So sánh cà phê lạnh (cold brew) và cà phê truyền thống

Cold brew ngày càng trở nên quen thuộc trong văn hóa cà phê hiện đại. Từ một phương pháp pha chế tương đối ít được chú ý, cà phê chiết xuất lạnh đã trở thành một phần phổ biến trong thực đơn của các quán cà phê và thị trường cà phê đóng chai. Tuy nhiên, đằng sau sự phổ biến ấy vẫn còn một câu hỏi đáng quan tâm: nếu sử dụng cùng một loại cà phê, liệu việc thay đổi nhiệt độ và thời gian chiết xuất có thực sự tạo ra một loại đồ uống khác biệt?

Câu hỏi này không đơn thuần thuộc về sở thích. Nhiệt độ, thời gian tiếp xúc và kích thước hạt xay đều tác động đến quá trình hòa tan và khuếch tán các hợp chất từ bột cà phê vào nước. Vì vậy, thay đổi phương pháp pha có thể làm thay đổi không chỉ cường độ của đồ uống mà cả thành phần hóa học và cách hương vị được cảm nhận.

Một trong những nghiên cứu đáng chú ý về vấn đề này được công bố trên Scientific Reports năm 2019. Nhóm nghiên cứu đã khảo sát ảnh hưởng của kích thước hạt xay và thời gian chiết xuất đến các đặc tính lý hóa và cảm quan của cold brew, đồng thời so sánh kết quả với cà phê pha nóng từ cùng loại nguyên liệu. Thí nghiệm được thực hiện trên hai loại Arabica từ Huila và Nariño, Colombia, với các mức xay và thời gian chiết xuất khác nhau.

Cà phê lạnh đã có lịch sử hàng thế kỷ, nhưng chính nhịp sống hiện đại và sự thay đổi trong thói quen thưởng thức mới biến nó thành trào lưu toàn cầu.

Nhiệt độ và thời gian

Điểm khác biệt cơ bản giữa cold brew và phần lớn phương pháp pha nóng nằm ở hai biến số: nhiệt độ và thời gian.

Nhiều phương pháp đã ra đời để chiết xuất cà phê và hầu hết trong số đó sử dụng nước có nhiệt độ cao (gần điểm sôi) và thời gian chiết ngắn (không quá 5 phút). Tuy nhiên, trong những năm gần đây, một số phương pháp mới đã trở nên phổ biến trên thị trường. Trong đó, Cold brew hay còn gọi là pha chế lạnh, chỉ phương pháp chiết xuất được thực hiện ở nhiệt độ phòng (20 đến 25°C hoặc lạnh hơn) trong thời gian dài hơn so với phương pháp chiết xuất nóng truyền thống, với thời gian dài hơn (thông thường từ 8 đến 24 giờ). 

Sự thay đổi này làm đảo ngược mối quan hệ quen thuộc giữa nhiệt độ và thời gian trong pha chế cà phê: nhiệt độ thấp làm quá trình chiết xuất chậm hơn, nhưng thời gian tiếp xúc kéo dài có thể bù đắp một phần sự khác biệt đó. Vì vậy, cold brew không đơn giản là cà phê pha nóng rồi để nguội, mà là một hệ thống chiết xuất với những điều kiện vật lý khác ngay từ đầu.

Điều này cũng giải thích tại sao cùng một loại cà phê có thể cho một biểu hiện rất khác khi được pha nóng và khi chiết xuất lạnh. Nhiệt độ ảnh hưởng đến tốc độ hòa tan của các hợp chất trong cà phê cũng như sự giải phóng và chuyển dịch của nhiều hợp chất tạo hương. Trong khi đó, thời gian tiếp xúc kéo dài lại tạo thêm cơ hội để nước khuếch tán vào cấu trúc của hạt cà phê và hòa tan các chất có khả năng tan trong nước. Do các hợp chất trong cà phê có đặc tính hóa học và độ hòa tan khác nhau, chúng không được chiết xuất với cùng một tốc độ.

