Trong những phạm vi nhất định, lượng chất hòa tan được chiết xuất từ cà phê thay đổi tỷ lệ nghịch với kích thước hạt: Nói một cách đơn giản, xay mịn hơn = chiết xuất nhiều hơn trong khi xay thô hơn = chiết xuất ít hơn (trong cùng một khoảng thời gian).
Thông thường, từ xay mịn nhất đến xay thô nhất, mức độ xay tiêu chuẩn cho từng phương pháp pha, sẽ tuân theo mức tăng dần gần đúng như sau:
Cà phê Cezve ⇒ Espresso ⇒ bình Moka pot ⇒ Pour-over (1 cốc) ⇒ Pour-over (2-3 cốc) ⇒ Cupping ⇒ French press.
Nguyên tắc đằng sau chuỗi thức lý thuyết trên là để đảm bảo khách bạn hoặc khách hàng của bạn có thể chiết xuất loại cà phê nào đó trong khoảng 18-22% với mỗi phương pháp. Tuy nhiên, chúng tôi cho rằng nguyên tắc thực hành tốt nhất ở đây đòi hỏi bạn phải pha thử nghiệm đối với mỗi phương pháp và đo lường tỷ lệ chiết xuất để xác định được độ nhuyễn phù hợp của cà phê xay. Từ góc độ khoa học, bạn sẽ phải lặp lại ít nhất ba lần cho mỗi cách pha, để đảm bảo tính chính xác và đáng tin cậy của kết quả thu được (điều này giúp loại bỏ các yếu tố ngẫu nhiên và đảm bảo tính lặp lại của quá trình thí nghiệm).
Các tính chất riêng của hạt cà phê ảnh hưởng rất lớn đến kết quả của quá trình xay nhuyễn nó. Ví dụ, người ta không bao giờ xay hạt cà phê còn nóng (ấm) ngay sau khi rang, khi đó hạt còn quá mềm, dưới tác động lực ma sát của máy xay sẽ khiến chúng bị vỡ nát, dẹp dí. Do đó, tốt nhất là xay cà phê sau khi chúng nguội, trở nên cứng và giòn hơn. Việc hiểu được sự khác biệt về tính chất của hạt cho phép chúng ta thực hiện các điều chỉnh trong quá trình xay và do đó đạt được sự kích thước hạt mong muốn. Theo tác giả Ted R. Lingle từng đề cập trong cuốn Cẩm nang pha chế cà phê (The Coffee Brewing Handbook) – một tập sổ tay hướng dẫn pha cà phê được xuất bản bởi SCAA (2011), có ba đặc tính quan trọng của cà phê cần lưu ý trong quá trình xay:
1. Độ ẩm
Hạt cà phê mềm hơn về mặt vật lý khi chúng còn nóng hoặc có độ ẩm cao, và giòn hơn khi độ ẩm thấp hơn. Sau khi rang, hạt cà phê có độ ẩm từ khoảng 1-2%, ngoài ra một phần hơi nước có thể tái hấp thụ trên bề mặt hạt sau khi rang. Do đó hạt cần có thời gian nghỉ giữa rang và xay, trong đó độ ẩm có thể phân phối lại đồng đều bên trong hạt cà phê bằng cách khuếch tán.
Thông thường, sau khi rang, thời gian nghỉ tối thiểu trước khi xay cà phê là 6 đến 12 giờ. Nếu hạt cà phê có độ ẩm lớn hơn 6% nó trở nên đàn hồi và khó xay hơn ngay cả sau một thời gian nghỉ dài.
2. Mức độ rang
Mức độ rang, có thể được biểu thị qua màu rang, nhìn chung, rang càng sẫm màu, quá trình xay càng dễ dàng.
