Astringent Taste Trong Cà Phê

Astringent Taste là gì?

Trước khi bắt đầu với chủ đề lần này, tụi mình muốn chia sẻ một chút về định nghĩa của “Astringent Taste”, hay một số tài liệu ghi nhận là “Astringency” hoặc “Astringency Taste”.

“Astringent Taste” thực ra là một cụm từ mà (trong phạm vi hiểu biết của tụi mình) chưa có một từ ngữ chính thức nào được dịch ra bằng tiếng Việt. Tuy nhiên có một tính từ có tính tương đối mà mọi người thường dùng để trao đổi với nhau, đó là “Chát”.

Do đó, trong phạm vi bài viết này, tụi mình xin phép được sử dụng “Chát” thay thế cho “Astringent Taste”, cho đến khi có thêm những cập nhật mới và chính thống trong tương lai bạn nhé.

Nhưng trước khi đi đến phần trọng tâm, hãy cùng tụi mình định nghĩa một chút về “Astringent Taste”.

– Về “Astringent Taste”: được dùng để chỉ cảm giác khô và se được cảm nhận bên trong khoang miệng. Nó thường được mô tả là cảm giác thô ráp hoặc se lại ở lưỡi và má trong. Bạn sẽ bắt gặp cảm giác này khi ăn một trái chuối xanh (hay mình hay gọi với nhau là chuối chát), ăn một quả lựu hoặc uống trà xanh.

Hiện tượng này hình thành là do một số chất trong thực phẩm gây ra. Thường thì nó liên quan đến sự hình thành các kết tủa tập trung giữa polyphenol (được tìm thấy trong thực vật với đặc tính oxy hóa cao) với protein trong nước bọt và niêm mạc (mucous membranes), từ đó làm mất khả năng bôi trơn tự nhiên của khoang miệng.

Polyphenol được nhắc đến ở đây, cụ thể là tannin (hay còn được gọi là plant polyphenols, xuất hiện nhiều ở trái cây chưa chín, lá hoặc vỏ cây,…) và chlorogenic acids (CGAs – có trong hạt cà phê xanh và một số thực vật khác).

Nguồn: Research progress on classification, sources and functions of dietary polyphenols for prevention and treatment of chronic diseases.

Theo một nghiên cứu được in trong ấn phẩm Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition (bản 2, xuất bản năm 2003 – Trang 5184, chương Sensory Evaluation/Taste) có đề cập đến định nghĩa “Astringent Taste” là sự kết hợp của ba cảm giác: khô (thiếu chất bôi trơn hoặc ẩm), thô ráp (cảm giác vật liệu thô trong miệng) và sự co rút (cảm giác se bề mặt).

Và chát là một cảm giác bên trong khoang miệng, giống như cảm giác cay. Nó không phải là một vị như vị chua; vị ngọt; vị đắng; vị mặn; vị umami (ngoại trừ trong phạm vi văn hóa của người Ấn Độ, với 6 vị cơ bản là Ngọt – Madhura; Chua – Amla; Mặn – Lavana; Cay – Katu; Đắng – Tikka; Chát – Kashaya). Do đó nếu bạn có nghe những cụm từ như “vị chát” được sử dụng trong cuộc sống hằng ngày, thì hãy hiểu đó như một cách thuận tiện để miêu tả hay như một thói quen, chứ không nhằm khẳng định chát là một vị trong thực phẩm.

Thực phẩm và đồ uống thường có cảm giác chát bao gồm rượu vang đỏ, trái cây chưa chín (như quả hồng), trà, một số loại hạt (như quả óc chó) hay cà phê (trong một số trường hợp) cũng không ngoại lệ. Mặc dù cảm giác chát có thể dễ chịu với lượng vừa phải, nhưng nó cũng có thể gây choáng ngợp hoặc khó chịu nếu quá mạnh, tùy thuộc vào sở thích cá nhân.

Vậy cơ thể chúng ta phản ứng thế nào trước những yếu tố gây nên cảm giác chát?

Minh họa sự dẫn truyền cảm giác chát đến não bộ. Nguồn: Tales of the cocktail.

Khi chúng ta tiêu thụ các thực phẩm như rượu, cà phê hoặc các loại thực phẩm mà có kèm cảm giác chát (1), tức là các tannin và polyphenol (2) này đã liên kết với protein trong nước bọt thành dạng kết tủa, làm giảm chất bôi trơn trong miệng và tăng ma sát trong miệng – do đó gây ra cảm giác khô ở lưỡi và cảm thấy chát dần. Các nghiên cứu gần đây đã chứng minh rằng chát là một cảm giác tác động đến dây thần kinh sinh ba, liên quan đến việc kích hoạt tín hiệu kết hợp protein G (3) – tham gia vào việc truyền tín hiệu từ nhiều kích thích khác nhau bên ngoài tế bào vào bên trong – bằng các hợp chất phenolic.

(A) Sơ đồ minh họa nguyên lý cảm nhận độ se của lưỡi con người.

(B) Hình ảnh lưỡi nhân tạo và sơ đồ minh họa nguyên lý cảm nhận độ se của lưỡi nhân tạo.

(C) Hình ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM) của hydrogel có thể phát hiện được chất làm se trước khi tiếp xúc với Axit Tannic.

