Làn sóng cà phê đặc sản (Specialty Coffee) đang bùng nổ mạnh mẽ, kéo theo sự thay đổi lớn trong nhận thức của người tiêu dùng. Chúng ta đều hiểu rằng, chất lượng của một tách cà phê là sự kết tinh của cả một chuỗi giá trị dài – từ gen giống, thổ nhưỡng (terroir), cách sơ chế cho đến khâu pha biện cuối cùng. Do đó, việc hiệu chỉnh các thông số rang để tạo ra sự khác biệt về hương vị là điều mà mọi thợ rang đều theo đuổi. Nhưng liệu chúng ta đã thực sự hiểu đúng về tác động của từng biến số?
Một phương pháp rang hiệu quả không thể chỉ dựa vào kinh nghiệm hay cảm tính, mà cần được dẫn đường bởi các đánh giá cảm quan dựa trên bằng chứng khoa học thực nghiệm. Chính vì vậy, chúng mình muốn chia sẻ lại những phát hiện thú vị từ một nghiên cứu quy mô lớn vừa được công bố. Trọng tâm của nghiên cứu này xoay quanh “màu sắc của hạt cà phê sau khi rang” (end color). Liệu đây có phải là biến số cốt lõi để đảm bảo tính nhất quán và chất lượng khi thiết lập profile, hay chúng ta đang quá sa đà vào các tiểu tiết kỹ thuật khác?
Có thể bạn cần xem thêm: Phân loại cà phê theo mức độ rang, ngoài ra chúng mình còn có Rang Toàn Tập – Một chuyên mục tập họp tất cả các ài hướng dẫn rang cà phê

Thực tế, sự khác biệt trong phong cách rang giữa cà phê thương mại và đặc sản cho thấy cộng đồng chúng ta vẫn còn nhiều tranh luận về việc yếu tố nào thực sự chi phối hương vị. Bài viết này hy vọng sẽ giúp các bạn xác định rõ những biến số cần đo lường, từ đó mang lại sự minh bạch và tự tin hơn trong quá trình nghiên cứu cũng như thực hành rang xay. Nội dung này được chúng mình biên tập và tham khảo từ nghiên cứu của CoffeeMind đăng trên tạp chí Roast Magazine.
Mặc dù những kết quả này có thể không hoàn toàn gây ngạc nhiên cho nhiều thợ rang hay chuyên gia nếm thử dày dặn kinh nghiệm, nhưng phát hiện thú vị nằm ở chỗ: việc thay đổi thời gian rang sau tiếng nổ đầu tiên (first crack) – trong khi vẫn giữ nguyên màu rang – lại có ảnh hưởng quan trọng đến hương vị cà phê. Nghiên cứu cũng cung cấp một khuôn khổ thực tiễn giúp ngành cà phê hiểu rõ hơn về mối quan hệ tương tác giữa màu sắc rang và thời gian rang đối với hương vị.
Sự đồng thuận về Thời gian và Nhiệt độ
Trong cộng đồng rang xay cà phê, mối tương quan mật thiết giữa Thời gian và Nhiệt độ luôn được xem là điểm tham chiếu cốt lõi. Đây là bài học nền tảng để bất cứ ai cũng có thể bắt đầu hiểu về quá trình rang. Tuy nhiên, nghịch lý thay, đây cũng chính là ngã rẽ nơi những sự đồng thuận bắt đầu phân chia khi chúng ta bàn về các thông số kiểm soát chất lượng và tính nhất quán.
Mặc dù màu sắc hạt sau khi rang vẫn luôn được thừa nhận là một thông số quan trọng trong ngành cà phê đặc sản (Specialty Coffee), nhưng hiện nay vẫn tồn tại vô vàn ý kiến trái chiều về tầm quan trọng thực sự của nó trong vai trò một công cụ chẩn đoán và kiểm soát chất lượng.
Trong bối cảnh đó, các nhãn định danh chung chung cho mức độ rang như “nhạt” (light), “vừa” (medium) hay “đậm” (dark) có thể gây nhầm lẫn do thiếu tính cụ thể. Thực tế, khi chúng ta càng đi sâu vào các phức tạp về hóa học, vật lý và cảm quan của quá trình rang, nguy cơ hiểu sai ý giữa các chuyên gia ở các khu vực khác nhau càng cao. Do đó, chúng ta cần tiếp cận và thảo luận về độ rang theo phương thức khách quan hơn.