Quá trình rang diễn ra càng lâu, hạt càng mất nước, giòn và dễ vỡ hơn. Vì vậy, việc rang đậm màu (dark roast), đặc biệt là khi diễn ra trong thời gian rang ngắn, thì quá trình xay càng diễn ra thuận lợi. Tuy nhiên sẽ kéo theo sự chênh lệch kích thước rất lớn giữa những hạt được tạo ra (chúng ta sẽ thảo luận về điều này sau). Đối với cà phê được rang nhạt hơn và có hàm lượng ẩm cao hơn, kết quả xay tốt hơn với độ đồng nhất cao, bù lại năng lượng tiêu hao cho thiết bị sẽ lớn hơn. Mặt khác, hạt cà phê được rang càng chậm thì kết cấu hạt càng đồng nhất hơn, kích thước và mật độ khoang rỗng bên trong hạt cao hơn. Do đó, khi xay chúng dễ dàng cho kết quả đồng nhất cao hơn.
3. Độ giòn của hạt
Trong quá trình rang, hạt cà phê thay đổi đặc tính kết cấu của chúng, mất đi độ bền và độ dẻo dai và dần trở nên giòn* hơn do những thay đổi về hóa học, vật lý và cấu trúc. Điều này hoàn toàn phụ thuộc vào nguồn gốc tự nhiên của cà phê. Cụ thể hơn, độ giòn* của hạt trước khi xay phụ thuộc đáng kể vào đặc tính của chính giống cà phê đó, nơi nó được canh tác & chế biến. Với cùng một mức độ rang, những hạt cà phê của vụ mùa mới (cây lần đầu cho quả) cho ra hạt cà phê giòn hơn so với hạt cà phê từ các cây lâu năm. Cây cà phê phát triển càng cao so với mực nước biển thì cấu trúc hạt cho càng dày, đặc và cứng chắc hơn so với hạt từ các cây canh tác ở độ
cao thấp hơn. Một số nghiên cứu còn cho thấy nếu được rang ở cùng mức độ (kết thúc quá trình rang tại cùng một nhiệt độ) thì hạt cà phê Robusta có kết cấu giòn và dễ vỡ hơn so với Arabica. Tuy nhiên, dữ liệu của chúng tôi thu thập được trong quá trình thực hiện quyển sách này cho thấy rằng hạt cà phê từ các khu vực khác nhau được đặc trưng bởi sự khác biệt về cấu trúc vi mô và thành phần hoá học khác nhau. Đây là tiền đề làm nên khác biệt rất lớn trong quá trình rang – xay nói riêng và chiết xuất nói chung.
Trong khi xay cà phê vốn là bước ngoặt của hầu hết mọi quá trình chiết xuất, thì ngày nay các máy xay được tự động hóa đến mức nó làm chúng ta quên đi việc cà phê liệu đã được xay phù hợp; Một mặt xay cà phê chỉ là một công đoạn trước khi pha, một mặt nó quyết định cách mà các hương vị được trích xuất ra khỏi hạt cà phê. Nhưng do cấu trúc đặc thù của hạt cà phê, việc xác định các vấn đề liên quan đến quá trình xay (độ đồng nhất, kích thước hạt, động lực học,..) trở nên phức tạp quá mức cần thiết. Một số người sẽ nhìn nhận đơn giản ở mức chỉ cần phù hợp cho pha chế, số khác sẽ đặt những kỳ vọng nhất định trong việc nghiên cứu sâu hơn quá trình này, như việc kiểm soát kích thước hạt, sự phân bố kích thước của các hạt – hay tỷ lệ hạt mịn đều phải được tính đến, các vấn đề này sẽ được thảo luận trong chương tiếp theo.
[*] Độ giòn (tiếng Anh: brittleness) của vật liệu có thể hiểu là khả năng vật liệu bị nứt gãy dưới tác động của ứng suất tác động vào vật liệu đó. Những vật liệu có độ giòn cao, khi tác động một lực tương đối nhỏ đã đủ gây ra sự nứt hay vỡ (ví dụ như thuỷ tinh).
