pungent), c (Grassy) trong  cà phê rang nhanh (Fast roast) (Lyman et al 2003).

Phn ng Strecker chuyn hóa Amino acid thành Aldehyde

Ngun: Barista Hustle

II. [S PHÂN HY CÁC TIN CHT ĐƠN GIN]

1/ [ĐƯỜNG CARAMEL HÓA]

Theo Coffee Chemistry and Coffee Aroma, trong khi rang, quá trình phân hy đường to ra mt loi hp cht thơm đc bit gi là furan đ to ra mùi thơm ging như caramel, trong khi các hp cht tương t như hydroxymethylfurfural (HMF) mang li hương thơm ngt ngào hơn cho cà phê.

Hợp chất Furan và HMF đóng vai trò quan trọng trong hương thơm cà phê. Nguồn: Coffee chemistry

Theo  Hoffmann, J (2006), phn ng Caramel hóa chm hơn nhiu so vi phn ng Maillard và đòi hi nhit đ cao hơn, chui s kin phn ng này ch bt đu khi nước b mt khi phân t đường. Trong mi trường hp, đường được chuyn thành furfuryl. Đây là mt loi furan có mùi caramel, hơi cháy và hơi có v tht.

2/ [PHÂN HY ACID CHLOROGENIC (CGA)]

Theo Britta, F (2016), CGA là tin cht quan trng mang đến v đng khi b phân hy thành các gc axit quinic và axit hydroxycinnamic, tuy nhiên khi quá trình rang được kéo dài, nhng cht này có th phân hy thêm thành các hp cht phenolic d bay hơi và không bay hơi (Dorfner và cng s, 2003; Tressl và cng s, 1976). Các phenol d bay hơi thuc nhóm guaiacol như 2-methoxyphenol (guaiacol), 4-ethyl-2-methoxyphenol (4-ethyl guaiacol) và 4-vinyl-2-methoxyphenol (4-vinyl guaiacol) to ra mùi hương g, khói, Tro vốn là đc trưng ca cà phê  rang đm và s cao hơn trong Robusta do hàm lượng CGA trong Robusta di dào hơn.

3/ [PHÂN HY TRIGONELLINE]

Theo Britta, F (2016), cùng là Akaloid nhưng không ging Caffeine vn n đnh trong sut quá trình rang, trigonelline b phân hy mt phn và chuyn thành axit nicotinic và các hp cht d bay hơi như Pyridine và Pyrroles  (Viani và Horman, 1974) (Nếu bn thy 2 hp cht này quen quen thì đây cũng là sn phm sinh ra t phn ng Maillard) và được chng minh là tăng liên tc theo thi gian rang (Baggenstoss và cng s, 2008). Tt c nhng thay đi phân t này đu có tác đng đến các đc tính cm quan như:

Pyridine mang đến v đng, cm giác khô / se / chát (Astringent), khét (Burn note), thuc lá nhưng cũng có các hương tích cc khác như cây hi, ht d, hương hoa…. (Sweet marias)

pyrrole chu trách nhim to ra mt s mùi thơm ngt ngào, ging như caramel và ging như nm, ti trong cà phê (Coffee Chemistry)

4/ [PHÂN HY LIPID]  

Theo Britta, F, quá trình oxy hóa lipid ca các axit béo không bão hòa to ra các aldehyde có hot tính mnh khác nhau như hexanal, nonenal, enals khác và dienals. Tuy nhiên, chúng không thuc thành phn chính ca hương thơm cà phê. Các aldehyd này có th phn ng sâu hơn vi các thành phn khác trong cà phê (Belitz et al., 2009). Mc dù không góp phn vào hương thơm khi pha, nhưng Hexanal được xem là du hiu  nhn biết ca cà phê rang b cũ, mang li hương v ôi thiêu cho cà phê trong quá trình lưu tr. (Spadone và Liardon, 1989)

Bên cnh s chuyn hóa t các tin cht thành hp cht d bay hơi, [Đ RANG] và [THI GIAN RANG] cũng nh hưởng đến vic hình thành các hp cht d bay hơi.

RANG]

Nhìn chung, vi đ rang nht (light đến Light – Medium), cà phê mang hương thơm phát trin t trái cây, hoa, bánh mì và ht d… đến hương v ca cao, cay nng, tro, hăng mc đ rang đm hơn.

