Ảnh Hưởng Của Quá Trình Lên Men Đến Cà Phê

lên men cà phê

Nội Dung Chính

Lên men đề cập đến những gì mà quả cà phê phải trải qua từ lúc nó được thu hoạch cho đến khi hạt của nó được sấy khô hoàn toàn và sẵn sàng rang, xay. Lên men là không thể tránh khỏi trong chế biến cà phê. Vấn đề đơn giản chỉ là lựa chọn ranh giới giữa việc giới hạn hay phát triển các tiềm năng từ nó.

1. Tổng quan về quá trình lên men

Lên men tham gia vào quy trình sản xuất phần lớn cà phê trên thế giới, nhưng bản thân cà phê không phải là một loại đồ uống lên men như bia, rượu, hay kombucha. Và điều đó khá thú vị vì tất cả cà phê đều được lên men theo cách này hay cách khác. Cho dù đó là trong một bể nước khi nó đang được phân loại, trong một thùng kín khí, hay trong quả cà phê khi nó đang khô. Dù bằng cách nào thì quá trình lên men đang xảy ra. Hơn nữa, dù cho quá trình lên men xảy ra ở hầu hết mọi phương pháp chế biến cà phê, chúng ta có xu hướng sử dụng thay thế các thuật ngữ “lên men” và “chế biến” cho nhau. Dù chúng có liên quan với nhau, nhưng chúng không tương đương: Có quá trình lên men xảy ra trong quá trình chế biến, nhưng không phải quá trình chế biến nào cũng lên men như nhau.

lên men cà phê

Quá trình lên men là một quá trình tự nhiên được thực hiện bởi các vi sinh vật nhằm tìm kiếm các nguồn năng lượng cho hoạt động sống của chúng; chế biến thực phẩm nói chung là một tập hợp kỹ thuật được thiết kế để biến đổi các sản phẩm nông nghiệp thành thực phẩm. Những thay đổi về nhiệt độ, thời gian, thành phần chất hữu cơ và chủng loại vi sinh vật sẽ tạo ra kết quả khác nhau trong quá trình lên men, vì vậy các nhà sản xuất thực phẩm nói chung và cà phê nói riêng luôn tìm kiếm sự kiểm soát trong cách thức lên men, cũng như tìm kiếm các hiểu biết tốt hơn về các quy trình và kỹ thuật hiện có.

Tập hợp các phản ứng xảy ra với sự có mặt của oxy, phân hủy thức ăn để tạo ra năng lượng cho sinh vật, được gọi là hô hấp. Mặc dù hô hấp có thể được chia thành hô hấp hiếu khí (aerobic respiration) và hô hấp kỵ khí (anaerobic respiration), nhưng hô hấp hiếu khí luôn là phương thức phổ biến ở nhiều sinh vật (bao gồm nhiều vi sinh vật, thực vật và động vật bậc cao). Nguyên liệu chủ yếu cho quá trình này là đường glucose (công thức hoá học: C6H12O6) với các sản phẩm cuối cùng là carbon dioxide và nước. Ở sinh vật nhân thực, chuỗi phản ứng oxy hóa chất hữu cơ diễn ra bên trong một bào quan chuyên biệt, được gọi là ty thể (một bào quan với màng kép hiện diện ở tất cả sinh vật nhân thực). Vì liên kết giữa hai nguyên tử oxy trong phân tử oxy (O2) là liên kết có năng lượng rất cao, nên hô hấp là một cách rất hiệu quả để lấy năng lượng từ các phân tử hữu cơ.

Quá trình lên men là một con đường kỵ khí khác (cần phân biệt với hô hấp kỵ khí) để phân hủy glucose và tạo ra năng lượng, được thực hiện bởi nhiều loại sinh vật và tế bào. Nhưng vì quá trình hô hấp kỵ khí và lên men đều không thể sử dụng liên kết năng lượng cao trong nguyên tử oxy, nên nó có hiệu suất tạo năng lượng ít hơn rất nhiều so với quá trình hô hấp (chỉ khoảng 1/15 so với hô hấp hiếu khí). Nếu như trong quá trình hô hấp hiếu khí, các chất thải là khí carbon dioxide và nước. Thì trong quá trình lên men các sinh vật khác nhau tạo ra các chất thải khác nhau – phổ biến nhất là axit lactic và ethanol.

· Nhiều loài vi khuẩn, chẳng hạn như Lactobacillus, sẽ tạo ra axit lactic trong quá trình lên men (được sử dụng để làm kim chi, dưa cải, sữa chua, nó cũng có trong vi khuẩn đường ruột của chúng ta – điều này có nghĩa rằng nó hoạt động trong điều kiện yếm khí).

· Lên men ethanol, còn được gọi là lên men rượu, là một quá trình sinh học (thường phổ biến ở nấm men) nhằm chuyển đổi các loại đường như glucose, fructose và sucrose thành năng lượng, đồng thời tạo ra ethanol và carbon dioxide dưới dạng sản phẩm phụ. Bởi vì nấm men thực hiện quá trình chuyển đổi này trong điều kiện không có oxy, nên các phản ứng lên men rượu được coi là một quá trình kỵ khí.

