Chế biến ướt (washed/wet process) là một phương pháp xử lý cà phê sau thu hoạch, trong đó phần lớn lớp vỏ và thịt quả được loại bỏ trước khi hạt được làm khô. Quy trình truyền thống thường gồm các công đoạn thu hoạch, phân loại, tách vỏ quả, loại bỏ lớp chất nhầy (mucilage) bằng lên men hoặc phương pháp cơ học, sau đó rửa và làm khô cà phê trong trạng thái còn vỏ thóc (parchment).
Chế biến ướt được ghi nhận xuất hiện vào khoảng năm 1725–1730 tại Tây Ấn và Ấn Độ. Phương pháp này phát triển mạnh ở những vùng trồng cà phê có lượng mưa lớn và độ ẩm cao trong mùa thu hoạch, nơi việc làm khô nguyên quả theo phương pháp chế biến khô gặp nhiều khó khăn. Thay vì phơi cả quả, người ta tách phần thịt quả khỏi hạt ngay sau thu hoạch, sau đó loại bỏ lớp chất nhầy còn bám trên hạt trước khi làm khô.
Từ những hình thức ban đầu, chế biến ướt dần được hoàn thiện thành một quy trình gồm thu hoạch và phân loại quả, tách vỏ, loại bỏ mucilage, rửa và làm khô hạt trong vỏ thóc (parchment). Trong quy trình truyền thống, quá trình lên men đóng vai trò quan trọng trong việc phân giải lớp chất nhầy (mucilage); tuy nhiên, các phương pháp cơ học và những hình thức kiểm soát quá trình lên men cũng được phát triển để phù hợp với điều kiện sản xuất khác nhau.
Cách nhanh nhất và hiệu quả nhất trong các phương pháp xử lý sau thu hoạch đối với cà phê là sơ chế ướt – Washed process
Cafeimports
Ngày nay, chế biến ướt đặc biệt phổ biến đối với cà phê Arabica, nhất là tại các vùng sản xuất như Colombia, Costa Rica, Guatemala, Mexico, Kenya, Hawaii và Ấn Độ. Phương pháp này cũng được sử dụng tại một số vùng sản xuất khác, trong đó có Brazil. Từ một giải pháp thích nghi với điều kiện khí hậu, chế biến ướt đã trở thành một trong những phương pháp chế biến quan trọng nhất của ngành cà phê hiện đại.
So với chế biến khô (natural process), chế biến ướt đòi hỏi nhiều thiết bị, công đoạn xử lý và trong các hệ thống truyền thống là một lượng nước đáng kể. Đổi lại, việc loại bỏ phần lớn mô quả trước khi làm khô giúp nhà sản xuất kiểm soát quá trình sau thu hoạch theo một cách khác, đồng thời thường tạo ra những mẫu cà phê có độ sạch và tính biểu đạt rõ ràng về đặc tính nguyên liệu. Tuy nhiên, chất lượng cuối cùng vẫn phụ thuộc vào giống, độ chín, điều kiện lên men, rửa, làm khô và bảo quản, chứ không chỉ riêng phương pháp chế biến.
Vì sao chúng ta phải chế biến ướt
Từ “chế biến” đôi khi tạo cảm giác rằng cà phê đã trải qua một quá trình xử lý phức tạp hoặc không còn “tự nhiên”. Thực tế, trong sản xuất cà phê, chế biến (processing) đơn giản là tập hợp những công đoạn cần thiết để biến quả cà phê sau thu hoạch thành cà phê nhân xanh có thể bảo quản và rang. Nói cách khác, đây không phải là quá trình “thêm” một thứ gì vào cà phê, mà trước hết là quá trình tách bỏ những thành phần của quả và kiểm soát độ ẩm của hạt.
Xét về cấu tạo giải phẫu, quả cà phê là một loại quả mọng, trong đó hạt được bao bọc bởi nhiều lớp cấu trúc khác nhau. Từ ngoài vào trong gồm vỏ quả (exocarp), lớp thịt quả (mesocarp), lớp chất nhầy (mucilage), vỏ thóc (parchment) và vỏ lụa (silver skin) bao quanh hạt. Mục tiêu của chế biến ướt là loại bỏ phần lớn các lớp vỏ và mô quả trước khi làm khô hạt, giúp hạt được làm khô trong trạng thái còn vỏ thóc thay vì phải làm khô toàn bộ quả như trong chế biến khô.
Nói cách khác, chế biến ướt là một cách tách hạt khỏi quả trước khi làm khô, thay vì làm khô cả quả rồi mới tách như trong chế biến khô. Sự khác biệt về thời điểm và cách thức loại bỏ các thành phần của quả chính là nền tảng để phân biệt các phương pháp chế biến cà phê.
Giữa thu hoạch và bảo quản, có hai điều cần xảy ra: Quả cà phê cần được loại bỏ vỏ và hạt nhân cần được sấy khô ở mức độ thích hợp. Sự khác biệt chính giữa các phương pháp chế biến cà phê nằm ở thứ tự diễn ra.
