Quá trình lên men cà phê - tác động tiềm năng hương vị

Quá trình lên men là chất xúc tác mạnh mẽ để tạo ra các thuộc tính hương vị của hạt cà phê. Áp dụng cơ chế sinh học thuận tự nhiên, quá trình lên men xảy ra ở mọi phương thức chế biến cà phê. Qua việc hiểu rõ sức mạnh của quá trình lên men và chế biến, các công ty sản xuất, rang xay cà phê có thể tối ưu hóa tính đa dạng của hương vị. Bên cạnh đó cải thiện tính nhất quán và chất lượng cà phê cho ra thị trường.

Định nghĩa chung

Trong phạm trù khoa học, quá trình lên men là quy trình trao đổi chất của các vi sinh vật, trong đó vi khuẩn biên đổi đường thành hợp chất năng lượng và giải phóng các chất hữu cơ khác. Mặt khác, định nghĩa của quá trình lên men trong ngành cà phê lại gần gủi hơn nhiều. Đây là công đoạn cà phê sau khi sát vỏ được ngâm trong bể nước lớn sao cho chất nhầy (Mucilage) phân rã hoàn toàn".

Định nghĩa quá trình lên men cà phê vẫn còn rất “Mơ hồ”

Quá trình lên men cà phê

Quá trình lên men diễn ra theo 2 cách dưới đây:

• Lên men hiếu khí (Aerobic): Các vi sinh vật phát triển dựa trên Oxy và cơ chất (các hợp chất hữu cơ có trong thành phần vỏ cà phê) và thải ra các chất hữu cơ thứ cấp.

• Lên men kỵ khí (Anaerobic): Ở phương pháp này, quả cà phê sau khi xát vỏ ngâm chìm hoàn toàn trong nước. Các vi sinh vật khác nhau hoạt động mà không cần đến Oxy. Hoạt động lên men cà phê bởi các vi sinh vật kỵ khí là dễ dàng kiểm soát, và đồng nhất hơn.

Trong quá trình lên men, Enzyme là chất xúc tác chính cho quá trình lên men cà phê. Theo nghiên cứu, có hơn 50 loại nấm men và các vi khuẩn xuất hiện trong quá trình lên men cà phê. Trong đó, 3 loại enzyme quan trọng nhất được sản xuất bởi các vi sinh vật làm giảm các chất pectin là pectin lyase, polygalacturonase và pectin methyl esterase.

Để hiểu rõ hơn về các vi sinh vật, bạn xem thêm bài viết về vai trò các vi sinh vật.

Công dụng của lên men cà phê

Có ba phương pháp chế biến cà phê ngay sau khi thu hoạch là chế biến khô, chế biến ướt và bán ướt để cho phép quá trình lên men tự phát. Thời gian cần để cho quá trình lên men diễn ra tùy thuộc vào phương pháp chế biến khác nhau. Tuy nhiên về cơ bản, mục đích chính của quá trình lên men là loại bỏ chất nhầy (giàu polysacarit pectin) và giảm hàm lượng nước trong hạt. Do đó nêu được quản lý đúng cách quá trình lên men có thể tác động tích cực đến các thuộc tính chất lượng.

Quá trình lên men là sự phân phân hủy lớp vỏ nhầy, giảm lượng nước trong hạt cà phê

Pectin, Cellulose và tinh bột là nhóm chính cấu thành chất nhầy, bao quanh hạt cà phê. Các chất này kéo dài thời gian cần thiết để làm khô hạt cà phê, hơn nữa còn có thể tạo điều kiện cho nấm mốc và làm giảm chất lượng cà phê. Do đó, nguyên lý là cố gắng thúc đẩy quá trình lên men do các enzyme và các vi sinh vật đóng vai trò chính trong việc giảm chất nhầy bằng cách sản xuất các loại Enzyme khác nhau trong quá trình lên men.

Chúng ta biết rất ít về lên men cà phê

Thứ nhất là thời gian để lên men phân hủy trong quá trình ướt khác nhau cho chất lượng cà phê khác nhau. Các hạt cà phê lên men trong quá trình chế biến ướt diễn ra trong 8 giờ có mùi vị khác biệt với cùng loại cà phê ấy trong vòng 40 giờ.

Thứ hai, độ cao và nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến lên men cà phê. Ở độ cao 700m trong 25°C sẽ cho ra sự khác về hương vị với cà phê được lên men ở độ cao 1500m và 12°C

Cuối cùng là môi trường lên men, các sản phẩm cà phê lên men trong thùng gỗ, bể sứ, gốm, xi măng cho ra chất lượng khác nhau hoàn toàn. Và cứ thể trong quá trình lên men mở ra vô số chiều hướng tác động đến chất lượng cuối cùng của hạt cà phê.