Làm rõ khái niệm mức độ rang
Đầu tiên, hãy xem xét khái niệm mức độ rang (thông qua màu sắc) trong cà phê. Ta có thể xác định độ rang bằng mắt thường, hoặc tốt hơn là sử dụng các thiết bị chính xác như máy phân tích màu quang phổ để đo lường một cách khách quan. Nói đơn giản, chúng ta không thể cung cấp sản phẩm đồng nhất cho khách hàng nếu không đạt được độ rang cuối cùng nhất quán. Mặc dù có thể xảy ra sai lệch nhỏ do thay đổi điều kiện môi trường tại xưởng, nhưng nếu thành phẩm quá khác biệt so với tiêu chuẩn kỳ vọng, các lô hàng của bạn sẽ có nguy cơ bị trả lại.
Thứ hai, mức độ rang có mối tương quan cao với nhiệt độ kết thúc. Nghĩa là, nhiệt độ kết thúc có thể được dùng làm chỉ báo quan trọng để xác định thời điểm dừng mẻ rang. Tuy nhiên, để sử dụng chỉ báo này một cách thực tế, chúng ta phải giả định rằng tất cả các thông số kiểm soát khác – bao gồm nhiệt độ nạp liệu, lưu lượng gió, năng lượng cấp vào, kích thước mẻ rang và điều kiện môi trường (như độ ẩm tương đối) – đều phải giữ nguyên.

Về mặt hóa học, màu hạt sau rang là kết quả của các phản ứng sẫm màu phi enzym (non-enzymatic browning) diễn ra trong quá trình rang. Các phản ứng Maillard này hình thành do sự va chạm giữa các phân tử, kích hoạt chuỗi phản ứng hóa học giữa các axit amin và đường. Trong quá trình này, các hợp chất mới như melanoidin được sinh ra và tạo màu cho hạt cà phê. Tốc độ của các phản ứng này tăng lên khi nhiệt độ cao hơn. Điều này giải thích tại sao nhiệt độ là một ước lượng tốt cho màu sắc và là chỉ báo cho mức độ xảy ra của phản ứng sẫm màu – với giả định mọi yếu tố khác không đổi.
Yếu tố quan trọng khác cần xem xét là thời gian. Thời gian rang càng dài, các phản ứng hóa học gây sẫm màu càng diễn ra nhiều. Để minh họa điều này, nhóm nghiên cứu đã thực hiện rang 9 mẫu trên máy IKAWA. Với thời gian đến điểm nổ lần đầu (first crack) được giữ nguyên, các mẫu được rang đến cùng một nhiệt độ kết thúc nhưng với thời gian phát triển khác nhau, dao động từ 1 đến 3 phút. Độ rang sau đó được đo bằng máy phân tích màu quang phổ Agtron Gourmet.
Biểu đồ 1 dưới đây cho thấy tác động của thời gian lên màu sắc khi nhiệt độ kết thúc được giữ cố định. Bạn có thể thấy mối quan hệ tuyến tính giữa thời gian phát triển (dài hơn) và giá trị Agtron (thấp hơn – tức là màu rang đậm hơn).
Chúng ta có thể kết luận rằng nhiệt độ và thời gian điều chỉnh lượng và tốc độ của phản ứng sẫm màu trong quá trình rang. Điều này có nghĩa là nếu tăng một thông số (ví dụ: thời gian), chúng ta phải giảm thông số kia (ví dụ: nhiệt độ), hoặc ngược lại, để đạt được cùng một màu hạt sau rang.
Biểu đồ 2 minh họa kết quả từ nghiên cứu Roast Magazine, trong đó độ màu được giữ nguyên ở 4 mẻ rang liên tiếp. Sự khác biệt giữa các hồ sơ rang này nằm ở thời gian cần thiết để đạt được màu đó sau khi nổ lần đầu. Áp dụng nguyên tắc này, có thể thấy rõ rằng khi thời gian phát triển tăng lên, nhiệt độ kết thúc cần phải hạ xuống để đạt được cùng một màu hạt sau rang.