(D) Ảnh SEM của hydrogel có thể phát hiện được sau khi tiếp xúc với 1% trọng lượng Tannin trong 60 giây; các hình nhỏ trong (C) và (D) là các hình ảnh SEM được phóng to tương ứng thể hiện các micropores và micro/nanopores.

Cảm Giác Chát Trong Thử Nếm

Tiến sĩ Ramya Mohan – chuyên gia về chất lượng cà phê của Ủy ban Cà phê Ấn Độ (Coffee Board of India) – giải thích rằng mặc dù cần có những nghiên cứu chi tiết hơn nhưng các nhà khoa học có thể xác định chính xác một số hợp chất tạo nên chất tạo nên cảm giác chát trong cốc cà phê.

Cô nói: “Các chất polyphenol và tannin trong cà phê cùng với các axit hữu cơ, chẳng hạn như axit malic và citric góp phần tạo ra chất làm se và tạo ra cảm giác chát. Hiện tượng này cũng liên quan chặt chẽ đến độ pH, nghĩa là khả năng làm se thường mạnh hơn khi độ pH thấp hơn.”

Ngoài tannin, một số muối kim loại nhất định cũng có thể gây ra chát, bao gồm đồng sunfat và sắt clorua. Các axit như axit citric hoặc axit clohydric cũng có thể tạo ra cảm giác se khi chúng tiếp xúc với một số loại thực phẩm nhất định.

Hai hình ảnh minh họa bên dưới, sẽ cho thấy sự tương quan, bổ trợ, lấn át giữa cảm giác chát và các yếu tố xoay quanh thử nếm mà bạn có thể tham khảo:

Thông số ghi nhận sự ảnh hưởng của độ pH đến cường độ cảm nhận chát trong dung dịch rượu mẫu ở ba nồng độ tannic acid 0,5 g/l; 1 g/l và 2 g/l.
Nguồn: Guinard và cộng sự, 1986b

Mặc dù chát chủ yếu được xem như một cảm giác khó chịu trong miệng, nhất là với cường độ cao, trong một số trường hợp nó lại là một yếu tố cân bằng hoàn hảo. Cảm giác chát nếu xuất hiện ở một liều lượng vừa phải, có thể mang lại cảm giác dễ chịu tạo nên “sự sạch sẽ” trong miệng, loại bỏ dư vị không tích cực và cảm giác nhờn. Điển hình là đối với rượu vang đỏ, cảm giác chát góp phần tăng thêm sự cảm nhận về vị và kéo dài hậu vị.

Cảm Giác Chát Và Vị Đắng

Sự phức tạp của cảm giác chát có khả năng cao cản trở khả năng nhận biết và phân biệt nó với các cảm giác khác trong miệng. Và đặc biệt là, một số hợp chất thuộc polyphenol, tannin hay CGAs (những hơp chất được cho là có vị đắng) sẽ tạo nên sự ảnh hưởng hoặc thậm chí là cộng hưởng với sự cảm nhận vị đắng của con người.

Vì thế trong nghiên cứu được công bố mang tên :“Sensory Nutrition and Bitterness and Astringency of Polyphenols”, các nhà nghiên cứu nhận thấy hầu hết các loại dược phẩm được coi là có vị đắng như alkaloid và humulone được nhận biết bởi T2R – một trong những tế bào thụ thể vị giác.

Do đó họ tạo ra nhiều thử nghiệm khác nhau giữa polyphenol và các tế bào thụ thể vị giác T2R, và sự tương tác giữa hai chủ thể nêu trên đã được xác nhận bằng các thí nghiệm In Vitro. Tuy nhiên, thí nghiệm trên chỉ nghiên cứu với 102 hợp chất polyphenol với 25 tế bào thụ thể vị giác T2R (hiện có ~30 T2R), do đó chưa thật sự đủ bằng chứng thực tế về mức độ đắng liên quan đến các hợp chất polyphenol cụ thể được xác định bằng đánh giá cảm quan của con người. Và cấu trúc hóa học phụ cụ thể của polyphenol góp phần tạo ra vị đắng vẫn chưa rõ ràng.

Bảng tổng hợp về chức năng cảm nhận vị của tế bào thụ thể vị giác khác nhau. Nguồn: Common Sense about Taste: From Mammals to Insects.

Để tìm kiếm thêm mối liên hệ giữa vị đắng và các chất tạo ra cảm giác chát, cụ thể là với hợp chất tannin, tụi mình có tìm đến một bài nghiên cứu khoa học mang tên :”Sensorial Perception of Astringency: Oral Mechanisms and Current Analysis Methods“.

Khi thực hiện một bài so sánh giữa mức độ chát và vị đắng, các nhà nghiên cứu cho rằng cả hai đặc tính này có thể bị nhầm lẫn vì một số hợp chất có thể cùng gây ra cả hai cảm giác này.

Theo hình minh họa bên dưới, so sánh sự cảm nhận về mức độ chát và đắng của một số hợp chất đặc trưng như caffeine, quinine và tannin trong khoảng thời gian lên đến 120 giây với bốn vị giám khảo được chỉ định. Kết quả ghi nhận được phản hồi rằng cả hai cảm giác này phát triển tương tự nhau, chậm và có dư vị kéo dài, góp phần cùng cố lý thuyết gây ra sự nhầm lẫn tiềm ẩn.

