Chúng mình mong rằng các bạn sẽ có một khoảng thời gian ý nghĩa ở đây. Đây là nơi để mọi người có thể kết nối và chia sẻ, do đó nếu như bạn muốn trao đổi về bất cứ gì, miễn là xoay quanh thế giới cà phê, cứ nhắn cho chúng mình một tin nhé.
Trong vài năm gần đây, các thí nghiệm về kỹ thuật sơ chế đã trở thành một chủ đề nóng trong lĩnh vực cà phê đặc sản. Những phương pháp sơ chế đó có xu hướng tạo ra hương vị phức tạp và độc đáo hơn, góp phần làm bật lên hương vị các loại quả. Do đó, chúng dần trở nên phổ biến hơn và được các chuyên gia cà phê lẫn người yêu thích cà phê ưa chuộng.
Lên men trong quá trình sơ chế đóng một vai trò rất quan trọng trong việc tạo nên hương vị trái cây. Tuy nhiên cho đến hiện nay, những thông số chi tiết và khoa học mới dần được thống kê một cách rõ ràng.
Cà Phê Lên Men Là Gì?
Lên men là một quá trình sinh hóa tự nhiên, trong đó vi khuẩn, men hoặc vi sinh vật khác sẽ tiêu thụ chất dinh dưỡng và chuyển hóa chúng thành các sản phẩm khác nhau như cồn, axit hữu cơ, khí, và các hợp chất khác. Ví dụ, men sẽ chuyển đổi đường thành cồn và khí carbonic. Khi quá trình lên men xảy ra, chúng thường phát ra nhiệt lượng. Trong ngành thực phẩm, lên men thường được sử dụng để sản xuất các sản phẩm như bia, rượu, sữa chua, và cả trong việc chế biến cà phê.
Các hạt cà phê đã trải qua quá trình lên men tự nhiên (hoặc men do con người bổ sung) trong quá trình chế biến được gọi là hạt cà phê lên men. Quá trình này có thể diễn ra thông qua các kỹ thuật lên men ướt hoặc lên men khô.
Thật ra quá trình lên men không mới, nó hiện hữu trong hầu hết các phương pháp sơ chế cà phê hiện tại. Đơn giản nhất là, nếu chiếu theo quá trình sơ chế Khô (Natural Processing), thì quá trình lên men sẽ diễn ra ngay sau khi bạn hái quả cà phê chín mọng khỏi cành cây, và quá trình phơi khô nguyên quả sau đó cũng có quá trình lên men cho đến khi nó khô lại và đạt được độ ẩm mong muốn. Còn với quá trình sơ chế Ướt (Washed Processing), những hạt cà phê khi được ngâm trong thùng hoặc bể chứa nước, quá trình lên men vẫn diễn ra và phân hủy lớp nhầy (mucilage layer) bám ở bên ngoài hạt.
Quá trình lên men có thể xảy ra theo một trong hai cách:
1) Lên Men Hiếu Khí (Aerobic):
– Môi trường: Là môi trường có sự hiện diện của oxy, nghĩa là các vi sinh vật có thể sử dụng oxy để phân hủy chất dinh dưỡng.
– Quá trình: Các vi sinh vật sử dụng oxy để phân hủy chất dinh dưỡng, thường là các loại đường và các hợp chất hữu cơ khác, để tạo ra các sản phẩm như cồn, axit hữu cơ, và khí.
– Ví dụ: Quá trình lên men trong nhiều loại bia, rượu vang, lên men acetic, citric…thường diễn ra dưới dạng lên men hiếu khí.
2) Lên Men Yếm Khí (Anaerobic):
– Môi trường: Là môi trường không có sự hiện diện của oxy, điều này có thể xảy ra khi quá trình diễn ra trong nước hoặc trong môi trường mà không có khí.
– Quá trình: Các vi sinh vật phân hủy chất dinh dưỡng mà không sử dụng oxy. Các sản phẩm của quá trình này có thể khác nhau tùy thuộc vào loại vi sinh vật và điều kiện môi trường.
– Ví dụ: Quá trình lên men trong một số loại sữa chua, lên men rượu, lên men lactic, aceton, butanol…và một số phương pháp chế biến thực phẩm truyền thống thường diễn ra dưới dạng lên men kỵ khí.
Một phương pháp lên men được áp dụng tại cơ sở Lộc Rừng – xã Đưng K’Nớ, huyện Lạc Dương, tỉnh Lâm Đồng.
