Điều gì quyết định màu sắc của chiết xuất cà phê?

Trước khi tách cà phê chạm môi để nhấp một ngụm, chúng ta đã thu thập được một lượng lớn thông tin về hương vị của nó. Chúng ta ngửi thấy mùi thơm - một dấu hiệu tốt cho các hương vị bên trong, và chúng ta có thể cảm nhận được độ ấm của cốc qua xúc giác trên tay - một chỉ báo tốt về nhiệt độ của nó. Chúng ta cũng nhìn thấy cà phê! Khi cầm tách cà phê trên tay, chúng ta đánh giá một cách có ý thức (hoặc trong tiềm thức) các khía cạnh trực quan của cà phê: màu sắc, độ đậm của màu sắc, độ trong suốt hoặc độ vẫn đục của nó. Nhưng vẻ ngoài trực quan của cà phê cho chúng ta biết điều gì, và tại sao nó lại quan trọng?

Chúng ta đều biết rằng màu sắc của cà phê rất quan trọng đối với người tiêu dùng. Trong nhiều nghiên cứu và quy chuẩn của Hiệp hội Cà phê Đặc sản (SCA) thì mức độ rang - một thước đo chất lượng, thường được biểu thị bằng màu sắc (sáng, trung bình, hoặc đậm) - là yếu tố tác động mạnh nhất đến quyết định của người tiêu dùng.

Gần đây, các nghiên cứu thực nghiệm của Qian Janice Wang tại SCA đã chứng minh rằng, ngay cả đối với những chuyên gia thử nếm (cupper) cà phê có kinh nghiệm, màu sắc của cà phê cũng ảnh hưởng đến đánh giá của họ về chính loại cà phê đó (họ tìm thấy sự khác biệt trong hương của các loại cà phê giống hệt nhau khi gián tiếp thay đổi hình thức bên ngoài của cà phê). Điều này cho thấy sự màu sắc trực quan của cà phê có thể ảnh hưởng đến các nhận thức về cảm quan khác của cà phê ở cấp độ thần kinh, một hiện tượng mà các nhà nghiên cứu gọi là “hiêu ứng đa giác quan” hay tương tác chéo (crossmodal effect).

Màu của thức uống cà phê cho ta biết điều gì

Từ quan điểm của Khoa học Cảm quan, mối tương quan giữa màu sắc và mùi vị là một trong những điều được nghiên cứu nhiều nhất. Chúng ta có xu hướng kết hợp các màu cụ thể với các vị cụ thể: ví dụ, màu đỏ / hồng thường liên quan đến vị ngọt, màu xanh lá cây với độ chua và màu đen với vị đắng (vì vậy húng ta không chỉ có xu hướng tìm thức ăn và đồ uống có màu đỏ để ngọt hơn). Màu sắc của (thức uống) cà phê cung cấp cho chúng ta những hiểu biết về thành phần hóa học của chính đồ uống đó và cung cấp cho chúng ta những manh mối có giá trị về hương vị mà chúng ta có thể mong đợi. Cà phê đen đậm có thể có vị đắng và nồng, cà phê nâu đỏ có thể giống như trà và nhạt. Một số lý giải đơn giản có thể được đưa ra bởi người dùng có kiến thức về hóa học, ví dụ như: Melanoidin - một nhóm hợp chất có màu sẫm được hình thành trong quá trình rang. Các hợp chất màu nâu này có ảnh hưởng đến hương vị và mùi thơm trong thực phẩm, và là lý do chính tại sao “phản ứng Maillard” nổi tiếng tạo ra cả màu nâu và hương vị thơm ngon trong thực phẩm.

Melanoidin được hình thành khi đường và axit amin kết hợp với nhau (thông qua phản ứng Maillard), chất này góp phần chính cho cả màu sắc và hương vị cà phê, vì vậy nó là lý do cho thấy những thay đổi trong màu sắc cà phê sẽ kéo theo khác biệt trong hương vị cà phê.

Wikipedia

Nhưng điều gì thực sự làm nên màu sắc của cà phê? Vào năm 2021, các nhà nghiên cứu tại UC Davis Coffee Center, đang thực hiện một nghiên cứu đánh giá sự khác biệt hóa học giữa pha cà phê nóng và lạnh, đã nhận thấy một phát hiện: cùng một loại cà phê, được pha với cùng một lượng chất rắn hòa tan (TDS) nhưng sử dụng nhiệt độ nước khác nhau, thực sự trông khác nhau. Điều này kích thích nhiều nhà khoa học tiếp tục đi tìm câu trả lời, rằng tại sao những loại cà phê mà mọi thứ đều giống hệt nhau ngoài nhiệt độ pha lại có thể trông khác biệt đến vậy. Kết quả thực nghiệm đưa đến một khám phá đáng kinh ngạc: màu sắc của cà phê sau khi pha không chỉ bị chi phối bởi thành phần chiết xuất và độ mạnh của nó mà còn bởi nhiệt độ pha chế, đến mức mà người ta có thể dự đoán nhiệt độ pha bằng màu sắc trực quan của cà phê.

