[COFFEE TIP] Vì sao cà phê có "vị" ngọt?

by Thai Dang

Như đã đề cập trong bài về Mùi hương cà phê, lưỡi người cảm nhận được 5 vị (taste) là chua, mặn, đắng, ngọt và umami. Tuy nhiên, mỗi vị cần đạt tới ngưỡng cảm quan cần thiết để ta có thể cảm nhận được.

Khi cảm nhận vị ngọt (sweetness), lưỡi người thực chất đang cảm nhận đường (sugar). Có nhiều loại đường khác nhau, trong đó đường chuyển hóa (reducing sugar) gồm đường đơn (monosaccharide) và đường đôi (disaccharide) là dễ cảm nhận nhất. Trong 2 loại đường này, tùy vào chuỗi liên kết hydro giữa cấu trúc đường và nước mà mỗi loại có vị ngọt cao hơn.

Trong cà phê, 3 loại đường chuyển hóa được nhắc đến nhiều nhất là fructose (đường đơn), glucose (đường đơn) và sucrose (đường đôi, kết hợp giữa fructose và glucose). Với lưỡi người, độ ngọt fructose cao hơn sucrose, sucrose ngọt hơn glucose.

Dĩ nhiên, trong cà phê (cả cà xanh và đã rang), 3 loại trên không phải là tất cả. Các nhóm đường khác bao gồm các loại polysaccharides (chuỗi ngắn và chuỗi dài), lactose (đường đôi tạo nên bởi galactose + glucose) vv. Mỗi loại đều có vai trò riêng trong việc tạo nên mùi vị cà phê.

Như vậy, có phải cà phê có "vị" ngọt vì lượng đường trong cà phê hòa tan trong nước đạt tới ngưỡng đủ để lưỡi người nhận ra? Nếu để ý, bạn thấy "vị" để trong ngoặc kép, vì thực tế không đơn giản như vậy.

Đường trong cà phê

Một mẻ rang có thể đạt ngưỡng nhiệt vào khoảng 210-240°C. Có nhiều quá trình hóa học xảy ra khi rang, trong đó các nhóm đường được chuyển hóa thành các nhóm hóa học khác phần lớn qua quá trình caramel hóa (caramelisation) và qua phản ứng Maillard (Maillard reaction).

Maillard reaction là phản ứng giữa đường chuyển hóa và các amino acids. Trong khoảng 140 đến 165°C, Maillard reaction tạo ra melanoidins (melanoidins khiến cà phê có màu nâu) và một loạt các phức hợp mùi hương, đặc biệt là nhóm furanone có mùi caramel "ngọt".

Từ 170°C, caramelisation diễn ra. Caramelisation không cần enzyme như Maillard reaction vì quá trình này xảy ra nhờ sự nhiệt phân (pyrolysis). Khi rang cà phê, caramelisation khiến đường đôi (như sucrose) suy biến thành đường đơn (fructose và glucose). Khi nhiệt tăng, nước bốc hơi, các phân tử đường phản ứng với nhau tạo nên các phân tử màu nâu (như caramelan, caramelen, và caramelin) và các phức hợp mùi hương dễ bay hơi như furans, diacetyl, esters và lactones.

Maillard reaction và caramelisation có thể diễn ra song song (Maillard reaction vẫn tiếp diễn trên ngưỡng 170°C nếu còn amino acid). Do đó, rất khó có thể phân biệt được các nhóm hóa học mới sinh ra khi rang cà phê là sản phẩm duy nhất của quá trình nào.

Tuy nhiên, ta có thể chắc chắn rằng: khi mẻ rang kết thúc, phần lớn đường đơn và đường đôi trong cà phê đã bị suy biến và chuyển hóa. Sản phẩm của các nhóm đường này gồm nhiều nhóm hóa học mới, trong đó có các phức hợp mùi hương dễ bay hơi.

Fructose caramel hóa ở ngưỡng 110°C, glucose và sucrose ở 160°C. Các loại đường khác như galactose caramel hóa ở 160°C, lactose ở 203°C. Do đó, khi mẻ rang kết thúc, phần lớn đường, và do đó, vị ngọt cũng không còn.

Kể cả khi bạn rang siêu sáng (ngừng rang ngay sau first crack), nhiệt độ mẻ rang đã đạt ngưỡng 196-200°C, vượt ngưỡng caramel hóa của nhiều loại đường. Phần lớn các nghiên cứu khoa học đều cho rằng 99% đường chuyển hóa trong cà phê mất đi sau khi rang.

Nếu đường không còn, vì sao cà phê vẫn có thể ngọt?

Đường mất đi nhưng nhiều nhóm phức hợp hữu cơ dễ bay hơi (volatile organic compounds/VOCs) được sinh ra nhờ Maillard reaction và caramelisation. Trong bài Mùi hương cà phê, mình đã liệt kê ra một số nhóm VOCs đóng vai trò quyết định tạo nên mùi hương cà phê. Trong đó nhóm furanone có mùi caramel ngọt, nhóm ester và aldehyde có mùi hoa quả chín, và ketone với mùi vanilla béo.

