Một số loại thực phẩm và đồ uống yêu thích của chúng ta, như sô cô la, rượu vang, bia, bánh mì, dưa cải, kim chi… đều là sản phẩm của quá trình lên men. Nhưng cà phê thì sao? Câu trả lời là vừa có, vừa không. Mặc dù quá trình lên men đóng vai trò quan trọng trong sản xuất phần lớn cà phê trên thế giới, nhưng cà phê không phải là một loại đồ uống lên men như rượu hay kombucha. Khi nói về lên men trong cà phê, chúng ta đề cập đến những gì xảy ra với quả cà phê từ lúc thu hoạch cho đến khi hạt cà phê được sấy khô hoàn toàn và sẵn sàng xuất khẩu.
Quá trình lên men là sự chuyển hóa đường và các hợp chất khác trong chất nhầy của quả cà phê nhờ vi sinh vật như nấm men và vi khuẩn. Chúng tiêu thụ các hợp chất này để tạo năng lượng, đồng thời sinh ra các sản phẩm phụ hữu ích như ethanol và nhiều loại axit. Các hợp chất đã chuyển hóa này được hấp thụ vào hạt cà phê, và khi hạt được rang, chúng sẽ chuyển hóa thành hương vị đặc trưng. Đây chính là nguồn gốc của những hương vị phức hợp, vị chua trái cây, và các đặc điểm thú vị khác mà chúng ta yêu thích trong tách cà phê.
Bài viết được trích từ Ebook Lên Men Cà Phê – một trong những tài nguyên mới nhất của PrimeCoffee, bạn có thể mua một Ebook để ủng hộ chúng mình nha! 😊
Khi nói về lên men, có nhiều yếu tố cần được cân nhắc, chẳng hạn: độ chín của quả cà phê; nhiệt độ môi trường cũng như nhiệt độ trong cà phê khi được xếp đống, ngâm trong bể lên men, hoặc phơi trên sân; sự hiện diện của các quần thể vi sinh vật địa phương; hoạt độ nước và độ ẩm trong suốt quá trình phơi sấy; cùng nhiều yếu tố khác. Đây là một quy trình rất khó để nhà sản xuất theo dõi chính xác, nên phần lớn các cách chúng ta thảo luận về lên men thường mang tính thông tục, dựa vào quan sát cá nhân hoặc được diễn đạt theo cách đơn giản hóa.
Lên men và chế biến: Hai khái niệm khác biệt
Mặc dù đôi khi hai từ lên men và chế biến được sử dụng thay thế cho nhau trong các cuộc thảo luận về cà phê, chúng thực chất không đồng nghĩa. Trên thực tế, dù có mối liên hệ chặt chẽ, hai khái niệm này hoàn toàn khác nhau: Lên men là một quá trình trao đổi chất được thực hiện bởi các vi sinh vật tìm kiếm nguồn năng lượng, trong khi chế biến là một tập hợp các bước cơ học và kỹ thuật nhằm chuẩn bị sản phẩm nông nghiệp – như cà phê, trước khi rang, lưu trữ, xuất khẩu, v.v..
Trong cà phê, quá trình lên men vốn được sử dụng như một phương pháp truyền thống để loại bỏ lớp quả cà phê ra khỏi hạt, giúp hạt sẵn sàng cho việc rang và pha chế. Đây là một phần trong quy trình chế biến sau thu hoạch. Tuy nhiên, việc sử dụng quá trình lên men để phát triển và xử lý hương vị chưa từng được hiểu rõ hoàn toàn – và có lẽ vẫn còn mơ hồ. Trong lịch sử, lên men chủ yếu được xem như một công cụ hỗ trợ chế biến hơn là một cách tạo ra hương vị độc đáo.
Đáng chú ý, ngay cả đến hiện nay, dữ liệu thực nghiệm về mối tương quan giữa lên men với hương vị và chất lượng cà phê vẫn còn rất hạn chế, mặc dù đã có hàng trăm nghiên cứu được thực hiện về chủ đề này. Điều này phản ánh rằng, dù lên men đã trở thành một yếu tố quan trọng trong việc gia tăng giá trị và định hình hương vị, vẫn còn nhiều điều cần khám phá để hiểu rõ tác động toàn diện của nó trong chuỗi sản xuất cà phê.