Tác động của biến thiên thời gian và nhiệt độ
Kết quả nghiên cứu cho thấy độ rang của cà phê chịu tác động lớn bởi sự biến thiên đáng kể về thời gian và nhiệt độ. Cụ thể, trong thí nghiệm trên, thời gian phát triển dao động từ 1 phút 31 giây đến 6 phút 30 giây (chênh lệch khoảng 5 phút giữa mẫu nhanh nhất và chậm nhất); hoặc nhiệt độ kết thúc dao động từ 205°C xuống 190°C (chênh lệch 15°C).
Để giảm thiểu các sai lệch này, việc thiết lập quy trình thao tác chuẩn giữa các mẻ rang (between batch protocols) và nhận thức rõ về sự thay đổi môi trường (cả bên ngoài và bên trong máy rang) là rất cần thiết. Việc thực hiện các điều chỉnh nhằm bù đắp cho sự biến động của điều kiện môi trường trong suốt ngày làm việc sẽ giúp đảm bảo thành phẩm đồng nhất hơn. Đặc biệt, việc đưa đo lường chính xác màu hạt sau rang vào quy trình phát triển sản phẩm và kiểm soát chất lượng là yếu tố then chốt để đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe của cà phê đặc sản.
Để minh họa cho khái niệm này, bạn có thể thử nghiệm bằng cách rang duy trì cùng một mức nhiệt độ hạt trong suốt một ngày và đo màu sắc đầu ra. Bạn sẽ thấy màu hạt thành phẩm có thể thay đổi theo thời gian trong ngày, ngay cả khi nhiệt độ hạt được giữ nguyên. Mặc dù thử nghiệm này có thể tốn kém, nhưng đây là cách tiếp cận chuẩn xác dưới góc độ khoa học.
Một cách khác để kiểm chứng là thực hiện nhiều mẻ rang trong ngày và sử dụng mắt thường để quyết định thời điểm xả hàng khi hạt đạt cùng một màu sắc. Lúc này, bạn sẽ nhận thấy nhiệt độ hạt tại thời điểm xả hàng sẽ biến thiên trong ngày. Phương pháp này đòi hỏi khả năng đánh giá màu sắc bằng mắt cực kỳ nhất quán – một kỹ năng bắt buộc phải có ở một thợ rang lành nghề (roastmaster).
Tác động đến hồ sơ cảm quan
Nghiên cứu từ Roast Magazine cũng đã tổng hợp dữ liệu từ 8 nghiên cứu trước đó của CoffeeMind với gần 18.500 điểm dữ liệu thu thập trong suốt 6 năm, qua đó giúp làm rõ mối quan hệ giữa các thông số kỹ thuật đầu vào của quá trình rang và đặc tính hương vị đầu ra.
Sử dụng phương pháp phân tích cảm quan mô tả, nhóm nghiên cứu đã chỉ ra tầm quan trọng tương đối của hai tham số then chốt: màu sắc và thời gian. Thực tế, kết quả cho thấy độ rang (roast degree) chiếm tới hơn 80% tổng biến thiên về đặc tính cảm quan của cà phê. Hơn nữa, dù cả hai tham số đều ảnh hưởng đáng kể đến hương vị, nhưng màu sắc là yếu tố dự báo mạnh hơn. Nói một cách đơn giản, chúng ta có đủ cơ sở khoa học để công nhận:
So với thời gian hay nhiệt độ, màu sắc là “thước đo” chính xác nhất để dự đoán hương vị
Kết quả cũng chỉ ra rằng: ngay cả khi đạt được cùng một màu hạt sau rang, sự biến thiên về thời gian vẫn ảnh hưởng lớn đến hương vị – cụ thể là thời gian phát triển (development time) sau tiếng nổ đầu tiên, chứ không phải thời gian từ đầu đến khi nổ. Sau khi phân tích thống kê, nghiên cứu đã ghi nhận những kết quả đáng chú ý. (Toàn văn nghiên cứu được công bố trên tạp chí truy cập mở Beverages).