Đương nhiên điều này tất nhiên sẽ dấy lên nhiều câu hỏi. Nhưng một trong những điểm gây nổi bật là liệu nghiên cứu này sẽ có tác động ra sao đến các phương pháp sơ chế cà phê trong tương lai?
Tại Sao Lên Men Lại Làm Nổi Bật Vị Trái Cây Trong Cà Phê Hơn?
Cùng với sự phát triển và đa dạng của thị trường cà phê đặc sản trong những năm gần đây, các phương pháp sơ chế cũng theo đó mà không ngừng đổi mới. Gần đây, ngày càng nhiều nông dân bắt đầu sử dụng phương pháp lên men có kiểm soát để nâng cao chất lượng và mùi vị cà phê. Nghiên cứu năm 2020 cho thấy, việc sử dụng các loại nấm men khác nhau trong quá trình lên men có thể đẩy mạnh và làm nổi bật những hương vị riêng biệt. Nghĩa là các nhà sản xuất cà phê có thể chọn nhiều loại men khác nhau để tạo ra trải nghiệm đặc biệt cho từng loại cà phê, tùy theo mong muốn của họ.
Nhìn chung, việc sử dụng men để tạo ra các hương vị khác biệt trong cà phê được thực hiện theo hai cách chính: lên men kỵ khí và lên men hiếu khí (khác biệt cơ bản giữa hai phương pháp này nằm ở yếu tố có hay không có oxy). Lượng oxy có nhiều hay ít hoặc không có oxy sẽ kích hoạt một số phản ứng hoá học tạo ra các axit và acohol khác nhau.
Do đó, các loại đường trong quả cà phê sẽ phân huỷ một cách chậm rãi hơn. Điều này làm cho cà phê có vị ngọt và phức tạp hơn nhiều, mang lại vị và mùi như các loại quả, hoặc hương “rượu” nhiều hơn.
Phương pháp sơ chế Anaerobic Natural được áp dụng tại cơ sở Zanya Coffee, tọa lạc tại chân núi Langbiang, huyện Lạc Dương, tỉnh Lâm Đồng.
Nghiên Cứu Về Sự Khác Biệt Giữa Các Phương Pháp Sơ Chế
Trong nghiên cứu gần đây, ZHAW đã tìm ra cách họ xác định được ba hợp chất hoá học riêng biệt để tạo nên “hương vị các loại trái nồng nàn và mùi thơm quyến rũ của quả mâm xôi trong cà phê lên men”.
Sasa Sestic – người thành lập và là CEO của Project Origin ở Úc, tham gia tài trợ cho dự án nghiên cứu. Ngoài ra, ông còn cung cấp cà phê cho nghiên cứu: mẫu cà phê Geisha đọt xanh từ Finca Iris Estate ở Panama, nơi Sasa đồng sở hữu với Jamison Savage.
“Nắm được cách các thành phần tạo mùi hương hình thành ở trang trại (farm level) sẽ giúp chúng ta biết cách làm chúng nổi bật trong quá trình chế biến.” Ông nói “Chúng ta có thể mở khoá tiềm năng đánh thức thêm những nét hương riêng biệt của từng vùng đất (terroir) qua sự giúp đỡ của khoa học”
“Farm Level”:chỉ những loại cà phê được thu hoạch và chế biến ngay tại trang trại, sau đó được bán trực tiếp cho người tiêu dùng hoặc các nhà rang xay cà phê, thường có chất lượng và giá thành rất cao.
“Terroir”: là một thuật ngữ tiếng Pháp dùng để chỉ những nét hương vị đặc trưng của một sản phẩm nông nghiệp như rượu vang hay cà phê đến từ một vùng canh tác cụ thể. Những hương vị đặc trưng đó chịu ảnh hưởng rất nhiều từ điều kiện tự nhiên tại nơi nó lớn lên như thổ nhưỡng, khí hậu,…
Mặc dù cà phê lên men ngày càng phổ biến, các hợp chất tạo nên hương vị đặc biệt của nó vẫn là một bí ẩn. Họ nhận ra rằng mùi và vị có mối liên hệ mật thiết, vì vậy nghiên cứu mùi thơm của cà phê có thể giúp họ hiểu rõ hơn cách hương vị phức tạp của cà phê lên men được hình thành.