Kích thước hạt quan trọng hơn thời gian?

Kích thước hạt xay có ảnh hưởng lớn đến các đặc tính lý hóa của cold brew, tiếp theo là thời gian tiếp xúc.

Kích cỡ hạt sau khi xay là yếu tố tác động lớn nhất đến các thông số hóa lý của cà phê chiết xuất lạnh, sau đó mới đến thời gian chiết. Khi sử dụng hạt xay thô và kéo dài thời gian chiết xuất lên 22 giờ, các mẫu cold brew thường có xu hướng đạt giá trị cao hơn về tỷ lệ chiết xuất (Extraction Yield – EY), tổng chất rắn hòa tan (Total Dissolved Solids – TDS) và tổng hàm lượng hợp chất phenolic (Total Phenolic Content – TPC). Thời gian và mức xay đều có ảnh hưởng đáng kể đến các chỉ số này.

Điều này có vẻ trái với trực giác. Thông thường, chúng ta liên tưởng hạt xay thô với tốc độ chiết xuất chậm và mức chiết xuất thấp. Tuy nhiên, trong cold brew, thời gian tiếp xúc kéo dài nhiều giờ có thể bù đắp cho tốc độ hòa tan chậm do nhiệt độ thấp. Đây cũng là lý do không nên nhìn vào kích thước hạt xay như một biến số độc lập. Trong một hệ thống chiết xuất ngâm kéo dài, kích thước hạt, sự phân bố kích thước hạt, mức độ nén của lớp bột và khả năng khuếch tán của nước đều có quan hệ với nhau.

Một trong những nhóm hợp chất đáng chú ý được phản ánh qua tổng hàm lượng phenolic là các acid chlorogenic (chlorogenic acids – CGA). Đây là nhóm polyphenol chiếm tỷ lệ đáng kể trong cà phê nhân và đóng vai trò quan trọng đối với cả đặc tính hóa học lẫn cảm quan của cà phê. Trong quá trình rang, CGA tiếp tục biến đổi và phân hủy thành nhiều hợp chất khác nhau, góp phần hình thành các đặc tính vị của cà phê rang.

Về cảm quan, CGA và các sản phẩm phân hủy của chúng có thể góp phần tạo nên vị đắng, cảm giác se và một phần đặc tính axit của cà phê. Ở mức độ phù hợp, các hợp chất này góp phần tạo cấu trúc và sự sống động cho đồ uống; nhưng khi hiện diện với cường độ cao, chúng có thể làm vị đắng, khô và se trở nên rõ hơn.

Chiết xuất nhiều hơn không đồng nghĩa với ngon hơn

Đối với cà phê lạnh, bã cà phê được đặt bên trong một túi lọc sau đó được đặt trong một bình chứa nước trong thời gian chiết xuất dài. Trong quá trình chiết xuất, hiệu ứng “đóng gói” này có thể đã ảnh hưởng đến độ khuếch tán, làm giảm hàm lượng chất rắn hòa tan (TDS) cũng như tỷ lệ chiết xuất của cà phê (EY). Các nghiên cứu gần đây đã xác định rằng cỡ hạt, độ đồng nhất của hạt và hình dạng của bộ lọc là các thông số chính tác động đến tính thấm và sự khuếch tán của chất rắn trong quá trình chiết xuất cà phê lạnh.

Mặt khác, Thời gian chiết dài được áp dụng trong chiết lạnh có xu hướng làm tăng các giá trị của TDS, EY và TPC, thậm chí khi sử dụng phương pháp xay cà phê thô. Trong quá trình pha chế, nhiệt độ nước có thể được coi là động lực thúc đẩy quá trình chiết xuất các hợp chất hóa học có trong bột cà phê. Tuy nhiên, trong quá trình pha cà phê lạnh, nhiệt độ thấp (thấp hơn nhiệt độ phòng); Do đó, việc chiết và khuếch tán một số hợp chất đòi hỏi nhiều thời gian hơn để bù cho nhiệt độ thấp. Điều này có thể giải thích thực tế rằng cold brew với thời gian chiết xuất dài hơn vẫn thể hiện được EY và TDS.