Về cảm giác vòm miệng (mouthfeel) và hậu vị (aftertaste)
Đầu tiên, thuộc tính “body” (độ dậm đà) không chịu ảnh hưởng đáng kể bởi việc điều chỉnh thời gian rang, dù là giai đoạn trước khi nổ lần đầu (time to first crack) hay giai đoạn phát triển (development time). Kết quả này đi ngược lại quan niệm phổ biến cho rằng phản ứng Maillard liên quan trực tiếp đến việc gia tăng độ dày của cà phê. Thực tế, khái niệm “body” vẫn khá mơ hồ đối với đa số mọi người, dẫn đến các định nghĩa cá nhân khác nhau, gây khó khăn cho việc đánh giá cảm quan khách quan.
Một kết quả bất ngờ khác là trái ngược với độ đắng, cường độ hậu vị (aftertaste) lại giảm đi khi thời gian rang kéo dài ở cả hai giai đoạn.
Về các thuộc tính hương vị
Tác động của thời gian rang đối với các thuộc tính hương vị còn lại diễn ra đúng như dự đoán. Cụ thể, cường độ hương trái cây (fruitiness) và độ chua (acidity) đều giảm khi thời gian rang tăng lên. Ngược lại, thuộc tính hương bánh mì nướng (roasted bread) có mối liên hệ mật thiết với thời gian phát triển kéo dài. Điều này phù hợp với quy luật hình thành các hợp chất hương dễ bay hơi trong giai đoạn phát triển sau nổ lần đầu, bao gồm:
- Maltol: nhóm hương tựa caramel.
- Difurfuryl ether: nhóm hương rang.
- Pyridine: nhóm hương rang, cháy.
Về lỗi rang và độ cân bằng (balance)
Về lỗi “Baked” (lỗi chai) dựa trên tiêu chuẩn của SCA, nghiên cứu đã xem xét lỗi “baked” – một lỗi thường được định nghĩa là do thời gian phát triển quá dài, khiến cà phê có hương vị “phẳng” (flat), “rỗng” (hollow), hoặc có các nốt vị khét như bìa cứng (cardboard) hoặc rơm rạ (straw-like). Kết quả phân tích tổng hợp cho phép khẳng định chắc chắn rằng: Chính thời gian phát triển (development time) – chứ không phải thời gian từ đầu đến khi nổ – là nguyên nhân trực tiếp gây ra lỗi này.
Cuối cùng, thời gian rang có tương quan nghịch với độ cân bằng (balance) và độ sạch (clean cup). Tuy nhiên, chỉ có thời gian phát triển là tác động đáng kể đến cảm nhận của người nếm về độ cân bằng của tách cà phê.
Xác lập lại “Thứ tự ưu tiên”
Từ những phân tích trên, chúng ta có thể đúc kết lại một số luận điểm cốt lõi để định hướng cho việc phát triển sản phẩm và kiểm soát chất lượng:
Nghiên cứu đã đặt nền móng khoa học vững chắc để chúng ta sắp xếp lại các mối quan tâm khi rang. Quan trọng nhất chính là Màu sắc hạt sau rang (End Color), kế đến là Thời gian phát triển (Development Time), và xếp sau cùng mới là các giai đoạn trước nổ (First Crack). Không có “cây đũa thần” nào nằm ở các biến thiên phức tạp của đường cong nhiệt. Tốc độ gia nhiệt (ROR) tuy quan trọng, nhưng trong bài toán chất lượng tổng thể, nó vẫn phải đứng sau màu sắc.
Cuối cùng, Vviệc đơn giản hóa tư duy và tập trung vào các biến số có tác động lớn nhất không chỉ giúp thợ rang thoát khỏi “mê cung” kỹ thuật mà còn giúp chúng ta dành nhiều thời gian hơn cho việc thấu hiểu thị hiếu khách hàng. Một quy trình rang dựa trên cơ sở khoa học sẽ mang lại sự tự tin, tính nhất quán và chất lượng ổn định – điều mà bất kỳ thương hiệu cà phê chuyên nghiệp nào cũng hướng tới.
Nguồn tham khảo:
Nghiên cứu này được công bố rộng rãi dưới hình thức truy cập mở (open-access). Bạn có thể tham khảo toàn văn kết quả nghiên cứu trên tạp chí khoa học Beverages tại địa chỉ: Roasting Conditions and Coffee Flavor: A Multi-Study Empirical Investigation