Để xác định những hợp chất độc đáo trong mùi thơm của cà phê lên men, một nhóm dưới sự dẫn dắt của Tiến sĩ Chahan Yeretzian, trưởng Trung tâm Coffee Excellence, và Tiến sĩ Samo Smrke, trưởng bộ phận Coffee Transfromation ở Trung tâm Coffee Excellence chia cà phê thành ba nhóm khác nhau dựa trên phương pháp chế biến, mỗi nhóm tương ứng với một phương pháp chế biến cụ thể:
– Sơ chế ướt (Washed Processing) – ở kỹ thuật này quả cà phê tươi sẽ được chà xát để loại bỏ vỏ quả, rồi ngâm trong bồn để phân huỷ vỏ thịt (pulp) trước khi phơi khô.
– Pulped natural carbonic maceration processing – Pulped natural là cà phê sau khi thu hoạch được tách bớt phần thịt quả (pulp) nhưng vẫn giữ lại một lớp chất nhầy (mucilage) bao quanh hạt. Carbonic maceration cà phê tươi được đặt trong thùng kín (làm bằng thép không gỉ để đảm bảo vệ sinh và kiểm soát nhiệt độ tốt) không có oxy, chứa đầy carbon dioxide (CO2). Vì khí CO2 nặng hơn O2 nên khí O2 được đẩy ra khỏi thùng dẫn đến môi trường không có O2, ngăn chặn quá trình lên men do vi khuẩn và nấm, đồng thời kích thích quá trình lên men nội bào trong chính hạt cà phê.
– Natural carbonic maceration – ở kỹ thuật này cà phê được phơi khô tự nhiên để phát triển hương vị đặc trưng trước khi tách vỏ, rồi được chuyển vào thùng carbonic maceration trước khi lên men hoàn toàn. CO2 ức chế vi khuẩn có hại, tạo ra môi trường sạch hơn và hương vị thanh hơn so với sơ chế khô thuần tuý.
Trong nghiên cứu trên, tất cả các mẫu cà phê đều được pha chế theo cùng một cách để đảm bảo tính minh bạch trong việc đánh giá. Để phân tích chi tiết hương thơm của của mỗi mẫu, ZHAW đã sử dụng một kỹ thuật chuyên dụng gọi là Gas chromatography-olfactometry (GC-O), hay sắc khí – khứu giác.
Ở giai đoạn đầu, các nhà khoa học sử dụng sắc ký đồ (chromatogram – một biểu đồ hiển thị sự phân tách của các thành phần trong một mẫu theo thời gian khi chúng đi qua cột sắc ký) để tách riêng các thành phần của hỗn hợp hoặc chất. Các phân tử khác nhau sẽ di chuyển qua cột với tốc độ khác nhau, tạo thành các đỉnh riêng biệt trên cột biểu đồ. Sau đó, các thành phần này được đưa qua khối phổ (mass spectrometry – kỹ thuật phân tích hoá học cho phép xác định các phân tử có trong một mẫu dựa trên khối lượng) để xác định danh tính của từng thành phần.
Để bổ sung cho phân tích GC-O, các chuyên gia được yêu cầu mô tả bất kỳ mùi hương nào mà họ có thể nhận ra.
Với mục đích làm rõ hơn vai trò của phân tích cảm quan trong nghiên cứu, Chahan và Samo trình bày lý do vì sao phương pháp này được sử dụng song song với sắc ký khí.
“Chúng tôi đều ngạc nhiên khi nhận ra những nốt hương bất ngờ trong cà phê như là, ‘cực kỳ ngọt ngào’, ‘hương dâu tây đầy ấn tượng’ và ‘ngọt kiểu hoá chất’,” Chanhan và Samo chia sẻ. “Tất cả các người tham gia hội thảo đều nhận ra đặc điểm này trong cà phê lên men Carbonic.”
“Tuy nhiên, khi kiểm tra dữ liệu khối phổ của cùng một loại cà phê, tại cùng thời điểm và vị trí chính xác trên sắc ký đồ mà các tham luận viên đã phát hiện ra mùi thơm độc đáo và mạnh mẽ này. Điều này cho thấy rằng những hợp chất tạo nên mùi thơm đặc biệt của cà phê lên men có thể có nồng độ thấp đến mức máy khối phổ không thể phát hiện được nên phải nhờ vào khứu giác của con người.” họ nói thêm.
“Nghiên cứu này đã củng cố thêm nhận định lâu nay của các chuyên gia về hương vị: đôi khi khứu giác của con người có khả năng nhạy bén hơn cả các thiết bị hiện đại trong việc cảm nhận một số hợp chất tạo hương với ngưỡng cảm nhận thấp, đóng vai trò quan trọng trong việc thấu hiểu các mùi vị mà chúng ta cảm nhận,” Chahan và Samo nói tiếp.