Với cà phê lạnh, thời gian chiết xuất ‘cực lâu’ là chìa khóa của việc trích xuất

Nhìn chung, tổng lượng chất rắn hòa tan và hàm lượng caffeine trong cold brew cao hơn với trong chiết xuất nóng. Thời gian ngâm lâu hơn cho phép tăng chiết xuất một số hợp chất, nhưng chúng có thể rất dễ bị suy thoái do oxy hóa.

Cold brew có hương vị khác cà phê nóng như thế nào?

Về cảm quan, kết quả thực nghiệm cho thấy cà phê chiết xuất nóng và cold brew có sự khác biệt đáng kể ở nhiều thuộc tính, bao gồm hương thơm, hương vị, hậu vị, độ axit và độ đậm đà. Tuy nhiên, những khác biệt này không đồng nghĩa với việc cold brew tạo ra một cấu hình hương vị hoàn toàn khác biệt. Xét trên tổng thể, các mẫu cold brew vẫn duy trì được những đặc tính cảm quan phù hợp với một đồ uống cà phê và có mức độ chấp nhận đáng kể.

Cụ thể hơn, chúng ta có thể tóm tắt một số đặc tính hương vị của cold brew như sau:

• Cấu hình hương vị của các loại cà phê lạnh được đặc trưng bởi hương vị mạch nha, đây là điểm khác biệt đáng kể so với các chiết xuất nóng của chúng. Các thuộc tính hương vị khác như hạnh nhân, hoa, trái cây màu đỏ, vị đắng cũng được đánh giá có điểm số cao trong cà phê lạnh.
• Trong phạm vi nghiên cứu, cà phê lạnh được ủ trong 18 giờ là dễ chấp nhận nhất đối với người tiêu dùng theo cấu hình hương vị. Cà phê được ủ trong 14 giờ đều cho thấy thuộc tính dư vị (aftertaste) thấp hơn so với các mẫu sử dụng phương pha chế nóng.
• Nhìn chung, cà phê lạnh có thể hiện cường độ cao hơn của caramen đường, vị ngọt (sweetnes) và vị đắng (bitterness), về tổng quan vẫn thể hiện tính cân bằng với chất vị thanh nhẹ (smooth body) .

Giải thích cho hàm lượng axit trong cold brew

Giá trị tổng độ axit chuẩn độ (tức titratable acidity, viết tắt: TA) đại diện cho tính axit gây nên bởi tất cả các loại axit hữu cơ có trong cà phê và được biểu thị bằng miligam axit chlorogenic.

Một trong những khác biệt đáng chú ý giữa cold brew và cà phê chiết xuất nóng là giá trị TA thường thấp hơn ở cà phê chiết xuất lạnh. Các nghiên cứu trên nhiều loại cà phê và điều kiện pha chế khác nhau cho thấy, dù cold brew và cà phê pha nóng có thể chứa những nhóm acid tương tự nhau, lượng acid được chiết vào đồ uống và nồng độ của chúng có thể khác biệt đáng kể.

Sự khác biệt này trước hết liên quan đến nhiệt độ chiết xuất. Trong cà phê, nhiều acid hữu cơ như acetic, formic, malic, lactic và phosphoric, cùng với các acid liên quan đến quinic và chlorogenic, có độ hòa tan và tốc độ khuếch tán khác nhau. Nhiệt độ cao thúc đẩy quá trình hòa tan và khuếch tán, cho phép một số hợp chất được chiết xuất nhanh hơn. Ngược lại, ở nhiệt độ thấp của cold brew, quá trình này diễn ra chậm hơn. Việc kéo dài thời gian tiếp xúc giúp bù đắp một phần tốc độ chiết xuất thấp, nhưng không nhất thiết tạo ra cùng một thành phần và nồng độ acid như khi sử dụng nước nóng.

