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.
Các nghiên cứu cảm quan định lượng có kiểm soát đã chứng minh rằng màu sắc hạt chiếm tới khoảng 80% tổng số biến thiên cảm quan (hương vị) của cà phê, trong khi các yếu tố thời gian và hồ sơ rang chỉ đóng góp khoảng 20%
Münchow, M. (2020)
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.
Vì sao lại là màu sắc?
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.
Dưới đây là sự so sánh chi tiết giữa màu sắc với nhiệt độ và thời gian trong việc dự đoán hương vị:
So với Nhiệt độ (Temperature)
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.
Hơn nữa, các phản ứng hóa học tạo màu sắc cần cả nhiệt độ và thời gian. Một mẻ rang chậm (slow roast) sẽ cho ra hạt màu sẫm hơn ở nhiệt độ hạt thấp hơn mẻ rang nhanh (fast roast) vì thời gian kéo dài tạo cơ hội cho các phản ứng tạo màu tiếp tục diễn ra. Do đó, chỉ dựa vào nhiệt độ hạt cuối cùng sẽ không thể dự đoán chính xác màu sắc hay hương vị khi thay đổi hồ sơ rang hoặc sử dụng các máy rang khác nhau.
Biểu đồ này cho thấy, để đạt cùng một màu rang, thời gian phát triển càng dài thì nhiệt độ kết thúc càng phải thấp hơn. Nói cách khác, nhiệt độ cuối và thời gian phát triển có thể bù trừ cho nhau: rang lâu hơn sau nổ lần đầu thì không cần duy trì nhiệt độ cao như khi kết thúc rang sớm.
Phỏng theo: Münchow, M., & Alstrup, J. (2020)
Mặc dù 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. Điều này trong thực tế sản xuất là gân như không thể.
So với Thời gian (Time)
Yếu tố quan trọng thứ hai 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 này 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).
Phỏng theo: Münchow, M., & Alstrup, J. (2020)
Có thể hiểu rằng nhiệt độ và thời gian đều góp phần quyết định mức độ sẫm màu của hạt trong quá trình rang. Vì vậy, cùng một màu rang có thể đạt được bằng những sự kết hợp khác nhau giữa nhiệt độ và thời gian: rang lâu hơn có thể đạt màu tương đương ở mức nhiệt thấp hơn, trong khi rang nhanh hơn đòi hỏi mức nhiệt cao hơn.
Như vậy, Tổng thời gian rang (total roast time) nói chung không có mối tương quan trực tiếp đến các đặc tính hương vị của cốc cà phê thành phẩm. Điều quan trọng hơn là lượng thời gian cà phê trải qua trong giai đoạn phát triển màu nâu sẫm (phản ứng tạo hương).
Ở một khía cạnh khác, thời gian phát triển (Development Time) có ảnh hưởng nhưng ở mức độ thứ yếu: Nếu giữ nguyên màu sắc mục tiêu, sự thay đổi về thời gian rang (đặc biệt là thời gian phát triển sau vết nứt đầu tiên – “development time after first crack”) vẫn có tác động và làm thay đổi hương vị, nhưng mức độ ảnh hưởng của nó nhỏ hơn nhiều so với màu sắc mẻ rang.
Tác động của biến thiên thời gian và nhiệt độ
Các nghiên cứu về mối quan hệ giữa màu rang – thời gian đã chỉ ra rằng: cùng một độ rang có thể đạt được với những khoảng thời gian phát triển rất khác nhau. Trong một thí nghiệm, thời gian này dao động từ 1 phút 31 giây đến 6 phút 30 giây, trong khi màu rang chỉ nằm trong khoảng 75–77 Agtron. Điều đó cho thấy màu hạt chỉ phản ánh kết quả cuối cùng, chứ không cho biết đầy đủ quá trình rang đã diễn ra như thế nào.