Trong trường hợp này, mặc dù có tới sáu hợp chất dường như góp phần và hương vị các loại trái đậm đà và mùi mâm xôi của cà phê lên men, nhóm nghiên cứu chỉ có thể xác định được ba trong số đó: 2-methylpropanal, 3-methylbutanal và ethyl 3-methylbutanoate.
Carbonic maceration, vốn là kỹ thuật quen thuộc trong sản xuất rượu vang, nay đã trở thành một phương pháp lên men cà phê đặc sản được nhiều người yêu thích. Để chinh phục giải World Barista Championship năm 2015, Sasa đã táo bạo sử dụng cà phê Sudan Rume đặc biệt qua công nghệ lên men carbonic.
Giống như các phương pháp lên men khác, quá trình lên men này đem đến độ chua sáng, hương rượu vang tinh tế và vị trái cây nổi bật hơn.
Ảnh: Ally Coffee.
Liệu Nghiên Cứu Có Tác Động Đến Việc Các Nhà Sản Xuất Tiêu Chuẩn Hóa Kỹ Thuật Sơ Chế Hay Không?
Kết quả nghiên cứu của ZHAW cho thấy sáu hợp chất hoá học là nguyên nhân chính tạo nên hương thơm và vị các loại quả trong cà phê lên men. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cho biết họ chỉ có thể xác định ba trong số sáu hợp chất đó:
2-methylpropanal
3-methylbutanal
Ethyl 3-methylbutanoate
“Các nhà nghiên cứu đã tìm thấy một hợp chất tạo mùi trái cây mạnh mẽ có tên ethyl 3-methylbutanoate trong cà phê ủ CO2 tự nhiên,” Chahan và Samo cho biết. “Hợp chất này xuất hiện với nồng độ cao hơn 125 lần so với cà phê chế biến ướt thông thường, góp phần đáng kể vào mùi vị đặc trưng của cà phê chế biến carbonic.”
Mặc dù nghiên cứu này mang lại những phát hiện đáng khích lệ, nhưng vẫn còn cần được mở rộng thêm. Các nhà khoa học cũng nhấn mạnh đến tầm quan trọng của việc tiếp tục nghiên cứu nhằm xác định danh tính của ba hợp chất còn lại. Bên cạnh đó, việc làm sáng tỏ cơ chế hình thành của các hợp chất này cũng là một mục tiêu quan trọng.
Việc tận dụng các chủng nấm men, vi khuẩn và vi sinh vật cụ thể để kiểm soát và nâng cao hương vị cà phê đã được áp dụng từ lâu trong quá trình sơ chế cà phê. Khi quá trình lên men diễn ra, các vi sinh vật đóng vai trò chủ chốt trong việc chuyển hoá đường và tinh bột thành acids và alcohols. Cùng tồn tại hàng nghìn vi sinh vật được xác định tham gia vào quá trình lên men, trong đó phổ biến nhất có thể kể đến các loài nấm men (như saccharomyces cerevisiae thường có hương vị chua và trái cây hơn nấm men lactic), vi khuẩn (như lactobacillus) và nấm mốc (như aspergillus oryzae). Qua đó, nghiên cứu này cung cấp bằng chứng cho thấy các hợp chất hoá học cụ thể tạo ra hương vị hoa quả đặc trưng thường được tìm thấy trong cà phê được sơ chế bằng các phương pháp thử nghiệm.
Bí mật hương vị cà phê đã được hé lộ, mang tới những cánh cửa bất ngờ nào cho tương lai của người nông dân? Liệu họ có thể “tạo hương” theo ý muốn, mở ra thị trường mới, hay cả hai?
Liệu các nhà sản xuất có thể phát triển và tiêu chuẩn hoá các phương pháp sơ chế hơn không? Liệu việc tiêu chuẩn hóa có hiệu quả hơn với các phương pháp chế biến nhằm tạo ra những hương vị đặc biệt?
Trả lời được những câu hỏi này là bước then chốt để thúc đẩy ngành cà phê phát triển bền vững, đồng thời mang lại lợi ích trực tiếp cho các nông hộ.
Tiềm Năng Nhân Rộng Quy Mô
Một khi các nhà sản xuất xác định được các hợp chất cụ thể tạo nên hương vị nhất định, tiềm năng chế biến cà phê với mục đích rõ ràng và khả năng kiểm soát cao hơn. Do đó, họ có thể nhắm mục tiêu đến các cấu trúc hương vị cụ thể. Về lâu dài, nghiên cứu này có thể mở ra cánh cửa cho việc sản xuất cà phê bằng sơ chế thử nghiệm trên diện rộng – tạo cơ hội gia tăng giá trị cho sản phẩm của họ.