Tóm lại, theo định nghĩa sinh học đã nêu trên, quá trình lên men không sử dụng oxy. Do đó, khái niệm “lên men” (fermentation) được hiểu chính xác là một quá trình kỵ khí (nguyên văn tiếng Anh: anaerobic / anaerobic fermentation). Nói cách khác, sự có mặt của oxy sẽ kiềm hãm quá trình lên men.

(*) Hô hấp kỵ khí chỉ phổ biến ở một số loài vi khuẩn và vi khuẩn cổ – sống trong môi trường thiếu oxy khắc nghiệt như trong lòng đất, đáy ao hồ, đại dương, hệ tiêu hoá của bò, cừu v.v… để tạo ra năng lượng. Tuỳ vào cơ chế chuyển hoá của mỗi loài vi sinh vật – và cơ chất trong môi trường sống mà sản phẩm chuyển hoá có thể là succinat, sunfua, axetat, methan, v.v… và do đó, quá trình này không phổ biến đối với hệ vi sinh vật có mặt trong quy trình chế biến của cà phê nói chung.

(**) Từ “lên men” (tiếng Anh là: fermentation) có lịch sử rất lâu đời nó biểu thị tình trạng “sủi bọt” hoặc “sôi nhẹ” trong quá trình sản xuất rượu vang, khi đó sự sủi bọt là do carbon dioxide (CO2) gây ra.

Hầu hết các loại nấm men sẽ chuyển sang giai đoạn hô hấp thay vì lên men khi có oxy. Tuy nhiên, ngay cả khi có mặt của oxy, một số nấm men như Schizosaccharomyces pombe, hay Saccharomyces cerevisiae – loài nấm men được sử dụng trong sản xuất bia, rượu nho, bánh mì, v.v… sẽ tiếp tục lên men, miễn là có đủ lượng đường cung cấp. Do đó, lên men luôn là con đường chính để sản sinh năng lượng cho hệ nấm men này, ngay cả trong điều kiện hiếu khí.

2. Minh hoạ cho cơ chế lên men và hô hấp

Tóm lại, “lên men” là một khái niệm mô tả quá trình chuyển hóa đường và các hợp chất khác của vi sinh vật như nấm men và vi khuẩn, chúng sẽ tiêu thụ các hợp chất đó và chuyển hóa thành năng lượng để sử dụng, để lại các sản phẩm phụ như ethanol (rượu), axit, este, aldehyde, ketone và các chất thơm dễ chịu. Các hợp chất chuyển hoá này được hấp thụ vào cấu trúc tế bào của hạt và khi những hạt đó hấp thụ nhiệt trong máy rang, các hợp chất sẽ biến đổi thành hương vị mà chúng ta yêu thích trong cà phê. Do đó, nếu nhìn nhận từ quan điểm hoá – sinh, lên men là một quá trình các vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ – chủ yếu là đường để tạo ra năng lượng. Và vì vậy, không nhà sản xuất cà phê nào có thể gia tăng được vị ngọt cho cà phê bằng cách lên men chúng.

Bản thân hạt cà phê đã có tất cả các tiền chất cần thiết để tạo ra hương vị đặc trưng trong quá trình rang. Tuy nhiên, hoạt động của vi sinh vật và mức độ lên men sẽ xác định nồng độ đường tự do (ví dụ: glucose, fructose) và axit amin tự do còn trong hạt và sau đó góp phần tạo ra các hợp chất Maillard và chất bay hơi trong quá trình rang.

Chế biến khô có đặc điểm hiếu khí hơn, đường glucose và fructose trong quả được giữ lại với nồng độ cao hơn, ít bị tiêu hao hơn trong quá trình chuyển hóa của hạt. Vậy nên chúng tôi luôn nhấn mạnh rằng, quá trình lên men là sự phân hủy đường – chúng ta luôn đánh mất nó.

Các phong cách chế biến khác nhau (chế biến ướt, mật ong) đã sử dụng quá trình lên men theo những cách khác nhau để đạt được kết quả cuối cùng (loại bỏ vỏ quả cà phê khỏi hạt cà phê) tùy thuộc vào điều kiện môi trường, tài nguyên hoặc nhu cầu thị trường. Và trong hàng trăm năm, khái niệm “lên men” thường không bao hàm quá nhiều ý nghĩa, đây chỉ là một công đoạn trong quá trình sơ chế cà phê! Trong quá trình lên men, các vi sinh vật tạo ra các chất chuyển hóa từ nguồn chất dinh dưỡng thực vật và tích lũy trong môi trường chế biến – đây được gọi là quá trình lên men bởi hệ vi sinh. Trong quá trình chế biến ướt, quá trình lên men cà phê xảy ra trong bể ngâm, trong khi với quá trình chế biến khô, sự lên men diễn ra ở các lớp ngoài của quả cà phê.

Hãy là người đầu tiên chia sẻ bài đăng này!

Bài đăng mới

Máy Pha Cà Phê Espresso

Theo từ điển Merriam-Webster, Espresso được định nghĩa là “cà phê được pha bằng cách ép hơi nước hoặc nước nóng qua các hạt cà

Hạt Mịn (Fine)

Hạt cà phê là một ma trận ba chiều phức tạp của các sợi cellulose được phủ bằng dầu và các chất rắn khác. Những