Điều đáng chú ý là thời gian chiết xuất dài không đồng nghĩa với việc TA sẽ tăng liên tục. Trong chiết xuất lạnh ở nhiệt độ phòng, nồng độ 3-CGA và caffeine tăng nhanh trong khoảng 180 phút đầu tiên, sau đó tốc độ tăng chậm lại và tiến đến trạng thái cân bằng sau khoảng 400 phút. Mức độ rang và kích cỡ hạt xay cũng làm thay đổi diễn biến này.

Tuy nhiên, không nên xem TA thấp là một đặc tính cố định của cold brew. Giá trị pH và TA còn phụ thuộc đáng kể vào bản thân nguyên liệu, từ giống loài, nguồn gốc địa lý, độ chín của quả, phương pháp thu hái và chế biến cho đến mức độ rang. Khi kết hợp với các thông số pha chế như kích cỡ hạt, tỷ lệ cà phê/nước, nhiệt độ và thời gian chiết xuất, những yếu tố này cùng quyết định lượng acid cuối cùng có mặt trong đồ uống.

Như vậy, chiết xuất lạnh có tốt hơn?

Mỗi phương pháp pha chế, chịu tác động bởi nhiều yếu tố, và cách chúng ta đánh giá chất lượng càng dựa trên nhiều phương diện khác nhau. Cold brew có thể phù hợp với người tìm kiếm một cấu hình hương vị nhẹ, mượt và ít axit hơn; trong khi cà phê chiết xuất nóng có thể phù hợp với những người muốn cảm nhận rõ hơn độ axit, hương thơm và cấu trúc vốn có của hạt.

Nhìn tổng thể, các đặc tính hóa lý của cà phê như tỷ lệ chiết xuất, tổng chất rắn hòa tan, tổng hàm lượng phenolic, pH và độ axit chịu ảnh hưởng đáng kể bởi kích cỡ hạt và thời gian chiết xuất. Đặc biệt với cold brew, thời gian tiếp xúc kéo dài có thể bù đắp cho tốc độ chiết xuất chậm ở nhiệt độ thấp. Trong phạm vi nghiên cứu, kéo dài thời gian chiết từ 14 lên 22 giờ làm tăng tỷ lệ chiết xuất, tổng chất rắn hòa tan, tổng hàm lượng phenolic và độ axit. Tuy nhiên, mức chiết xuất cao hơn không đồng nghĩa với cấu hình cảm quan được ưa thích hơn.

Xét về cảm quan, cold brew nhìn chung có độ axit và cường độ của một số thuộc tính hương vị thấp hơn so với cà phê chiết xuất nóng, nhưng đồng thời lại thể hiện những đặc tính riêng như hương mạch nha, hạnh nhân, hoa và trái cây đỏ. Điều này cho thấy sự khác biệt giữa hai phương pháp không đơn thuần là vấn đề “chiết xuất nhiều hay ít”, mà còn nằm ở cách nhiệt độ, thời gian và kích cỡ hạt định hình thành phần hóa học và cấu hình cảm quan của đồ uống.

Cuối cùng, cà phê vừa là một đối tượng của khoa học, vừa là sản phẩm của kỹ thuật pha chế và trải nghiệm cảm quan. Khoa học giúp chúng ta hiểu những gì xảy ra trong quá trình chiết xuất, còn người pha chế quyết định cách vận dụng những nguyên lý đó để tạo ra một đồ uống phù hợp với mục tiêu hương vị. Việc lựa chọn giữa cold brew và cà phê chiết xuất nóng vẫn là câu chuyện của nguyên liệu, phương pháp và khẩu vị. Khoa học có thể giải thích vì sao chúng khác nhau, nhưng chính trải nghiệm của người uống mới quyết định phương pháp nào phù hợp với “gu” của họ.

Nguồn tham khảo:

• Cordoba, N., Pataquiva, L., Osorio, C. et al. Effect of grinding, extraction time and type of coffee on the physicochemical and flavour characteristics of cold brew coffee. Sci Rep 9, 8440 (2019). https://doi.org/10.1038/s41598-019-44886-w.