Mặc dù thực tế rằng màu sắc của cà phê - từ sau khi rang đến pha chế - là một chỉ số quan trọng của mức độ rang và chất lượng trong toàn ngành, sự hiểu biết (và đo lường) của chúng ta về màu sắc chủ yếu mang tính chủ quan.

sca.coffee

Điều gì quyết định màu sắc của cà phê sau khi pha

Về mặt định lượng, màu sắc của nhân cà phê sau khi rang có thể được đo bằng Thang đo Agtron Gourmet hoặc Commercial. Nhưng thông thường, các phép đo định lượng này khá tốn kém và không thực sự phổ biến, nên nó sẽ được bổ sung hoặc thay thế bằng các phép xác định màu rang mang tính tính tương đối hơn, chẳng hạn như “sáng”, “trung bình” hoặc “tối”. Về phía người tiêu dùng, màu sắc thường là thước đo đầu tiên về chất lượng mà người tiêu dùng tạo ra, làm cho nó trở thành chỉ số cơ bản để đánh giá chất lượng cảm quan. Ngoài ra, những thay đổi về màu sắc cụ thể của sản phẩm - chẳng hạn như màu nâu xảy ra trong quá trình rang cà phê - đóng vai trò là dấu hiệu cho những “ngưỡng” nhất định trong sự thay đổi về mùi và vị của cà phê. Do đó, việc một nhà rang hiểu được thành phần hóa lý của cà phê ảnh hưởng như thế nào đến các phép đo khách quan của màu sắc có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách người tiêu dùng dựa theo màu sắc để xác định các đặc điểm cảm quan nhất định.

Khi nói đến đồ uống từ cà phê, màu sắc chủ yếu được đo lường một cách chủ quan. Chúng ta không đặt nặng yêu cầu vào việc xác định màu sắc của chiết xuất cà phê, chỉ đơn giản là màu sắc của mỗi loại cà phê có xu hướng khác nhau như thế nào từ mẫu này sang mẫu khác, và sự khác biệt về màu sắc ảnh hưởng như thế nào đến nhận thức của người tiêu dùng về đồ uống của họ.

Trong thực nghiệm mà chúng tôi viện dẫn ở cuối bài, các nhà khoa học đã đo màu sắc của cà phê được pha ngâm bằng bình Toddy từ nhiều nguồn gốc: El Salvador - Honey (ELS), Ethiopia Guji - Washed (ETH) và Sumatra - Wet hulled (SUM). Cứ ba lần pha sẽ được đồng nhất thành một bộ mẫu lớn hơn, hỗn hợp đồng nhất này được pha loãng thành đến TDS = 2% để phân tích màu sắc được ảnh quang phổ hấp thụ và thang đo màu Agtron Gourmet. Quy trình được thực hiện ba lần cho mỗi loại mẫu, với tổng số 3 loại cà phê × 3 mức độ rang × 3 nhiệt độ pha × 3 lần lặp lại thử nghiệm = 81 bộ mẫu (bao gồm 243 lần pha riêng lẻ, được đồng nhất thành một bộ ba). Các mẫu được bảo quản trong tủ lạnh khoảng 48 giờ cho đến khi phân tích so màu.

Thực nghiệm đã chứng minh màu sắc của chiết xuất cà phê bị ảnh hưởng mạnh mẽ không chỉ bởi mức độ rang mà còn bởi nhiệt độ pha cà phê, đặc biệt là ở chế độ rang nhẹ hoặc vừa. Theo trực giác, điều này khá dễ hiểu, vì mức độ rang tăng lên sẽ làm cho hạt cà phê sẫm màu hơn, sau đó có thể dẫn đến chiết xuất có màu đậm hơn. Điều đáng chú ý là việc sử dụng nhiệt độ pha “lạnh” (4 hoặc 22°C) dẫn đến đồ uống có màu đỏ hơn nhiều so với màu nâu đen điển hình của cà phê pha nóng (92°C). Nói cách khác, màu sắc của bột cà phê không được chuyển trực tiếp vào nước pha và màu sắc của nước pha sẽ thay đổi đáng kể dựa trên nhiệt độ và nguồn gốc của nước pha, điều này làm phức tạp việc lựa chọn cà phê và các thông số chiết xuất để đạt được cà phê pha có màu sắc mong muốn. Đây là một lĩnh vực nghiên cứu bị bõ ngõ, chưa được khám phá ngay cả với sự gia tăng phổ biến gần đây của cold brew.