Do đó, “ướt” không phải là cốt lõi của phương pháp này (nhiều quá trình chế biến sử dụng rất ít nước). Nước chủ yếu được sử dụng như một công cụ trong quá trình phân loại, tách và rửa cà phê. Trong quy trình truyền thống, nước cũng tham gia vào công đoạn lên men và rửa lớp chất nhầy. Sau khi các thành phần không cần thiết đã được loại bỏ, hạt được làm khô đến mức độ ẩm thích hợp để bảo quản.
Hơn nữa, “chế biến ướt” không đơn giản có nghĩa là cà phê được “ngâm và lên men”. Đây là tên gọi của cả một hệ thống xử lý sau thu hoạch, trong đó lên men chỉ là một trong những phương thức có thể được sử dụng để loại bỏ hoặc làm suy giảm lớp chất nhầy. Cách hiểu này cũng giúp phân biệt rõ hơn giữa processing(chế biến) và fermentation(lên men): chế biến là toàn bộ quá trình từ quả cà phê sau thu hoạch đến cà phê nhân xanh, còn lên men là một công đoạn sinh học có thể xuất hiện trong tất cả các quy trình chế biến cà phê.
Quy trình chế biến ướt
Mặc dù có nhiều biến thể tùy theo quốc gia, vùng sản xuất và điều kiện cơ sở chế biến, chế biến ướt (washed process) truyền thống thường gồm bốn công đoạn chính: phân loại → tách vỏ quả → loại bỏ chất nhầy → làm khô. Trong đó, việc loại bỏ chất nhầy có thể được thực hiện bằng lên men kết hợp với rửa, hoặc bằng các phương pháp cơ học.
So với chế biến khô, chế biến ướt đòi hỏi nhiều thiết bị, công đoạn và thường sử dụng lượng nước đáng kể. Khi được kiểm soát tốt, phương pháp này có thể tạo ra cà phê nhân có độ đồng nhất cao và hạn chế một số dạng khuyết tật liên quan đến quá trình xử lý sau thu hoạch.
Bước 1: Phân loại cà phê
Sau khi thu hoạch, quả cà phê được đưa về cơ sở chế biến và phân loại càng sớm càng tốt để loại bỏ quả chưa đạt độ chín, quả hư hỏng và tạp chất. Tùy hệ thống, việc phân loại có thể được thực hiện bằng nước, thiết bị cơ học hoặc các phương pháp khác.
Trong phương pháp phân loại bằng nước, những quả có tỷ trọng cao thường chìm xuống, trong khi quả bị khô, rỗng, hư hỏng hoặc có khuyết tật cấu trúc thường có tỷ trọng thấp và nổi lên. Cành, lá và các tạp chất khác cũng được loại bỏ trong công đoạn này.
Bước 2: Loại bỏ vỏ quả
Sau khi phân loại, quả cà phê được đưa qua máy tách vỏ (pulping) để loại bỏ lớp vỏ ngoài và phần lớn thịt quả. Sau công đoạn này, hạt vẫn được bao phủ bởi lớp chất nhầy (mucilage) và nằm bên trong vỏ thóc (parchment).
Việc tách vỏ cần được thực hiện phù hợp với độ chín và đặc tính của nguyên liệu nhằm hạn chế tổn thương cơ học cho hạt. Quả sau thu hoạch cũng nên được đưa vào xử lý trong thời gian thích hợp để tránh những biến đổi không kiểm soát trước khi bước vào công đoạn loại bỏ chất nhầy.
Bước 3: Lên men loại bỏ chất nhầy
Sau khi tách vỏ quả, hạt cà phê vẫn được bao phủ bởi lớp chất nhầy (mucilage) giàu pectin và đường. Trong chế biến ướt truyền thống, cà phê được đưa vào bể hoặc thùng để lên men. Quá trình này thường kéo dài 12–36 giờ, tùy thuộc vào nhiệt độ, độ chín của quả, lượng mucilage và điều kiện lên men.
Lên men có thể diễn ra có nước hoặc không bổ sung nước. Trong quá trình này, vi sinh vật sử dụng đường trong mucilage làm cơ chất, tạo ra các acid hữu cơ và làm pH của môi trường giảm dần. Đồng thời, chúng sản sinh các enzyme phân giải pectin như polygalacturonase và pectin lyase. Sự acid hóa môi trường cùng hoạt động của các enzyme làm phá vỡ cấu trúc pectin, khiến mucilage mất độ kết dính, dần phân rã và có thể được rửa khỏi bề mặt hạt.
Khi mucilage đã được phân giải đến mức thích hợp, cà phê được đưa sang công đoạn rửa để loại bỏ lớp chất nhầy còn lại. Vì vậy, thời điểm kết thúc lên men được xác định chủ yếu dựa trên mức độ phân rã và khả năng rửa sạch lớp nhầy.
Quá trình lên men là một công đoạn quan trọng trong chế biến ướt. Lớp chất nhầy (mucilage) giàu đường, pectin và các hợp chất dinh dưỡng tạo môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển. Trong quá trình này, vi sinh vật chuyển hóa các hợp chất trong mucilage, tạo ra acid hữu cơ, hợp chất dễ bay hơi và nhiều chất chuyển hóa khác, một phần trong số đó có thể tham gia vào quá trình hình thành tiền chất và đặc tính hương vị của cà phê sau rang.