Biểu đồ ghi nhận sự so sánh giữa (a) cường độ thời gian trung bình cho cảm giác chát và (b) cường độ thời gian cho vị đắng của bốn giám khảo được chỉ định.

Nguồn: Sensorial Perception of Astringency: Oral Mechanisms and Current Analysis Methods.

Và khi kết hợp các chất gây chát và đắng với nhau, sự cảm nhận về vị đắng so với nguyên bản cũng thay đổi. Nguyên nhân là do nồng độ của các chất gây chát.

Do đó, có thể tạm kết luận, ở nồng độ vừa phải, cảm giác chát và đắng có xu hướng bổ trợ cho nhau. Tuy nhiên ở nồng độ cao, tính se và chát có thể che giấu một phần cảm nhận về vị đắng (theo Arnold và Noble, 1978).

Mối Liên Hệ Giữa Cảm Giác Chát Với Cà Phê

Không giống với rượu vang, khi mà cảm giác chát trong rượu vang không được xem là một điều gì xấu và đáng quan ngại, thì đối với cà phê hay trà, cảm giác chát thường có khả năng trở thành cảm giác chủ đạo và lấn át, cản trở sự cảm nhận những hương vị tốt, từ đó chúng ta thường có xu hướng loại bỏ cảm giác này khỏi cốc cà phê của mình.

Các phân tử như polyphenol mà chúng ta đã đề cập, cụ thể ở đây là chlorogenic acids (CGAs) và tannin được cho là nguồn tạo nên cảm giác chát chính trong cốc cà phê.

Tiến sĩ Ramya giải thích, các hợp chất tạo ra cảm giác chát trong cà phê có thể được sinh ra trong bốn giai đoạn khác nhau: quá trình trái cà phê chín, quá trình sơ chế cà phê, quá trình rang và quá trình pha cà phê.

Cụ thể hơn, bạn sẽ có khả năng cao thu được một cốc cà phê bị chát nếu như:

Cà phê sử dụng có tỉ lệ hái chín thấp, có nhiều trái xanh. (*)
Cà phê rang kém phát triển (underdeveloped). (*)
Cà phê được chiết xuất quá mức (over-extracted) hoặc là kết quả của việc chiết xuất không đồng đều (uneven extraction).
Cà phê được sơ chế với các phương pháp lên men, có nhiều sự hình thành các hợp chất acetic liên quan đến ethanol và acetone (thông số được ghi nhận dựa trên các mẫu sơ chế thử nghiệm, số lượng nhỏ nên sẽ cần thời gian để khẳng định luận điểm này).

(*) Cả cà phê rang kém phát triển và cà phê với tỉ lệ hái chín thấp đều có xu hướng mang lại hàm lượng CGAs cao hơn. Khi mức CGA quá cao, cà phê sẽ trở nên chát rõ rệt.

Dẫu vậy, có một điều may mắn là vì bản thân polyphenol là các phân tử lớn, có xu hướng khó chiết xuất hơn hầu hết các chất hòa tan khác trong cà phê (theo một số nghiên cứu thì CGAS dường như chiết xuất dễ dàng hơn tannin). Từ đó chúng ta hoàn toàn có thể hi vọng rằng mình có thể chiết xuất được các hương vị tốt trong cà phê mà vẫn giảm thiểu được khả năng gây chát cho cốc cà phê của mình.

Phân tử Ellagitannin, một ví dụ về phân tử tannin từ quả mâm xôi. Nguồn: Wikimedia Commons.

Phân tử Axit Malic

Phân tử Caffeine

Minh họa phân tử Axit Malic và Caffeine, hai ví dụ về các hợp chất hóa học nhỏ hơn, dễ chiết xuất hơn được tìm thấy trong cà phê.

Nguồn: Wikimedia Commonsand PubChem.

Một Số Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Mức Độ Chát Trong Cà Phê

1) Giống Cà Phê

Như đã đề cập ở trên, một trong những hợp chất gây nên cảm giác chát đến từ chlorogenic acids (CGAs).

Điều này khá thú vị, vì ở mỗi một giống loài cà phê khác nhau sẽ có hàm lượng chlorogenic acids (CGAs) khác nhau, từ đó khả năng chát cũng chịu ảnh hưởng từ đó. Sự tạo thành CGAs trong thực vật bắt đầu nguồn từ nhiều yếu tố như sự khắc nghiệt của điều kiện môi trường, căng thẳng thực vật và sâu bệnh phá hoại.

Bảng ghi nhận hàm lượng CGA ở một số mẫu cà phê nhất định. Nguồn: Phenolic compounds in coffee

Hàm lượng CGAs ghi nhận theo các giống cà phê bạn có thể tham khảo như sau:

Arabica: khoảng 4 – 8%.
Robusta: khoảng 6 – 11%
Liberica: khoảng 4 – 7% (có rất ít tài liệu xác thực ghi nhận)

Tuy nhiên, hàm lượng các CGAs này sẽ giảm sau quá trình rang. Vì vậy việc rang cà phê kém phát triển (underdeveloped) có thể làm cà phê của chúng ta vẫn còn chứa CGAs nguyên vẹn, dẫn đến việc gây chát sau này.