Màu sắc của đồ uống cà phê có thể ảnh hưởng sâu sắc đến các đặc điểm cảm quan. Đồ uống có màu đỏ có thể ít đắng hơn và ngọt hơn so với đồ uống có màu đỏ đậm hơn.

Johnson & Clydesdale, 1982; Ja Maga, 1974

Vậy, chúng ta sẽ làm gì với màu cà phê?

Mặc dù vẫn chưa rõ chính xác nguyên nhân gây ra sự khác biệt về màu sắc giữa các loại chiết xuất cà phê khác nhau ở các cấp độ rang và nhiệt độ pha khác nhau. Dù chúng ta biết rằng màu nâu trong cà phê rang là kết quả của Melanoidin được tạo ra trong quá trình rang cũng như quá trình caramel hóa đường sucrose (Bradbury, 2001 ; Illy & Viani, 1995 ; Macrae, 1985 ). Các Melanoidin này có thể rất khác nhau về thành phần, chủng loại và tùy thuộc vào mức độ rang. Vì Melanoidin là sản phẩm cao phân tử của phản ứng Maillard và có thể được chia thành ba loại dựa trên trọng lượng phân tử của chúng: thấp, trung bình và cao (Bekedam và cộng sự, 2008 ). Số lượng của mỗi loại melanoidin khác nhau tùy theo mức độ rang; rang càng sẫm màu, tỷ lệ Melanoidin có trọng lượng phân tử cao càng nhiều (Bekedam và cộng sự, 2008). Nồng độ Melanoidin trọng lượng phân tử cao tăng lên có thể dẫn đến màu sắc đậm hơn của cà phê rang đậm.

Melanoidin thường được định nghĩa là các hợp chất cao phân tử có màu nâu, chứa nitơ hấp thụ ánh sáng ở bước sóng 405-420 nm. Cấu trúc hóa học của chúng cực kỳ phức tạp và phần lớn vẫn chưa được biết đến do thực tế là có quá nhiều thành phần trong nhân cà phê xanh đóng vai trò trong sự hình thành của chúng

Bekedam và cộng sự. (2008)

Tương tự như vậy, Sắc tố nâu cũng xuất phát từ quá trình caramel hóa đường sucrose, xảy ra bất cứ khi nào nhiệt độ rang đạt trên 130°C (Trugo, 1985 ). Sản phẩm thu được là một hợp chất dị vòng hòa tan trong nước, sau đó có thể polyme hóa để tạo thành các sắc tố nâu giống Maillard (Tressl và cộng sự, 1998; Bradbury, 2001). Việc bao gồm hai loại hợp chất màu khác nhau (melanoidin và caramel) gợi ý về khả năng chiết xuất khác nhau ở các nhiệt độ nấu bia khác nhau. Kích thước và độ hòa tan của các hợp chất này sẽ ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất tổng thể của chúng và dẫn đến sự thay đổi màu sắc của thức uống.

Điểm mấu chốt là cả mức độ rang và nhiệt độ pha đều ảnh hưởng đến màu sắc của đồ uống cà phê, nhưng màu sắc của chiết xuất cà phê không phải lúc nào cũng cho biết màu sắc của hạt cà phê hay hương vị thực sự của nó sẽ như thế nào. Cà phê pha lạnh, được pha ở nhiệt độ phòng hoặc tủ lạnh, sẽ có màu đỏ hơn so với màu nâu-đen điển hình của cà phê nóng. Như vậy, khi mở rộng suy luận, mức độ rang và nhiệt độ pha có thể được lựa chọn một cách có chủ ý để có được màu cà phê mong muốn, mang lại cơ hội xây dựng thương hiệu và tiếp thị chưa được khám phá trước đây.

Nguồn tham khảo

[*] Bài đăng này chia sẻ những phát hiện của một bài báo được xuất bản gần đây “Roast level and brew temperature significantly affect the color of brewed coffee” (tạm dịch: Mức độ rang và nhiệt độ pha ảnh hưởng đáng kể đến màu sắc của thức uống cà phê” được xuất bản trên Food Science & Technology.

• Yeager, S. E., Batali, M. E., Lim, L. X., Liang, J., Han, J., Thompson, A. N., Guinard, J.-X., & Ristenpart, W. D. (2022). Roast level and brew temperature significantly affect the color of brewed coffee. J Food Sci, 87, 1837- 1850. https://doi.org/10.1111/1750-3841.16089