Do đó, mọi thứ về lên men cà phê trong công nghiệp chế biến vẫn còn rất mơ hồ và không có sự nhất quán.

Thách thức trong lên men cà phê

Thách thức lớn nhất trong quá trình lên men cà phê nằm ở việc kiểm soát quá trình. Nan giải nhất là thời gian thực hiện, không để cà phê bị lên men quá mức. Vì khi đó sẽ dẫn đến sự phát triển của vi sinh vật quá mức, ảnh hưởng xấu đến hương vị cà phê.

Các hạt cà phê bị lên men quá mức chưa một lượng lớn các chất hóa học không mong muốn, điển hình là axit propionic và butyric, tạo ra mùi hăng hệt như hành tây. Trong điều kiện lý tưởng, các axit này có nồng độ không quá 1mg/ml.

Quá trình lên men tự phát

Lên men không chỉ diễn ra trong quá trình chế biến cà phê ướt, mà còn diễn ra trong quá trình chế biến khô và mật ông.

Ngay từ khi quả cà phê lìa cành các vi sinh vật có sẵn trên quả cà phê đã bắt đầu xâm nhập vào ăn lớp thịt quả giàu đường, đạm và nước. Quá trình lên men tự nhiên đã diễn ra mà không phụ thuộc vào cách thức chế biến sau này.

Rủi ro của quá trình lên men

Đối với các ngành khác như bánh mì, rượu, bia,.. Các công ty sản xuất đã tự động chọn cơ chế lên men tự phát hoặc bổ sung các loại nấm lên men có lợi vào quá trình chế biến để định hướng hương vị. Tuy nhiên, đối với ngành cà phê là một thách thức rất lớn vì mang đến cơ chế rủi ro, có thể tác động xấu đến chất lượng thay vì xem xét khía cạnh lợi ích tuwfw hương vị tạo ra bởi quá trình lên men.

Phomat, bia, rượu, bánh mì… là những sản phẩm của việc chủ động lựa chọn quá trình lên men

Ngoài ra, lớp vỏ cà phê có cấu tạo phức tạp đóng vai trò bảo vệ hạt giống, một khi lớp vỏ này bị loại bỏ, nhân cà phê rất dễ bị hư hỏng. Thời gian chế biến cà phê càng kéo dài, đồng nghĩa việc gia tăng các rủi ro về chất lượng.

Cuối cùng trong trường hợp hoạt động lên men kém, thiếu kiểm soát có thể dẫn đến mùi mốc, tích tụ các hợp chất xấu trong cà phê.

Đó chính là những lý do tại sao hầu hết các nhà sản xuất đều tìm cách kiểm soát để hạn chế tác động xấu hơn là phát triển theo chiều hướng tốt.

Phát triển chất lượng

Trong quá trình lên men diễn ra ở các bể ngâm cà phê, nấm lên men đóng vai trò duy nhất là tiêu thụ đường có trong lớp vỏ. Từ đó tạo ra các enzyme giúp phân giải pectin (thành phần chất nhầy). Cùng với đó, nấm lên men cũng tạo ra các chất chuyển hóa thứ cấp được xem là tiền chất hương vị. Bằng cách này cà phê lên men đúng cách có giá trị hơn cà phê được chế biến thuần tự nhiên.

Quá trình lên men mở ra vô số tiềm năng chất lượng cho hương vị cà phê

Lưu ý là đối với mỗi giống cà phê khác nhau, tỷ lệ thành phần đường và chất dinh dưỡng trong lớp vỏ quả cà phê đều khác nhau. Do đó quá trình lên men cũng khác nhau, chưa kể đến cấu tạo bể lên men, nhiệt độ môi trường, chất lượng nước, và vô số yếu tố ảnh hưởng đến kết quả lên men khác nhau. Do đó chúng ta hoàn toàn có khả năng duy trì sự đa dạng của hương vị, tuy nhiên cũng tiềm ẩn nhiều rủi ro xuất hiện hương vị không mong muốn.
Và sau tất cả, quá trình lên men là không thể tránh khỏi. Vấn đề đơn giản chỉ là lựa chọn ranh giới giữa việc giới hạn hay phát triển các tiềm năng từ nó.

Xem thêm:

• Quá trình chế biến khô cà phê- Những điều phải lưu ý
• Cách bảo đảm sự nhất quán trong quá trình lên men và chế biến cà phê