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
Màu sắc (giờ đây có thể nói là mức độ rang) tác động mạnh mẽ và trực tiếp đến hồ sơ cảm quan (sensory profile) của cà phê thông qua các biến đổi hóa học diễn ra trong suốt quá trình rang. Khi hạt cà phê chuyển dần từ màu sáng (light roast) sang màu tối (dark roast), các hợp chất hữu cơ liên tục bị biến đổi, phân hủy hoặc tái tạo, từ đó định hình nên hương và vị của tách cà phê thành phẩm
So với thời gian hay nhiệt độ, màu sắc là “thước đo” hiệu quả nhất để dự đoán hương vị
Münchow, M. (2020)
Nhìn chung, khi màu rang chuyển dần sang tối hơn, một số thuộc tính cảm quan có xu hướng thay đổi theo những hướng khá rõ:
Vị đắng tăng
Độ rang càng đậm thường đi kèm với vị đắng cao hơn. Quá trình gia nhiệt kéo dài thúc đẩy các phản ứng Maillard, phân hủy nhiệt và biến đổi của nhiều hợp chất trong hạt, tạo ra các sản phẩm góp phần vào màu sắc và vị của cà phê rang. Sự phân hủy của các hợp chất phenolic, trong đó có chlorogenic acid, cũng làm thay đổi đáng kể cấu trúc vị khi cà phê được rang sâu hơn.
2. Độ chua và hương trái cây giảm
Ở các mức rang sáng, cà phê thường giữ được nhiều đặc tính acid và các hợp chất dễ bay hơi liên quan đến những nốt hương trái cây, hoa và hương tươi. Khi độ rang tăng, các hợp chất này tiếp tục bị biến đổi hoặc phân hủy, vì vậy độ chua và fruitiness thường giảm dần, trong khi các đặc tính rang trở nên nổi bật hơn.
Điều này không có nghĩa rằng mọi acid đều biến mất khi rang đậm. Quá trình rang vừa phân hủy một số acid có sẵn, vừa tạo ra những acid và hợp chất mới. Vì vậy, sự thay đổi cảm nhận về acidity là kết quả của toàn bộ quá trình biến đổi hóa học chứ không chỉ do sự suy giảm của một hợp chất riêng lẻ.
Xem thêm: Phân loại cà phê theo mức độ rang
3. Vị ngọt có xu hướng giảm ở mức rang đậm
Đường trong cà phê xanh là nguyên liệu quan trọng cho các phản ứng tạo màu và tạo hương trong quá trình rang. Khi rang tiếp tục, lượng đường khả dụng giảm mạnh do tham gia vào phản ứng Maillard và các quá trình phân hủy nhiệt khác. Ở mức rang vừa, những phản ứng này góp phần hình thành các đặc tính được cảm nhận là ngọt, caramel hoặc bánh nướng; nhưng khi rang quá sâu, cảm nhận ngọt thường giảm và được thay thế bởi các đặc tính đắng, rang và khói rõ hơn.
4. Body không thay đổi đơn giản theo màu rang
So với bitterness, acidity hay các đặc tính hương, body không cho thấy mối quan hệ đơn giản và nhất quán với màu rang. Cảm giác thể chất trong tách còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như giống, cấu trúc hạt, phương pháp chế biến, mức độ chiết xuất và phương pháp pha. Do đó, không nên dùng màu rang như một chỉ báo trực tiếp để dự đoán body.
Tóm lại, màu rang là một chỉ dấu hữu ích để mô tả mức độ biến đổi của hạt, nhưng không phải là bản đồ hoàn chỉnh của hồ sơ cảm quan. Nó cho biết phần nào mức độ rang đã tiến triển đến đâu, trong khi hương vị cuối cùng còn phụ thuộc vào cách quá trình rang diễn ra, đặc tính của cà phê xanh và cả quá trình chiết xuất sau đó. Vì vậy, các phép đo màu như Agtron hay CIELAB rất hữu ích cho việc kiểm soát và chuẩn hóa độ rang, nhưng cần được kết hợp với các thông số của profile rang và đánh giá cảm quan để hiểu đầy đủ chất lượng trong tách.
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, việc 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:
- Münchow, M. (2018). Roasting foundation. CoffeeMind Press.
- Münchow, M., Alstrup, J., Steen, I., & Giacalone, D. (2020). Roasting conditions and coffee flavor: A multi-study empirical investigation. Beverages, 6(2), Bài 29. https://doi.org/10.3390/beverages6020029n