So sánh hàm lượng CGAs của nhân xanh giữa Liberica và Arabica

So sánh hàm lượng CGAs của hạt rang ở mức medium giữa Liberica và Arabica

Nguồn: Comparison of liberica and arabica coffee: chlorogenic acid, caffeine, total phenolic and DPPH radical scavenging activity

Theo hình ảnh trên, chúng ta có thể thấy một điều thú vị là hàm lượng CGAs trong hạt rang của cà phê Liberica lại thấp hơn so với hạt rang của Arabica khá nhiều, mặc dù trong nhân xanh, cả hai dường như không có quá nhiều chênh lệch.

Điều này có thể được giải thích bởi sự khác biệt trong các phản ứng hóa học và sự phân hủy của CGA trong quá trình rang giữa hai loại cà phê này.

Trong quá trình rang, nhiệt độ cao có thể làm phân hủy và phân rã một phần các CGAs thành các hợp chất khác. Mức độ phân hủy CGA phụ thuộc vào nhiệt độ, thời gian rang.

Có khả năng Liberica có các dạng đồng phân CGAs hoặc các hợp chất liên quan dễ bị phân hủy hơn trong quá trình rang so với Arabica. Do đó, mặc dù ban đầu Liberica có hàm lượng CGAs xấp xỉ với Arabica, nhưng sau rang, phần lớn CGA bị phân hủy nhiều hơn, dẫn đến hàm lượng CGA cuối cùng trong hạt rang thấp hơn Arabica.

Từ đó có thể kết luận rằng với mỗi giống loài cà phê khác nhau, sẽ chứa hàm lượng các chất có khả năng gây chát là CGAs khác nhau. Và tùy thuộc vào quá trình rang, mức độ rang sẽ cho ra cà phê với hàm lượng CGAs sau cùng khác nhau.

2) Chất lượng nước pha

Chất lượng nước là yếu tố rất cần được quan tâm trong quá trình pha cà phê. Hương vị sẽ bị ảnh hưởng đáng kể bởi hàm lượng khoáng chất và các yếu tố cấu thành nên nước dùng trong pha cà phê.

Ủy ban thống kê và tiêu chuẩn của Hiệp Hội Cà Phê Đặc Sản Mỹ ( The Statistic & Standards of Committee of the Specialty Coffee Association of America) đã đề ra một số tiêu chuẩn nhằm tối ưu hóa chất lượng nước pha cà phê mà các bạn có thể tham khảo bên dưới như sau:

Có rất nhiều yếu tố quan trọng về nước pha cà phê, và mỗi sự thay đổi tăng giảm về hàm lượng các khoáng chất, vi chất hay đặc tính của nước cũng sẽ ảnh hưởng đến hương vị cuối cùng.

Trong phạm vi bài viết này, chúng ta sẽ nhìn qua hai yếu tố có liên hệ mật thiết, góp phần tạo nên cảm giác chát trong cà phê, đó chính là hàm lượng kim loại và độ pH.

a) Hàm lượng các ion kim loại

Có các hợp chất kim loại có khả năng gây chát cao cho cà phê của bạn, đặc biệt là khi chúng ta sử dụng nước pha cà phê không qua hệ thống lọc, hoặc hệ thống lọc có vấn đề.

Việc xuất hiện nhiều ion kim loại trong nước dùng không chỉ ảnh hưởng đến hương vị cà phê một cách đơn thuần, mà còn trực tiếp ảnh hưởng đến sức khỏe của chúng ta.

Một số ion kim loại được nghiên cứu chỉ ra có tính gây nên cảm giác chát có thể được liệt kê :

Kali (Potassium Ion – K⁺)
Canxi (Calcium Ion – Ca²⁺)
Magie (Magnesium Ion – Mg²⁺)
Nhôm (Aluminum Ion – Al³⁺)

Trên thực tế, ngoài việc bản thân các ion kim loại này có khả năng gây se, khô và nhám trong miệng, nó còn tăng khả năng liên kết giữa các hợp chất gây chát như tannin và protein trong nước bọt, từ đó gia tăng cảm giác chát.

Trong một bài nghiên cứu mang tên :”Effect of Metal Ions on the Interaction of Condensed Tannins with Protein”, các nhà nghiên cứu đã sử dụng hai tannin cô đặc (CT) từ lúa miến (Sorghum) và mận để thử nghiệm với các ion kim loại như Al³⁺, Fe²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺ cùng liều lượng khác nhau.

Các kết quả thu được cho thấy các ion kim loại có xu hướng gia tăng hiện tượng kết tủa giữa tannin và protein, đồng nghĩa với việc gia tăng cảm giác chát.