Tuy nhiên, lên men cần được kiểm soát để vừa đảm bảo mucilage được phân giải đầy đủ, vừa hạn chế những biến đổi bất lợi do lên men quá mức. Thời gian lên men thường khoảng 12–36 giờ, tùy thuộc vào nhiệt độ, thành phần mucilage và điều kiện của từng quy trình. Trong các quy trình được kiểm soát, nhà sản xuất có thể theo dõi các chỉ số như pH và °Brix cùng với nhiệt độ và thời gian để đánh giá diễn biến của quá trình và xác định thời điểm kết thúc lên men. Khi mucilage đã được phân giải đến mức thích hợp, cà phê được đưa sang công đoạn rửa.
Khi nào quá trình lên men kết thúc?Một cách đánh giá cảm quan hiệu quả là khi nắm cà phê trên tay không còn cảm giác nhầy, trơn trượt, có cảm giác “sỏi” và nham nhám của lớp vỏ trấu là hoàn tất.
Bước 4: Làm khô hạt cà phê
Sau khi được rửa sạch, cà phê được đưa vào làm khô, phổ biến nhất là phơi nắng trên sân hoặc giàn phơi. Mục tiêu là đưa độ ẩm của hạt xuống khoảng 10–12%, đồng thời kiểm soát tốc độ mất nước để hạt khô đồng đều và ổn định.
Trong giai đoạn đầu, khi hạt còn nhiều nước, cà phê thường được trải thành lớp mỏng để tăng diện tích tiếp xúc với không khí và giúp thoát ẩm nhanh, đồng đều. Khi độ ẩm giảm dần, lớp cà phê có thể được vun thành lớp dày hoặc thành đống, đồng thời đảo trộn định kỳ để điều hòa độ ẩm giữa các hạt. Tùy điều kiện sản xuất, cà phê có thể được phơi trực tiếp ngoài trời, trên giàn phơi có mái che hoặc trong nhà kính, hoặc làm khô bằng hệ thống sấy cơ học.
Sau khi đạt độ ẩm thích hợp, cà phê vẫn còn vỏ thóc (parchment) và được gọi là cà phê thóc (parchment coffee). Cà phê có thể được bảo quản ở trạng thái này trước khi xay xát, loại bỏ vỏ thóc để thu được cà phê nhân xanh (green coffee).
Đặc tính cảm quan của cà phê chế biến ướt
Cà phê chế biến ướt thường được biết đến với độ sạch cảm quan (clean cup) cao, acidity rõ và cấu trúc hương vị tương đối minh bạch. Khi phần lớn thịt quả và chất nhầy được loại bỏ trước khi làm khô, ảnh hưởng của các thành phần từ quả đến hạt thường thấp hơn so với chế biến khô. Vì vậy, những đặc tính vốn có của giống, môi trường canh tác và độ chín của quả có xu hướng được thể hiện rõ hơn.
Trên phương diện cảm quan, cà phê washed thường có acidity sáng và rõ nét, body từ nhẹ đến trung bình, hậu vị tương đối sạch; hương có thể biểu hiện các nhóm hoa, trái cây, citrus, herbal hoặc sweet tùy thuộc vào giống, vùng trồng và điều kiện chế biến. Tuy nhiên, đây chỉ là những xu hướng thường gặp chứ không phải đặc điểm bắt buộc của mọi cà phê chế biến ướt. Điều kiện lên men, làm khô và rang vẫn có thể làm thay đổi đáng kể hồ sơ cảm quan cuối cùng.
Loại cà phê nào có thể chế chế ướt ?
Về nguyên tắc, hầu hết các loài và giống cà phê đều có thể được chế biến ướt nếu điều kiện kỹ thuật và cơ sở hạ tầng cho phép. Tuy nhiên, trong thực tế sản xuất, chế biến ướt chủ yếu được sử dụng cho Arabica, đặc biệt tại những vùng có truyền thống sản xuất cà phê Arabica chất lượng cao.
Chế biến ướt truyền thống đòi hỏi nhiều thiết bị, lao động và nước hơn so với chế biến khô, do đó thường chỉ được lựa chọn khi chi phí đầu tư và vận hành phù hợp với giá trị kỳ vọng của cà phê. Đây là một trong những lý do phương pháp này phổ biến ở các phân khúc cà phê đặc sản có giá trị cao, nhưng không phải là giới hạn về mặt sinh học hay công nghệ đối với các giống cà phê khác.
Một hạn chế đáng chú ý của chế biến ướt truyền thống là nhu cầu sử dụng nước và lượng nước thải phát sinh. Nước thải từ các cơ sở chế biến có thể chứa hàm lượng chất hữu cơ cao và gây tác động đến môi trường nếu không được xử lý phù hợp. Vì vậy, ngành cà phê đang phát triển các hệ thống sử dụng nước hiệu quả hơn, tái sử dụng nước và cải thiện việc xử lý chất thải, nhằm giảm tác động môi trường mà vẫn duy trì khả năng kiểm soát chất lượng của chế biến ướt.