Do con người coi mùi hoa quả chín hay mùi caramel là mùi ngọt, cà phê có những nhóm mùi này khi uống được xem là có "vị" ngọt. Do đó, mùi hương cà phê ảnh hưởng trực tiếp đến cảm giác về vị của cà phê. Nếu bạn thử bịt mũi và uống cà phê, một ly cà phê "ngọt" trở nên nhạt nhẽo. Nếu bạn ốm và khứu giác bị ảnh hưởng, cà phê dù thơm và "ngọt" đến mấy cũng không ngon.

Như vậy là, khi uống một ly cà phê ngọt, thực chất bạn đang uống cà phê thơm ^^ Cà phê hầu như không còn "vị" ngọt, nhưng lại có một loạt phức hợp mùi hương mới khiến ta liên tưởng đến độ ngọt của hoa quả, đường nâu, vanilla, hay chocolate sữa.

Ngoài VOCs, đường polysaccharides (kết hợp của trên 10 đường đơn) và đường oligosaccharides (3-9 đường đơn), do không bị suy biến quá nhiều sau quá trình rang, tạo nên cảm nhận về 'body' của cà phê. Body dày cũng có thể tạo nên cảm giác ngọt. Tưởng tượng khi một mẻ cà phê có nhiều nhóm furanone mùi đường nâu, sự có mặt của nhiều polysaccharide khiến cảm giác về đường nâu trở nên "đặc" hơn, dễ khiến ta liên tưởng đến những chất ngọt dày hơn như maple syrup hay molasses.

Cần phân biệt giữa "độ đường" và "độ ngọt"

Độ đường cao không có nghĩa là độ ngọt cao. Một ly cà phê có thể có độ Brix cao nhưng chưa chắc đã ngọt và dễ chịu. Brix cao nhưng các acid 'xấu' bị chiết xuất quá đà, hay ly cà phê có mùi hôi vv. đều không khiến người uống liên tưởng đến "ngọt".

Khi cà phê được lên men trong quá trình sơ chế, các loại vi sinh vật dùng rất nhiều đường trong cà phê để phục vụ quá trình trao đổi chất tạo nên năng lượng. Tuy nhiên, cà phê được lên men hầu hết đều có "vị" ngọt dù đã mất nhiều đường trong quá trình lên men. Vi sinh vật tiêu hóa đường nhưng tạo ra nhiều VOC precursor (tiền chất cho phức hợp mùi hương). VOCs này từ cà xanh biến đổi thành nhiều VOCs có mùi thơm và ngọt sau quá trình rang. Đây là ví dụ điển hình cho thấy "độ đường" không đồng nghĩa với "độ ngọt".

Cà phê ngọt luôn là một trong những tiêu chí hàng đầu của ngành công nghiệp specialty coffee. Nhưng nhiều người vẫn nghĩ rằng chỉ cần trái cà phê có nhiều đường, ly cà phê sẽ ngọt. Trên thực tế, độ đường cao không phải là tất cả.

Để tăng độ ngọt của ly cà phê, ngoài việc cây cà phê sống trong môi trường đủ dinh dưỡng, trái cà phê được hái khi chín đỏ và sơ chế sạch, roaster cần hiểu về tính chất cà phê mình rang, các phản ứng hóa học trong cà phê, điều kiện và nhiệt độ của các phản ứng này, và đủ nhạy bén với mùi hương hay tiếng động khi rang.

Với người làm cà phê, hiểu về VOCs và VOC precursors ảnh hưởng đến quá trình lên men, cách chọn loại men và môi trường lên men để thúc đẩy cà phê tạo nên nhóm hóa học mới ảnh hưởng tốt đến mùi hương và cảm nhận về "vị" ngọt.

REFERENCE:

Arya, Meenakshi & Rao, L.. (2007). An Impression of Coffee Carbohydrates. Critical reviews in food science and nutrition. 47. 51-67.

Barba, Carmen & Béno, Noëlle & Guichard, Elisabeth & Thomas-Danguin, Thierry. (2018). Selecting odorant compounds to enhance sweet flavor perception by Gas Chromatography/Olfactometry-Associated Taste (GC/O-AT). Food Chemistry.

Grosch, W., Czerny, M., Mayer, F., & Moors, A. (2000). Sensory studies on the key odorants of roasted coffee. Caffeinated beverages, Vol. 754. American Chemical Society.

Kleinwaechter, Maik & Selmar, Dirk. (2010). Influence of drying on the content of sugars in wet processed green Arabica coffees. Food Chemistry. 119. 500-504.

Knopp, Sven & Bytof, Gerhard & Selmar, Dirk. (2005). Influence of processing on the content of sugars in green Arabica coffee beans. European Food Research and Technology. 223. 195-201.

Sunarharum, Wenny & Williams, David & Smyth, Heather. (2014). Complexity of coffee flavor: A compositional and sensory perspective. Food Research International. 62. 315-325,

Mỗi bài blog là tài sản trí tuệ của 96B cafe & roastery. Nếu các bạn muốn chia sẻ, hay ghi rõ nguồn www.96B.co - xin cảm ơn.