Hai tannin cô đặc (CT) từ lúa miến (Sorghum) và mận để thử nghiệm với các ion kim loại như Al³⁺, Fe²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺ cùng liều lượng khác nhau. Nguồn: Effect of Metal Ions on the Interaction of Condensed Tannins with Protein

Magie không xuất hiện trong thí nghiệm nêu trên, nhưng trên thực tế vẫn được chứng minh là có tạo ra cảm giác chát và không nằm ngoài khả năng hoạt động như các ion kim loại khác.

b) Độ pH

Khác với các ion kim loại, độ pH của nước được chứng minh là gây ảnh hưởng một cách trực tiếp đến cảm giác chát bên trong khoang miệng. Một lượng lớn tài liệu nghiên cứu đang ngày càng tăng về tính chát se gây ra bởi axit, từng được coi là kích thích vị chua điển hình, nhưng hiện nay các đặc tính xúc giác của chúng được công nhận rộng rãi hơn.

Một lý thuyết phổ biến cho rằng tính chất se phát sinh từ sự liên kết hydro của các nhóm -OH trên polyphenol hoặc axit với các protein trong nước bọt, làm chúng kết tụ hoặc kết tủa và do đó làm giảm độ trơn của khoang miệng. Sự giảm độ trơn này dẫn đến các cảm giác se, khô và bề mặt thô ráp. Đối với các axit có các nhóm hydroxyl liền kề (ví dụ như axit tartaric), cơ chế này là hợp lý. Đối với các axit hữu cơ khác, cần xem xét đến sự tham gia của các vị trí liên kết hydro tiềm năng khác như các nhóm carbonyl.

Để tìm hiểu mối liên hệ giữa độ pH và sự hình thành cảm giác chát từ các loại axit khác nhau, tụi mình đã tìm đến bài nghiên cứu mang tên :”Astringency of Organic Acids is Related to pH”.

Nhằm mục đích kiểm nghiệm mối liên hệ giữa mức độ chát, axit cũng như độ pH, bài thử nghiệm của công trình nghiên cứu nói trên có sự tham gia của hai mươi người trong hội đồng thành viên (gồm 13 thành viên nam và 7 thành viên nữ) để đánh giá về cường độ chát, và tất cả đều có kinh nghiệm trong việc này.

Cả 20 người đó đều sẽ được trải nghiệm với 9 sự kích thích khác nhau đến từ 3 loại axit hữu cơ được trung hòa ở 3 độ pH khác nhau.

Các axit được sử dụng là:

Citric acid monohydrate
Lactic acid
Acetic acid glacial

Và được trung hòa đến 3 độ pH khác nhau:

pH = 3
pH = 5
pH = 7

Những người tham gia sẽ đánh giá bằng cách các dung dịch nêu trên bằng cách ngậm và súc miệng trong lần lượt là 15 giây, 30 giây, 60 giây và 120 giây sau đó nhổ ra. Giữa mỗi mẫu những người tham gia sẽ được nghỉ 5 phút để khoang miệng có thể phục hồi sau các kích thích. Và mỗi người sẽ tự ghi nhận đánh giá của mình trên phiếu ghi nhận kết quả trong thang điểm từ 1 đến 15 với một số thuộc tính chính sau:

Cảm giác khô
Cảm giác thô ráp
Cảm giác se
Cảm giác chát

(tạm dịch từ các từ nguyên mẫu: drying, roughing, puckering and astringency).

Nguồn: Astringency of Organic Acids is Related to pH

Kết quả cho thấy tác động mạnh mẽ của độ pH ở tất cả các thuộc tính, với cường độ cảm giác giảm khi độ pH tăng.

Hình minh họa trên thể hiện axit lactic có cường độ giảm nhanh nhất trong khoảng pH từ 3 đến 5, trong khi axit acetic và axit citric có chiều hướng giảm tuyến tính hơn.

Chưa dừng ở đó, một nghiên cứu có tên :”The Influence of Acid on Astringency of Alum and Phenolic Compounds” cũng ghi nhận cảm giác chát cũng có phần nhỉnh hơn ở trong môi trường có tính axit cao hơn.

Nguồn: The Influence of Acid on Astringency of Alum and Phenolic Compounds

Từ những dữ kiện trên, chúng ta có thể kết luận rằng trong môi trường pH thấp, có tính axit cao thì cường độ chát cũng rõ ràng hơn.

3) Chiết xuất quá mức (Over-extraction)

Chiết xuất quá mức xảy ra khi bạn lấy quá nhiều hương vị tan được ra khỏi cà phê. Mức độ trích xuất này dẫn đến các hương vị không mong muốn. Bao gồm cả những tác nhân gây ra chát.

Hãy nhớ lại một ly espresso được pha với một máy pha phổ thông trong 40-50 giây. Đa phần bạn sẽ nhận được một ly cà phê đắng, khô và rỗng. Ba đặc điểm này là những dấu hiệu rõ ràng nhất của trích xuất quá mức.

Và như đã đề cập ở trên, các hợp chất gây nên cảm giác chát được chứng minh là có thể hòa tan trong nước dù là có khó chiết xuất hơn đôi phần so với các hợp chất hương vị khác. Do đó không ngoại trừ khả năng chúng ta đã chiết xuất quá mức, dẫn đến việc các hợp chất gây chát hiện diện khá nhiều trong cốc cà phê, dẫn đến sự mất cân bằng về hương vị, cũng như tạo cảm giác trong khoang miệng không mấy tích cực.

Một số đặc điểm nổi bật của các giai đoạn chiết xuất. Nguồn: Barista Hustle

The Brewed Coffee Compass, la bàn điều hướng chiết xuất, một công cụ hỗ trợ để chúng ta có thể cải thiện chiết xuất.