Khi rang đm, s phân hy ca CGA (Acid Chlorogenic) dn đến các sn phm thy phân như axit quinic và các axit phenolic (như axit ferulic) tiếp tc phân hy to thành các cht to mùi phenolic quan trng như guaiacol và 4-vinylguaiacol (Khói, đinh hương). 1 ví d rõ ràng nht đó là khi rang các mu Ethiopia Wash t Yirgacheffe, khi rang mc Light- Medium cho pha Filter, hương hoa và trái cây rõ nét, nhưng khi rang đm hơn cho Espresso (Medium-dark), các hương hoa và trái cây gim và có s xut hin ca đinh hương (Clove).

Bên cnh đó, theo Britta, F (2016) mt s hp cht s gim dn đến biến mt theo quá trình rang, ví d như hp cht gc lưu huỳnh có mùi qu lý chua đen (3-mercapto-3-methylbutyl) có th biến mt hoàn toàn trong cà phê rang đm. Trong khi đó, mt s hp cht li ít thay đi trong quá trình rang như Alkyl pyrazines (ví d, 2-ethyl-3,5-dimethylpyrazine) vi hương thơm ca đt, cà phê rang, ht ph. Cui cùng, các hp cht như 2-furfurylthiol (Hương v rang), các sn phm phân hy t trigonelline như pyridine (mùi khét, thuc lá)  và N-methylpyrrole (Caramel), cũng như dimethyl trisulfide được chng minh là tăng liên tc theo thi gian rang (Baggenstoss và cng s, 2008a). Tt c nhng thay đi phân t này đu có tác đng đến cách cảm nhận hương vị.

[THI GIAN – NHIT Đ RANG (NHANH >< CHM)]

Quá trình rang nhanh tạo ra s phân hy CGA ít hơn và cht bay hơi thp hơn (Nagaraju et al., 1997). Điu này được nhn mnh vi s lượng cao hơn ca diketones có hương cà phê rang, bơ và furfural (Hương caramel), trong khi nng đ phenol thp hơn nhiu dn đến hương vị ít bị tro, khói, cháy hơn.

Ngoài ra, như đã đề cập ở phần Phân Hủy Strecker, khi rang vi nhit đ np cao làm tăng s hình thành các aldehyde Strecker và có thể là nguyên nhân ca các mùi cay nng (Pungent), c (Grassy) trong  cà phê rang nhanh (Lyman et al 2003).

[THAM KHO]

Website

1/ Kahwei , Y. (2021, February 19). What Affects The Aroma Of Coffee & How Can Packaging Preserve It? Mtpak. https://mtpak.coffee/2021/02/what-affects-aroma-coffee/

2/ Brunning, A. (2015, February 17). The Chemical Compounds Behind the Aroma of Coffee. Compound Interest. https://www.compoundchem.com/2015/02/17/coffee-aroma/

3/ Hoffmann, J. (2006, June 21). Maillard Reaction, Strecker Degredation and Caramelisation. My Blog. https://jimseventemp.wordpress.com/2006/06/20/maillard-reaction-strecker-degredation-and-caramelisation/

4/ What Is the Maillard Reaction and Why Is It Important? Barista Hustle. https://www.baristahustle.com/blog/what-is-the-maillard-reaction-and-why-is-it-important/

5/ Strecker Degradation in Coffee Roasting. Barista Hustle. https://www.baristahustle.com/blog/strecker-degradation-in-coffee-roasting/

6/ Coffee Chemistry and Coffee Aroma. (n.d.). http://www.coffeeresearch.org/science/aromamain.htm

Sách và Tư liu

1/ Folmer, B. (2016, December 16). The Craft and Science of Coffee. Academic Press.

2/ Yeretzian, C., Opitz, S. O., Smrke, S., & Wellinger, M. (2019). Coffee Volatile and Aroma Compounds – From the Green Bean to the Cup. Zurich University of Applied Sciences, Institute of Chemistry and Biotechnology.

3/ Clarke, R., & Vitzthum, O. G. (2008, April 15). Coffee Recent Developments. John Wiley & Sons.



1 comment:

  1. Em cảm ơn a Cọ nhiều về chia sẻ của anh ạ!

    ReplyDelete