“Trước hết, chúng ta cần xác định tiềm năng hương vị và thành phần phức hợp dễ bay hơi của từng loại cà phê,” Sasa nhấn mạnh. “Sau đó, thông qua quá trình sơ chế, chúng ta có thể điều chỉnh để tăng cường các hợp chất dễ bay hơi hơn mang đến hương vị và mùi vị mong muốn, từ đó mở ra những trải nghiệm hương vị mới mẻ.”
Chahan và Samo đều đồng ý rằng: “Ý nghĩa thực tiễn của việc nghiên cứu này là cung cấp cho nông dân những cách thức mới để cải thiện chất lượng và hàm lượng hương vị các loại quả thông qua quá trình sơ chế sau thu hoạch.”
“Bên cạnh đó, trong bối cảnh thị trường cà phê lên men đang phát triển mạnh mẽ, nghiên cứu này có thể hỗ trợ các nhà sản xuất những thông tin và kiến thức để đưa ra quyết định sáng suốt hơn, đặc biệt trong tình trạng xuất hiện những ý kiến trái chiều về cà phê ‘tẩmướp’ (infused) hương đang nổi lên.”
Những Bất Cập Tồn Đọng
Mặc dù những nghiên cứu này mang lại nhiều tiềm năng, nhưng chúng ta cũng cần nhận thức rằng không phải tất cả các nông hộ đều có khả năng thử nghiệm phương pháp lên men và các kỹ thuật sơ chế mới khác. Những kỹ thuật này thường đòi hỏi về khoản đầu tư ban đầu đáng kể và các thiết bị chuyên dụng mà một số nông hộ không thể đáp ứng được.
Hơn nữa, đối với nhiều nông hộ nhỏ, rủi ro đi kèm với các phương pháp sơ chế thử nghiệm có thể hớn hơn nhiều so với lợi ích. Mặc dù những loại cà phê này đôi khi có thể mang lại mức giá cao hơn, nhưng chi phí sản xuất của chúng thường đắt hơn so với cà phê được sơ chế theo phương pháp “truyền thống”. Các phương pháp sơ chế như carbonichay lên men kỵ khí yêu cầu thiết bị và nhân công có trình độ cao và ngoài các chi phí đó, các kỹ thuật thử nghiệm cũng có thể mang theo rủi ro. Do đó, có thể làm tăng chi phí sản xuất và vô hình trung khiến giá thành những loại cà phê này trở nên đắt hơn khi đến tay người tiêu dùng.
Mặt khác, nếu thiếu các quy trình kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt, nguy cơ tạo ra những hương vị cà phê lên men không mấy hấp dẫn, chẳng hạn như chua loét, lên men quá độ hoặc thậm chí mùi hôi. Với thời gian lên men quá ngắn, hạt cà phê sẽ không phát triển được hết các hương vị tiềm năng; ngược lại, nếu quá lâu hạt cà phê có thể bị chua quá mức. Khi điều kiện lên men không vô trùng, vi khuẩn có thể phát triển và tạo ra mùi hôi, ôi gây hại đến sức khoẻ. Cuối cùng, nếu hạt cà phê không đảm bảo chất lượng cao, quá trình lên men có thể không thành công.
Việc lên men trong bao nilon (hoặc thùng chứa) nhưng thiếu các thiết bị hỗ trợ hoặc thiếu nhân công để hỗ trợ xoay hoặc lật bao nilon (hoặc thùng chứa), dẫn đến việc trái sẽ lên men không đều, từ đó chất lượng đầu ra cũng sẽ bị ảnh hưởng.
Ngày nay, mặc dù cà phê với các phương pháp sơ chế thử nghiệm trên đang có dấu hiệu gia tăng về mặt phổ biến, nhưng chúng vẫn chỉ chiếm một phân khúc nhỏ trong thị trường cà phê rộng lớn.
Dù vậy, điều này không có nghĩa là những nghiên cứu như vậy không mang lại lợi ích cho nông dân sản xuất những loại cà phê này. Trên thực tế, với các nghiên cứu sâu hơn trong tương lai, việc tạo ra các phương pháp sơ chế thử nghiệm “dễ tiếp cận” hơn hoàn toàn khả thi. Tất nhiên, điều kiện tiên quyết là nông dân cần được trang bị lẫn tiếp cận với cơ sở thiết bị, kiến thức và có được những hỗ trợ cần thiết.
