Cà Phê Và Kỹ Thuật Sản Xuất Cà Phê – P25

4.2.    Xay Cafe

 Có tác dụng làm giảm kích thước hạt và tạo thành cà phê bột

Sau khi phát triển các mùi hương trong quá trình rang, nghiền cho chất lượng cà phê hòa tan nhanh chóng trích ly khi pha chế. Công đoạn nghiền nhằm tạo ra bề mặt tiếp xúc của các phần tử lớn hơn, để dể dàng giải phóng CO2 và để hấp thụ nước nóng. Biến đổi xảy ra trong quá trình xay cà phê Biến đổi về vật lý: Kích thước bề măt giảm hạt cà phê bị vở đều mịn các phụ gia phân bố đều.

4.3.       CÁC BIẾN ĐỔI XẢY RA TRONG QUÁ TRÌNH RANG CÀ PHÊ

Rang là công đoạn xử lý nhiệt cho hạt cà phê tại nhiệt độ cao từ 190 0 C đến 240 0 C nhằm đạt được các biến đổi mong muốn về m àu sắc và hương vị. Trong thời kỳ đầu của công đoạn rang nhiệt độ rang lớn h ơn 100 0 C. Nhiệt độ làm bốc hơi nước có trong hạt từ 12% xuống khoảng còn 2%. Khi nhiệt độ đạt đến 150 0 C một lượng khí sản sinh ra ( cacbondioxit, cacbonmonooxit, hơi nư ớc…). Hạt cà phê trở nên giòn, trương nở 40%-100% thể tích dể xay xát th ành bột. Trong khoảng nhiệt độ 180-200 0 C hạt bắt đầu được rang nứt và mùi hương tạo ra. Thông thường cà phê rang ở nhiệt độ 180-240 0 trong vòng 15-25 phút thì tổn thất về khối lượng khi rang là 16-18%.

Uống cà phê là một sở thích hầu như phải có của người châu Âu từ lâu đời. Đối với các nước châu Á sở thích n ày chưa thể hiện rõ. Nói đến uống cà phê thì phải nói đến khẩu vị của từng dân tộc, từng vùng. Ở các nước Châu Âu có nơi thích uống cà phê rang với bơ, có nơi thích uống cà phê rang nhạt, ngược lại cũng có nơi thích uống cà phê rang hơi đậm một tý. Cho nên việc rang cà phê để phục vụ cho nhu cầu của thị hiếu khách hàng là một việc cần nghiên cứu và biết sở thích của từng loại khách hàng. Những biến đổi xảy ra trong quá tr ình rang diển ra như sau:

Mất nước công đoạn rang sản sinh ra các chất khí chủ yếu là khí cacbondioxit và sự phát triển của hương vị mà chúng sẽ hòa tan trong khi pha chế.

Các chất bay hơi bị mất mát một số

Các chất đường trong hạt cà phê bị caramen hóa một phần.

Protein bị phân hủy một phần hay to àn phần do nhiệt, hàm lượng caffine cũng bị biến đổi.

Trong quá trình rang, trigoneline s ẽ mất đi một lượng lớn tạo thành các sản phẩm gồm Nicotinic, Nicotiamide v à các chất thơm bay hơi như là Pyridine và pyrol.

Rang quyết định chất lượng của cà phê bột. Rang hơi cháy thì tỷ lệ thành phẩm tăng nhưng hương vị bị giảm.

Trong quá trình rang màu sắc biến đổi như sau:

• Màu nhạt
• Màu quế
• Nâu trung bình
• Nâu hơi đậm
• Nâu cánh gián
• Nâu đậm đến mức dầu ra mặt ngo ài
• Đen thành than

Tùy theo sở thích người uống mà rang. Nếu rang nhạt thì ít thơm, nước nhạt, uống sẽ hăng mùi gỗ, nếu rang cháy th ì cà phê sẽ bị đắng, có mùi khét nhưng nước đậm hơn.

Biến đổi chính về vật lý

Sự biến đổi về bề mặt của hạt: bề mặt dần tr ơn, nhẵn, sau đó xuất hiện các vết nứt, cuối cùng thì dầu khuyếch tán ra bề mặt tạo ra trạng thái bóng, ướt ở bề mặt của hạt cà phê.

Sự thay đổi thể tích hạt:

Tỷ trọng: cà phê nhân: 1.25, cà phê rang 0.7

Độ tăng thể tích: 40-60%(Robusta<Arabica)

Khối lượng giảm: do tách vỏ lụa va tổn thất chất khô (khoảng 20% do thủy phần hầu như được bốc hơi gần hết) Hàm lượng ẩm giảm

Sự thay đổi cấu trúc: cấu trúc hạt tr òn, dể vỡ.