Lên men trong các phương pháp chế biến khác nhau
Mỗi phương pháp chế biến cà phê đều tận dụng quá trình lên men theo cách riêng để đạt được mục tiêu cuối cùng: loại bỏ lớp quả cà phê khỏi hạt. Những phương pháp này thường được định hình qua thời gian, phản ánh nhu cầu thích ứng với điều kiện môi trường, tài nguyên sẵn có, hoặc yêu cầu của thị trường.
Chẳng hạn, ở các khu vực có khí hậu nóng và khô, nơi nguồn nước khan hiếm, các nhà sản xuất thường lựa chọn phương pháp chế biến khô (natural). Ngược lại, ở những nơi có nguồn nước dồi dào nhưng không gian phơi hạn chế, phương pháp chế biến ướt (washed) lại được ưu tiên vì hạt cà phê khô nhanh hơn và ít có khuyết điểm hơn so với cà phê chế biến theo phương pháp chế biến khô.
Dù có sự khác biệt về kỹ thuật, lên men vẫn là một phần không thể thiếu trong hầu hết các quy trình chế biến sau thu hoạch. Ví dụ, với cà phê chế biến ướt, sau khi được tách vỏ, hạt thường được đặt trong các thùng lên men. Ở đây, vi sinh vật dễ dàng tiếp cận nguồn “nhiên liệu” cô đặc trên bề mặt hạt, đồng thời nhiệt sinh ra trong quá trình này có thể đẩy nhanh quá trình chuyển hóa. Khi lớp thịt quả đã tan rã và đạt độ sạch phù hợp, nhà sản xuất sẽ rửa hạt bằng nước sạch, loại bỏ phần lớn chất nhầy còn sót lại.
Đối với cà phê chế biến khô, mặc dù lớp quả không được tách vỏ, quá trình lên men vẫn diễn ra, nhưng chủ yếu là bên trong quả thay vì trên bề mặt hạt. Trong trường hợp này, vi khuẩn tiếp tục hoạt động miễn là môi trường còn cung cấp đủ nhiên liệu và độ ẩm.
Dù phương pháp chế biến là gì, quá trình lên men luôn đóng vai trò quan trọng trong việc định hình chất lượng và đặc tính hương vị của cà phê.
Vi sinh vật trong lên men cà phê
Các vi sinh vật thực (VSV) hiện quá trình lên men có mặt gần như khắp mọi nơi và sẽ bắt đầu tiêu thụ “nhiên liệu” ngay khi có điều kiện tiếp cận. Điều này đồng nghĩa rằng quá trình lên men thực sự có thể bắt đầu ngay cả trước khi quả cà phê được hái. Càng nhiều phần thịt quả tiếp xúc với môi trường và quần thể VSV (chẳng hạn khi vỏ quả được loại bỏ), tốc độ lên men càng nhanh.
Các loại vi khuẩn và nấm men khác nhau – thay đổi tùy thuộc vào vị trí địa lý, khí hậu và sức khỏe của hệ sinh thái địa phương – sẽ tiêu thụ các hợp chất khác nhau, từ đó tạo ra các sản phẩm phụ cũng khác biệt. Nói chung, chúng sẽ tiếp tục quá trình lên men trên bất kỳ vật chất hữu cơ nào có sẵn cho đến khi không còn khả năng sinh tồn.
Ví dụ, trong quy trình chế biến khô, VSV sẽ lên men lớp thịt quả xung quanh hạt cà phê cho đến khi toàn bộ nguồn “nhiên liệu” bị phân giải hoặc môi trường trở nên quá khô để chúng tồn tại. Trong quy trình chế biến ướt, quá trình lên men có thể tiếp tục diễn ra trong suốt giai đoạn phơi sấy, tùy thuộc vào lượng thịt quả còn bám lại trên lớp vỏ trấu sau khi rửa.