Nguồn: Barista Hustle.

4) Channelling

Trên thực tế, ngoài hiện tượng chiết xuất quá toàn phần phần, thì vẫn có một số trường hợp dẫn đến chiết xuất quá cục bộ (local over-extraction). Hiểu đơn giản là chúng ta vô tình chiết xuất quá một phần nào đó trên tổng lượng cà phê mà chúng ta sử dụng.

Và một trong những hiện tượng gây ra chiết xuất quá cục bộ chính là Channelling.

Channelling trong cà phê là hiện tượng khi nước chảy qua một số phần nhất định của phần bánh cà phê xay trong khi pha, thay vì thấm đều qua toàn bộ lớp cà phê. Điều này thường xảy ra khi lớp cà phê xay không được nén chặt đều, hoặc khi có những khoảng trống, lỗ hổng hoặc vết nứt trong lớp cà phê.

Khi channelling xảy ra, nước sẽ len theo các kênh dẫn, ở những vị trí ít sự cản trở nhất, dẫn đến việc những phần xung quanh kênh dẫn này bị chiết xuất quá mức (over-extraction) trong khi những phần khác không được chiết xuất đủ (under-extraction). Kết quả là ly cà phê sẽ không đều vị, có thể có vị đắng, chua hoặc nhạt nhẽo tùy thuộc vào mức độ chiết xuất của các phần khác nhau trong lớp cà phê.

Channelling là một vấn đề phổ biến khi pha Espresso, nhưng cũng có thể xảy ra trong các phương pháp pha khác như hand-drip nếu không chú ý đến việc phân bổ đều bột cà phê.

Minh họa hiện tượng channelling đối với Espresso. Nguồn: Internet.

Mô phỏng giả lập tương với một chiếc V60, nhỏ giọt với tốc độ cực kỳ chậm là 5 mg/s. Các điểm ảnh màu trắng là vật cản đối với dòng nước (giống như các hạt cà phê) và các màu đỏ hơn tương ứng với các vùng nơi nước chảy nhanh hơn. Nguồn: Stanley et al. (2003)

Do đó, không thể ngoại trừ channelling sẽ khiến cho cà phê chúng ta có thêm nhiều cảm giác chát. Và đây là một vấn đề kỹ thuật dễ mắc phải nhất.

5) Nhiệt độ chiết xuất

Chính xác, các tụi mình muốn đề cập đến đó chính là nhiệt độ chiết xuất. Cũng giống như những hợp chất hương vị khác, các hợp chất gây chát, cũng có xu hướng hòa tan phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ nước, theo cách hoàn toàn không tuyến tính.

Ví dụ về xu hướng hòa tan của các hợp chất hóa học khác nhau. Nguồn: Dynamicscience.com .

Nếu chiếu một đường thẳng đứng theo một điểm bất kì trên trục hoành ở hình trên, bạn có thể thấy rằng với một nhiệt độ tương ứng, tỷ lệ tương đối của các hợp chất được khai thác sẽ thay đổi rất nhiều. (Lưu ý: Hình ảnh trên là hình ảnh minh họa cho việc nhiệt độ ảnh hưởng thế nào tới việc khai thác các hợp chất hóa học khác nhau, tuy nhiên nó không liệt kê các hợp chất hóa học dành riêng cho cà phê).

Do đó, việc thay đổi nhiệt độ trong khi pha sẽ tác động rất cao đến tốc độ và hàm lượng các hợp chất được chiết xuất từ cà phê. Và với việc một hợp chất khác nhau sẽ có xu hướng phản ứng khác nhau với từng trường hợp nhiệt độ cụ thể, việc bạn pha cà phê với nhiệt độ nước 96℃; 90℃ hay 80℃ sẽ cho ra những trải nghiệm hoàn toàn khác nhau.

Với trường hợp các hợp chất tạo nên cảm giác chát, thì lại là một trường hợp khá thú vị, vì chúng đòi hỏi nhiệt độ cao để có thể hòa tan hiệu quả trong nước.

Nguồn: Green Extraction Technique To Separate Tannin From Coffee Husk Waste Using Natural Deep Eutectic Solvent (NADES).

Với một thí nghiệm được tham khảo từ ấn phẩm mang tên :”Green Extraction Technique To Separate Tannin From Coffee Husk Waste Using Natural Deep Eutectic Solvent (NADES)”, bằng cách sử dụng một loại dung môi xanh (thân thiện với môi trường) được tạo thành từ các hợp chất tự nhiên, thường là từ các chất sinh học như amino axit, đường, axit hữu cơ và base nitơ để xác định xu hướng mà tannin phản ứng với nhiệt độ của dung môi.

Kết quả cho thấy nhiệt độ chiết càng cao thì lượng tannin được chiết xuất càng lớn. Khi gia nhiệt từ 40-80℃ làm tăng hiệu suất chiết từ 13,03 lên 22,83 mg TAE/g (milligram tannic acid equivalents per gram).

Tuy chưa có một thí nghiệm rõ ràng nào về xu hướng hòa tan của tannin với dung môi là nước thông thường, nhưng chiếu theo kết quả trên có thể phần nào thể hiện rõ cách mà tannin phản ứng với từng nhiệt độ môi trường được áp dụng.