Sự thay đổi nhiệt độ:

Sự tăng nhiệt độ do nhận nhiệt từ tác nhân

Sự tăng nhiệt độ nội bộ.

Các biến đổi chính về hóa học

Sự tổn hao chất khô:

Mức độ tổn hao chất khô phụ thuộc v ào mức độ rang.

Các chất tổn thất: nước, khí( 87% CO₂, 7.3% CO, 5.3% các oxide nito)

Nước: nước ban đầu + nước sinh ra

Khí CO₂: chưa rõ nguồn gốc, CO₂ từ robusta cao hơn arabica. Sau khi rang, cà phê còn giữ 2-5ml CO₂/g (0.4-1%w/w).

Sự biến đổi hàm lượng chất hoà tan:

Tỷ lệ thông thường: 30%db

Phụ thuộc vào mức độ rang

Phụ thuộc vào phương thức và thiết bị rang: nhanh-chậm, tầng sôi > thùng quay.

Trong cùng mức độ rang, hàm lượng chất hoà tan của robusta cao hơn arabica.

Glucid mạch ngắn bao gồm các thành phần (sucrose, fructose, stachyose, arabinosse, galactose, ribose, rhamnose ).

Hàm lượng các đường bị giảm rất nhiều. Trong giai đoạn đầu của quá tr ình rang, có sự tăng nhẹ hàm lượng một số đường sau đó thì giảm.

Hydratcarbon: hàm lượng hydratcarbon trong cà phê khô khoảng 60%. Phần lớn là là các polysaccharide hoà tan ho ặc không hòa tan trong nước và một phần nhỏ là là các đường saccharose, glucose … Trong quá tr ình rang các hydratcarbon thay đ ổi nhiều, chúng có thể phân hủy th ành các hợp chất khác nhau hoặc biến mất hầu nh ư hoàn toàn như các ch ất đường đã nói ở trên. Các đường khử tham gia một số phản ứng tạo m àu và mùi cho cà phê rang. Các polysaccharide không hòa tan trong n ước, chúng tạo nên những thành tế bào ở hạt cà phê và sau khi pha tr ở thành bã cà phê.

Polysaccharide trong cà phê rang.

Các chất béo: trong cà phê nhân tổng hàm lượng chất béo chiếm khoảng 13%. Trong quá trình rang các h ợp chất béo mất đi khoảng 1 – 2%. Các chất béo chủ yếu tạo thành dầu cà phê là triglyceride và diterpene, là d ạng ester của acid bão hòa, nhất là palmitic, behenic, arachidic. Các diterpene này r ất nhạy với acid, nhiệt và ánh sáng. Hàm lư ợng diterpene giảm đi trong quá tr ình tồn trữ cũng như trong quá trình rang có th ể là do tạo thành các terpene bay hơi, naphtalene và quinoline.

Các acid: đại diện quan trọng nhất của nhóm acid l à các loại acid chlorogenic. Đây là nh ững loại acid đặc tr ưng đối với cà phê. Trong quá trình rang chúng bị phân hủy từ 30 – 70%. Sau khi rang c ó sự hình thành một số acid dễ bay hơi. Tất cả các acid này đều góp phần tạo vị chua của c à phê.

Các loại protein: trong cà phê nhân có khoảng 30%. Chúng không c òn có mặt trong cà phê rang, do rang ở nhiệt độ cao nên một phần bị phân hủy, phần còn lại kết hợp với hydratcarbon v à acid chlorogenic t ạo thành những chất màu nâu.

Các loại alkaloid: trong quá tr ình rang hàm lượng caffein hầu như không thay đổi. Trigonelline giảm khoảng 75%, tạo th ành các sản phẩm gồm acid nicotinic (niacin), nicotinam ide và các chất thơm bay hơi như pyrine và pyrol.

Trong đó đáng kể nhất là niacin, trong cơ th ể con người chất này có tác dụng như một loại vitamin.

Các chất thơm: Trong thành ph ấn của các hợp chất th ơm có khoảng 50% aldehyde, 20% ketone, 8% ester, 7% h eterocylic, 2% dimethylsulfide, m ột lượng ít hơn là các sulfide hữu cơ khác, còn có một phần nhỏ nitrile, alcohol hoặc các hydrocarbon đã bão hòa và chưa bão hoà có trọng lượng phân tử thấp nh ư isoprene.

Hợp chất nhiều nhưng một số chất ảnh hưởng đến mùi cà phê rang như sau dựa theo giá trị ng ưỡng mùi gồm có: phenol, guaicol, quinol, catechol, pyrogallol, furfuryl alcohol, 2 – futoic acid, furfuryl – 2 – methaethinol, 5 – methylfurfuran – 2 – methyl, methyl sulphide, methoxy pyrazine, pyridine, …