Lên men với VSV là điều không thể tránh khỏi
Nấm men và vi khuẩn không phân biệt được liệu cà phê đang ở trong “bể lên men” hay không; chúng chỉ đơn thuần thực hiện vai trò tự nhiên của mình: tìm kiếm và chuyển hóa “nhiên liệu” để tồn tại. Hơn nữa, quá trình lên men không kết thúc ở một thời điểm nhất định – chẳng hạn, lúc chất nhầy được rửa sạch hoặc quả cà phê được làm khô và tách vỏ. Vi sinh vật vẫn có thể tiêu thụ axit hoặc các hợp chất còn sót lại để tiếp tục duy trì hoạt động trao đổi chất của chúng, miễn là môi trường còn phù hợp.
Điều này lý giải tại sao ngay cả những hạt cà phê được rửa bằng máy, loại bỏ chất nhầy hoàn toàn cơ học, dù chỉ giữ lại một lượng nhỏ chất nhầy. Khi những hạt này được đưa ra sân hoặc lên luống phơi, chúng vẫn có thể chịu ảnh hưởng từ quá trình lên men – dù chỉ ở mức độ nhỏ.
Tất cả các loại cà phê mà chúng ta từng thưởng thức, đều đã trải qua một hình thức lên men nào đó tại một thời điểm nào đó, ngay cả khi nhà sản xuất không ý thức rõ ràng về quá trình này.
Ian Fretheim – Cafe Imports’s Sensory Director,
Điều này cũng có nghĩa rằng: không có kỹ thuật hay phương pháp nào hiện tại có thể hoàn toàn ngăn chặn quá trình lên men trong quá trình chế biến cà phê. Vì thế, hương vị độc đáo mà chúng ta yêu thích trong mỗi tách cà phê không thể tách rời khỏi vai trò của quá trình lên men trong việc định hình chúng.
Lên men yếm khí: Xu hướng mới trong chế biến cà phê sau thu hoạch
Sự quan tâm đến các phương pháp chế biến sáng tạo sau thu hoạch đang gia tăng trong toàn bộ chuỗi cung ứng cà phê. Các nhà sản xuất và người tiêu dùng nhận thấy những lợi ích như hương vị độc đáo giúp cho các nhà sản xuất và cà phê của họ nổi bật trên thị trường, đồng thời đa dạng hóa các dòng sản phẩm.
Một phương pháp đang được chú ý là lên men yếm khí (hay lên men kỵ khí), trong đó cà phê được lên men trong môi trường ít oxy trong một khoảng thời gian nhất định. Để thực hiện phương pháp này, cà phê tươi được cho vào một thùng chứa và sau đó được niêm phong kín. Việc “khép kín” môi trường trong thùng chứa khỏi môi trường bên ngoài cho phép khí CO₂ sinh ra từ quá trình lên men tích tụ và đẩy hết oxy (O₂) có sẵn ra ngoài. Kết quả là một môi trường ít oxy, tạo điều kiện cho sự phát triển của các loài vi sinh vật khác với các loài thường xuất hiện trong môi trường giàu oxy.
Chính vi sinh vật là lực lượng chính quyết định cách các mô thịt quả bị phân hủy, các hợp chất và tiền chất hương vị được giải phóng trong quá trình lên men, cũng như hầu hết các kết quả lên men khác. Do đó, việc tạo ra một môi trường lên men ưu tiên cho một số loài vi sinh vật nhất định có thể mang lại hương vị độc đáo – điều thường thấy ở các loại cà phê được lên men yếm khí cẩn thận và có kiểm soát.
Lưu ý về thuật ngữ “Lên men yếm khí”
Khi sử dụng thuật ngữ “lên men yếm khí” trong chế biến cà phê, chúng ta chỉ đang nhắc đến một bước cụ thể trong toàn bộ quy trình. Sẽ chính xác hơn nếu nói rằng: “một bước yếm khí kéo dài trong X thời gian” hoặc “lên men trong môi trường yếm khí trong X khoảng thời gian.”