Để xác thực lý thuyết trên, tụi mình có tìm đến một bài thử nghiệm của Jonathan Gagné trong bài viết :”The Mechanism Behind Astringency in Coffee.”

Anh và người bạn của mình là Thibaut Paggen cùng tham gia với Canadian Roasting Society Lúc này Thibaut đang phát triển một dụng cụ pha thủ công hoàn toàn mới có tên là SOL, nhằm mục đích đạt được dòng nước đồng đều hoàn hảo qua lớp cà phê mà không hề có hiện tượng by-pass. Và với dụng cụ này, cả hai thử nghiệm với cả hạt cà phê được xay ở kích cỡ của espresso.

Dụng cụ pha SOL, được Thibaut Paggen nghiên cứu phát triển và áp dụng trong các bài thử nghiệm với Jonathan Gagné.

Nguồn: Coffee Ad Astra

Khi sử dụng cỡ xay mịn như vậy, nhưng với nhiệt độ pha chỉ rơi vào khoảng 70℃. Thật bất ngờ rằng Jonathan Gagné có thể có một cốc cà phê với tỉ lệ chiết xuất xấp xỉ 27%, khá cao, và không hề có một chút cảm giác chát nào, rất khác với nhiệt độ pha từ 90-95℃ thường thấy. Nhưng đổi lại là dù có tỉ lệ chiết xuất vượt mức kì vọng, cốc cà phê cuối cùng lại có hàm lượng axit đáng thất vọng, kém hương vị, tập trung chủ yếu là vị của các loại hạt, socola, và cả mùi đất, thực vật.

Vì vậy, chúng ta có thể tạm kết luận rằng các hợp chất gây nên cảm giác chát có xu hướng được chiết xuất nhiều hơn với nhiệt độ cao, và ngược lại.

6) Cỡ xay (Giả thuyết)

Ngoài việc cỡ xay có thể ảnh hưởng đến việc chiết xuất ra nhiều các hợp chất gây chát hơn, hay cũng có thể là nguyên nhân nhẫn dến over-extraction, thì có một giả thuyết khác song song do Jonathan Gagné đang cất công tìm hiểu và chứng minh: Các hợp chất gây chát trong cà phê, không phải toàn bộ chúng có thể hòa tan trong nước, mà tồn tại những hợp chất không hòa tan (undissolved compounds).

Trước khi đi sâu vào giả thuyết này, tụi mình muốn chia sẻ rằng đây là một giả thuyết mà theo mình là chưa thật sự hợp lý với tất cả những lý thuyết và nghiên cứu khoa học hiện hữu mà tụi mình tìm hiểu được. Dẫu vậy, vì chưa thật sự có nhiều chứng minh về các hợp chất tạo nên cảm giác chát bên trong cà phê, cũng như việc có bao nhiêu hợp chất ảnh hưởng đến cảm giác chát cũng chưa được làm rõ, nên đây cũng là một giả thuyết thú vị mà tụi mình muốn được chia sẻ đến các bạn.

Với tất cả những yếu tố trên như over-extraction, channelling hay nhiệt độ, Jonathan Gagné đã cùng người bạn của mình là Thibaut Paggen thử nghiệm với nhiều trường hợp khác nhau cùng với dụng cụ pha SOL, với mong muốn làm sao có thể đạt được dòng nước hoàn hảo đi qua bánh cà phê, không xảy ra hiện tượng channelling hay by-pass, và tuyệt nhiên phải hiệu quả với cả khi sử dụng kích cỡ xay mịn như Espresso. Nhưng kết quả không mấy khả quan.

Sau nhiều cuộc thảo luận với cả Scott Rao và Samo Smrke (một nhà khoa học về cà phê), đồng thời dựa trên những nghiên cứu chưa đầy đủ về toàn bộ các hợp chất gây nên vị chát trong cà phê, Jonathan Gagné bắt đầu đặt ra giả thuyết rằng liệu trong tất cả các hợp chất tạo nên cảm giác chát, phải chăng là tồn tại những hợp chất không hòa tan trong môi trường nước bên cạnh tannin và CGAs.

Và việc một cốc cà phê có nhiều cảm giác chát như vậy, chủ yếu đến từ bộ lọc (filter) chưa đủ hiệu quả.

Sơ đồ các hợp chất làm se không hòa tan (màu đỏ) sau khi được xay nhỏ (phá vỡ các thành tế bào của cà phê) sẽ di chuyển tự do trong môi trường dung môi. Nguồn: Coffee Ad Astra

Anh đặt ra gải thuyết rằng các hợp chất gây chát này chủ yếu không tan trong dung dịch, mà di chuyển tự do sau khi được giải phóng khỏi tế bào cà phê. Cũng có nghĩa là càng xay nhỏ, chúng ta càng giải phóng nhiều hợp chất gây chát vào dung dịch; lượng các hợp chất chưa tan mà chúng ta giải phóng tỷ lệ thuận với tổng diện tích bề mặt của các hạt cà phê.

