Bạn có thể hiểu đơn giản rang cà phê là quá trình gia nhiệt giúp “cà phê nhân xanh” trở thành hạt “cà phê chín” mà ta pha uống. Hạt cà phê có mật độ và tính đa dạng tế bào cao nhất trong tất cả các loài thực vật cùng họ, chính yếu tố này là điều kiện tiên quyết cho mọi sự biến đổi vật lý của hạt cà phê trong quá trình rang.

1.Biến đổi màu sắc hạt cà phê

Đầu tiên, sự thay đổi rõ ràng nhất xảy ra trong quá trình rang là màu sắc. Trước khi rang, hạt cà phê có màu xanh. Sau đó vài phút nhiệt độ sẽ làm cho chất diệp lục có trong hạt chuyển sang màu vàng, trước khi kích hoạt một chuỗi các phản ứng hóa học tiếp theo để hạt cà phê chuyển sang màu nâu – đến nâu sẫm và cuối cùng là đen.

Quá trình này được chịu trách nhiệm bởi hai nhóm phản ứng hóa học chính:

Thứ nhất: Sự hình thành melanoidin – sản phẩm của phản ứng Maillard (phản ứng hóa học giữa các axit amin và đường khử)
Thứ hai: Phản ứng caramel hóa các loại đường (sự phân hủy carbohydrates) tự nhiên trong hạt.

2.Hương vị hạt cà phê:

Bên cạnh sự thay đổi màu sắc là sự phát triển hương vị bên trong hạt cà phê. Trong nửa đầu quá trình (Light roast) sự khác biệt giữa biểu thị màu sắc và sự phát triển bên trong hạt không đáng kể càng về cuối (Dark roast) biên độ chênh lệch này càng lớn

Cần lưu ý rằng: rang sẫm (dark roast) hơn không làm cho cà phê phát triển nhiều hơn. Mặt khác, rang nhẹ (light roast) không có nghĩa cà phê đã phát triển đầy đủ. Màu sắc, chỉ là một phần biểu hiện cho hương vị. Do vậy, với sự phát triển đúng đắn, bất kỳ màu sắc nào của quá trình rang cũng có thể cho hương vị phong phú và đậm đà.

3.Cấu trúc hạt cà phê

Cấu trúc vi mô của một hạt cà phê là ma trận của các tế bào được cấu tạo thành từ cellulose. Quá trình rang phá hủy cấu trúc tế bào cà phê, tế bào chất bị giảm dần được đẩy về phía thành tế bào, nhường chỗ cho một khoảng trống chứa đầy khí ở vùng trung tâm. Lớp thành tế bào này trở nên mỏng hơn khi tiếp tục rang, các khí và hơi nước sẽ tăng sức ép làm kích thước tế bào tăng lên. Do đó, song song với việc tăng thể tích, độ xốp đo được cũng tăng dần trong quá trình rang.

Trong suốt quá trình rang, lượng nước tự do trong hạt sẽ bốc hơi và tạo ra áp suất cao trong hạt. Sự trương nở này sẽ thay đổi cấu trúc của các thành tế bào từ cứng nhắc sang mềm dẻo hơn, hạt sẽ dần suy yếu, mềm hơn và xốp hơn. Đồng thời áp lực hơi nước nội bào (và các khí khác) các vật chất bên trong sẽ bị ép ra thành tế bào để lại một khoảng trống nội bào. Phần lớn các khoảng trống này sẽ được tích tụ đầy khí CO2 – khi nước thẩm thấu vào các khoang này trong quá trình pha chế, các hợp chất hòa tan sẽ theo nước đi vào chiết xuất và cho ta cảm nhận hương vị cà phê.

4.Độ ẩm hạt cà phê:

Trong quá trình rang, cà phê sẽ bay hơi 12% -24% trọng lượng trong riêng của chúng – tùy thuộc vào độ ẩm ban đầu (và mức độ trình rang khi kết thúc).

Vết nứt đầu tiên xuất hiên, nó đánh dấu cho việc cà phê đã hao hụt 11% -13% khối lượng. Khoảng 30 giây sau khi vết nứt đầu tiên kết thúc, là khoảng 14% -16%. Và khi bắt đầu vết nứt thứ hai, cà phê đã mất 17% -18% khối lượng. Trong ngành công nghiệp cà phê đặc sản, với sự ưu tiên bảo tồn các chất vị bản địa của hạt cà phê, hầu hết các nhà rang xay giữ cho hạt cà phê “giảm cân” ở mức trung bình 14% -16% trọng lượng ban đầu của chúng.

Với sự hao hụt cân nặng trên – nước chiếm tới 90% trọng lượng đã mất. Phần còn lại là chất hữu cơ bị thải ra ở dạng khí CO2, cũng như một lượng nhỏ carbon monoxide, nitơ, các hợp chất thơm và axit dễ bay hơi. Tổn thất về mặt chất hữu cơ tăng đáng kể hơn từ giai đoạn medium roasts, với lượng chất hữu cơ hao mòn từ 5 – 8%, và lên tới tới 12% từ giai đoạn dark roasts trở đi.

5.Sản sinh lipid

16% khối lượng khô của cà phê xanh là lipid (chủ yếu là triglyceride). Và vì chúng khó mà bay hơi nên trong quá trình rang, nên dưới áp suất cao trong hạt các hợp chất này di chuyển từ trung tâm tế bào về phía bề mặt của hạt. Sự trùng hợp là chính nhờ lớp lipit mỏng bao phủ hạt mà các hợp chất dễ bay hơi được giữ lại bên trong cấu trúc hạt, phần lớn trong đó rất cần thiết để tạo ra mùi hương của cà phê, không có dầu chúng không thể phân tán trong chiết xuất.

Nguồn & Tham Khảo:

https://primecoffea.com/qua-trinh-rang-ca-phe-va-nhung-van-de-co-ban-primecoffee.html
The Coffee Roaster’s Companion (Scott Rao, 2014)
www.thekitchn.com/ What Actually Happens During Coffee Roasting? ; www.baristahustle.com/ Let’s Talk About Roasting ; www.scanews.coffee/ The Impact of Roasting on Coffee’s Flavor ; www.coffeereview.com/ Roast Definitions ; www.baristainstitute.com Coffee Basics: How do you roast coffee?