Quá trình lên men yếm khí, dù kéo dài bao lâu, chỉ là một bước trong toàn bộ quy trình chế biến sau thu hoạch. Việc thực hiện bước này không thay thế cho quyết định về phương pháp chế biến chính. Cà phê được lên men yếm khí vẫn cần được xử lý theo các phương pháp truyền thống như chế biến khô (natural), ướt (washed), hoặc bán ướt (honey).
Đồng thời, việc mô tả cà phê là “được lên men yếm khí” không truyền đạt đầy đủ các bước mà cà phê đã trải qua trước, trong, hoặc sau giai đoạn lên men. Quy trình này có sự khác biệt lớn tùy theo từng nông trại hoặc từng quốc gia. Ví dụ, cà phê có thể đã qua một bước phơi khô sơ bộ trước khi lên men yếm khí nguyên quả, hoặc bổ sung nấm men (hoặc các chất phụ gia khác) vào quá trình lên men sau khi sát vỏ, v.v.. Ngoài ra, cà phê có thể được chuyển ra khỏi môi trường yếm khí và tiếp tục lên men trong môi trường có đầy đủ oxy trong một thời gian nữa.
Về mặt kỹ thuật và hóa học, bản thân quá trình lên men vốn đã mang tính yếm khí, nghĩa là không sử dụng các phân tử oxy trong phản ứng hóa học của nó. Do đó, một số người có tư duy kỹ thuật hoặc hóa học có thể cho rằng thuật ngữ “lên men yếm khí” là thừa thãi – vì lên men về bản chất đã là một quá trình yếm khí. Tuy nhiên, nếu chúng ta hiểu rằng thuật ngữ “yếm khí” ở đây dùng để chỉ môi trường mà cà phê được lên men (một không gian ít oxy), thì vấn đề sẽ trở nên rõ ràng.
Đây cũng là lý do vì sao nên sử dụng cách diễn đạt chính xác hơn như “lên men yếm khí trong túi plastic” hoặc “bước yếm khí kéo dài 72 giờ,” thay vì chỉ gọi một cách đơn giản là “cà phê yếm khí.”
Tóm lại, vì cà phê lên men yếm khí đòi hỏi cơ sở hạ tầng phức tạp và giám sát đặc biệt, trong khi không gian bể chứa thường hạn chế, loại cà phê này thường được bán dưới dạng microlot (lô nhỏ). Lên men yếm khí nên được xem là một bước bổ sung trong các phương pháp chế biến, mang đến những loại cà phê có giá trị cảm quan độc đáo như vị chua nổi bật, các nốt vị axit lên men, cùng với độ ngọt cao như trái cây hoặc rượu vang.
Thực tế là; không có biện pháp nào kiểm soát hoàn hảo quá trình lên men
Quá trình lên men ảnh hưởng đến hương vị cà phê là điều được thừa nhận rộng rãi, nhưng cách thức chính xác mà quá trình này định hình nên hương vị vẫn là một bí ẩn chưa được giải đáp hoàn toàn. Tại PrimeCoffee, chúng mình không phải là những nhà khoa học về hương vị, mà là những người tìm tòi khám phá và trân trọng những nét độc đáo trong mỗi tách cà phê. Từ những chia sẻ của các đối tác sản xuất, chúng mình biết rằng lên men đóng vai trò trọng yếu trong việc tạo ra cà phê chất lượng – một phần không thể thiếu trong sinh kế của họ.
Qua kinh nghiệm nếm thử và chuyên môn tích lũy, chúng mình nhận ra rằng hương vị của cà phê không ngừng thay đổi theo từng năm, từng địa phương, từng quy trình – ngay cả khi nhà sản xuất khẳng định rằng họ luôn tuân thủ những bước đi giống hệt. Điều này làm nổi bật tính phức tạp và sự biến thiên trong quá trình lên men, khiến nó trở thành một yếu tố vừa khó nắm bắt, vừa đầy cuốn hút đối với những ai đam mê cà phê.