Nếu lý thuyết đó là đúng, chúng ta hoàn toàn có khả năng được lọc ra nếu đạt được dòng chảy nhẹ nhàng và đều qua lớp cà phê dày ổn định (giữ cho các hợp chất gây chát không di chuyển xuống bên dưới), và sử dụng một loại giấy đủ dày hoặc có cấu trúc lỗ nhỏ hơn (theo micronmet).

“Hãy cẩn thận với áp suất trong quá trình lọc, vì pha với áp cao hầu như luôn tương quan với dòng chảy vi mô của nước qua cà phê nhanh hơn, và điều này khiến nước hiệu quả hơn trong việc kéo bất kỳ hợp chất chưa tan nào vào cốc của phê của chúng ta (bao gồm cả bột mịn và có lẽ cả các phân tử gây chát). Tôi tin rằng đây là lý do tại sao espresso luôn có vị hơi chát. Và điều này cũng giải thích tại sao James Hoffman cũng nhận thấy việc ấn mạnh hơn lên tay nén của Aeropress tạo ra một cốc cà phê có nồng độ chát cao hơn.” – Jonathan Gagné nói.

Nhưng giả thuyết này vẫn đang còn bỏ ngỏ, vì sau khi áp dụng một số bộ lọc mà anh cho là tối ưu, lại ảnh hưởng đến khá nhiều đến thời gian chiết xuất (cà phê rút xuống chậm hơn). Hay đối với Espresso thì khi sử dụng thêm bộ lọc như bộ lọc ma trận với kích thước lỗ trung bình là 2, 5, 15 và 60 micron, áp suất trong quá trình chiết xuất có xu hướng tăng lên cao hơn so với thông thường, cùng với việc các bộ lọc có hiện tượng bị tắc do bột mịn và dầu cà phê.

Giỏ đựng cà phê Del Creatives đi kèm 4 bộ lọc ma trận với kích thước lỗ trung bình là 2, 5, 15 và 60 micron cùng các bộ phận khác nhằm ngăn chặn nước lọt qua bộ lọc kim loại. Nguồn: Coffee Ad Astra.

Do đó, ở thời điểm hiện tại, chúng ta sẽ cần chờ thêm nhiều nghiên cứu và thử nghiệm chuyên sâu hơn về vấn đề này trong tương lai. Với hi họng có một cách hỗ trợ và giải quyết triệt để các tác nhân gây chát.

Gợi Ý & Tạm Kết

Với tất cả những tìm hiểu ở trên, tụi mình xin được đúc kết một số gợi ý để các bạn có thể cùng tụi mình hiệu chỉnh lại chất lượng của cốc cà phê trong trường hợp phát hiện nó bị chát:

Kiểm tra lại chất lượng nước, hệ thống lọc xem có các hiện tượng gì bất thường hay không. Hãy đảm bảo rằng nước của bạn được lọc sạch các chất ô nhiễm, cặn, kim loại nặng cũng như có độ pH ở mức phù hợp với điều kiện của mình. Bên cạnh đó đảo bảo thay lõi lọc của bộ lọc nước định kỳ, nhất là trong trường hợp bạn sử dụng với cường độ cao thường xuyên.

Nếu như với một mẻ rang hoàn toàn mới, mà bạn lại không quá tự tin với kỹ năng pha chế của mình. Hãy bắt đầu thử nghiệm với phương pháp cupping và đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. Nếu như ngay cả cupping cũng để lại cảm giác chát, có thể là do kỹ thuật rang hoặc do chất lượng cà phê nhân xanh.

Nếu một số mẻ rang của loại cà phê đó bị chát, còn mẻ khác thì không, thì có khả năng quá trình rang là nguyên nhân gây ra chát.

Nếu tất cả các mẻ rang của loại cà phê đó đều bị chát khi cupping, thì có thể nguồn nhân xanh của bạn có nhiều nhân từ trái chín không đủ hoặc trái xanh.

Nếu như cùng một mẻ rang, mà những lần trước đây bạn pha không bị chát, nhưng lần này thì có. Hãy kiểm ra xem quá trình pha của chúng ta có mắc các lỗi như Channelling hay Over-extraction hay không (kể cả phương pháp pha espresso hay pha thủ công). Từ đó cân nhắc xem xét các phương pháp phân bổ cà phê, thao tác nén, thời gian pha hay thậm chí là độ lớn của dòng nước (turbulence) trong quá trình rót,…

Cân nhắc điều chỉnh nhiệt độ pha thấp hơn bình thường khoảng 1-2 ℃ hoặc cỡ xay thô hơn một chút và so sánh kết quả.

Với tất cả những thông tin trên, tụi mình mong đã có thể đem đến cho bạn đọc một cái nhìn tổng quan nhất về cảm giác chát.

Tuy có vài điều chưa được chứng minh và giải quyết dứt điểm vì sự hạn chế về thông tin của tụi mình cũng như các nghiên cứu khoa học còn nhiều góc độ cần thời gian để làm sáng tỏ, thì thời điểm hiện tại tụi mình mong rằng bài viết này vẫn sẽ đủ khả năng để đồng hành cùng bạn trên hành trình có được một cốc cà phê thật ngon.

Cảm ơn bạn đọc vì đã quan tâm và theo dõi đến tận những dòng cuối cùng nhé!

Lời nhắn

Beanside Out