Các nhà sản xuất sử dụng nhiều công cụ và phương pháp khác nhau để theo dõi tiến trình lên men của họ, nhưng thông lệ phổ biến nhất – và cũng là cách dễ giao tiếp nhất, là đo bằng thời gian. Tuy vậy, chỉ dựa vào thời gian để xác định tiến trình lên men thường không đủ để đảm bảo kết quả tốt nhất nếu không tính đến các biến số khác.
Ví dụ, cà phê được lên men trong 18 giờ tại vùng nóng, nắng như Lâm Hà, Lâm Đồng, có thể đạt đến giai đoạn chuyển hóa động học và tốc độ cao hơn so với cà phê lên men trong cùng khoảng thời gian ở vùng cao nguyên mát mẻ như Cầu Đất, Đà Lạt. Tại đây, quá trình lên men có thể kéo dài đến 36 hoặc thậm chí 72 giờ. Do đó, thời gian – chẳng hạn như một mốc 18 giờ “tiêu chuẩn”, có thể hữu ích như một điểm tham chiếu ban đầu, nhưng không nên được coi là yếu tố quyết định duy nhất.
Thời gian là một cách đơn giản để đo lường quá trình lên men, nhưng các chỉ số khác như độ pH, độ Brix (hàm lượng chất hòa tan, chủ yếu là đường), nhiệt độ, và các dấu hiệu nhận biết bằng mắt thường như màu sắc, hương vị, mùi hương, hoặc hoạt động của bọt khí thường quan trọng hơn. Những yếu tố này giúp xác định rõ các giai đoạn lên men: khi cà phê bắt đầu lên men, khi quá trình này diễn ra mạnh mẽ, và khi nó dần kết thúc.
Trong cuốn sách Lên Men Cà Phê mới nhất từ PrimeCoffee, chúng mình không chỉ cố gắng phác thảo thời điểm và cách thức lên men diễn ra trong các phương pháp chế biến sau thu hoạch phổ biến mà còn nhấn mạnh rằng không có quy tắc cố định nào trong thế giới cà phê. Mỗi quy trình, dù được thực hiện kỹ lưỡng đến đâu, đều có thể mang lại những kết quả khác nhau tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của nhà sản xuất.
Ngoài ra, trong một bài viết gần đây về cà phê thẩm thấu hương, chúng mình đã cố gắng cung cấp tối đa thông tin cần thiết, giúp các nhà sản xuất xây dựng nền tảng kiến thức vững chắc về quá trình lên men. Với cách tiếp cận có hệ thống, chúng mình tin rằng thay vì để quá trình lên men diễn ra tự nhiên mà không có sự kiểm soát – bởi lẽ hầu như tất cả cà phê trên thế giới đều trải qua quá trình lên men ở một mức độ nào đó – các nhà sản xuất hoàn toàn có thể điều chỉnh quá trình này. Điều này không chỉ đảm bảo hiệu quả trong sản xuất mà còn mở ra cơ hội cải thiện chất lượng sản phẩm, giúp cà phê đạt đến những tiêu chuẩn cao hơn trong hương vị và giá trị.
Độ Brix là thước đo hàm lượng đường hòa tan trong một dung dịch, thường được biểu thị bằng phần trăm (%). Ví dụ, dung dịch có 10 độ Brix nghĩa là có 10 gram đường trong 100 mL dung dịch.
Trong lên men cà phê, độ Brix được sử dụng để:
- Theo dõi quá trình lên men: Độ Brix thường giảm dần trong quá trình lên men vì vi sinh vật tiêu thụ đường trong chất nhầy cà phê để tạo ra năng lượng và các sản phẩm phụ như axit, ethanol, và khí CO₂.
- Đánh giá độ chín của quả cà phê: Trước khi lên men, độ Brix của quả cà phê giúp xác định mức độ đường trong chất nhầy, từ đó ước tính tiềm năng hương vị sau sơ chế.
Độ Brix là một chỉ số đơn giản nhưng quan trọng để kiểm soát và tối ưu hóa quá trình lên men, đảm bảo cà phê đạt chất lượng mong muốn.
