Tìm hiểu về mật độ hạt (coffee bean density)

Mật độ hạt cà phê (coffee bean density) là khái niệm dùng để chỉ khối lượng của hạt cà phê trên một đơn vị thể tích, thường được biểu thị bằng gram trên mililit (g/mL). Đây là một chỉ số quan trọng trong ngành cà phê vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến cách rang, chiết xuất, và cả chất lượng hương vị của cà phê.

Mật độ hạt là một dữ liệu quan trọng cho các nhà rang xay, người mua cà phê nhân cũng như các nhà sản xuất. Nó thường được xem như một điểm đánh giá chất lượng, Nhưng để thực sự hiểu về mật độ cà phê, bạn cần phải hiểu điều gì làm cho cà phê “đặc” hơn hay ít “xốp” hơn, cách chúng được phân loại, cũng như mật độ ảnh hưởng như thế nào đến quá trình rang và hương vị cuối cùng.

Bài viết này sẽ tìm cách làm sáng tỏ vì sao mật độ hạt cà phê lại là một thước đo quan trọng như vậy, nhưng trước hết, bạn nên xem qua một số lưu ý.

Trong khi hầu hết các tài liệu quốc tế sử dụng “less dense“, “more dense” để mô tả mật độ (density) của một hạt cà phê. Thì ở một số trường hợp bạn sẽ bắt gặp các thuật ngữ như: Soft Beans (SB), Hard Bean (HB), Strictly Hard Bean (SHB) – Các môt tả vật lý này trông khá phức tạp đối với cà phê, nhưng chúng ta sẽ làm rõ chúng rất nhanh ngay sau đây; Và trong khi chờ đợi cộng động cà phê thống nhất các gọi, bài viết này sẽ sử dụng những mô tả như “đặc”, “xốp”, “cứng”, “mềm”, mặc dù có thể không hoàn toàn chính xác, nhưng nó đơn giản và phù hợp – vậy nên hãy bỏ qua nếu cách gọi này không phù hợp với quan niệm của bạn.

Mật độ là gì?

Đối với cà phê nhân xanh, mật độ cao nghĩa là hạt có số lượng tế bào lớn hơn và cấu trúc tế bào nhỏ gọn hơn so với các loại cà phê có mật độ thấp hơn. Cách hạt đó hấp thụ năng lượng, chịu áp lực, nứt vỡ và phát triển sẽ khác so với hạt có mật độ thấp hơn (mill47). Bởi vì máy đo mật độ trong phòng thí nghiệm rất tốn kém, nên trước khi bạn tự tay thực hiện các phép tính mật độ hạt, hãy xem hình sau đây.

Thông thường, chỉ cần nhìn vào hạt cà phê, bạn có thể nhận biết được loại hạt nào cứng, chắc hơn. Nếu vết nứt ở giữa hạt thẳng và hơi hở ra, thì hạt đó có thể xốp (ít đặc) hơn. Ngược lại, nếu đường nứt quanh co và khép kín lại, hạt có thể đặc hơn. Đối với các chuyên gia cà phê trên khắp thế giới, mật độ hạt được công nhận là một thước đo quan trọng để phân loại và phân loại cà phê nhân theo chất lượng. Các loại hạt cứng hơn, đặc hơn – như thường lệ, sẽ được đánh giá cao và do đó, các nông dân thường nhận được giá cao.

Một hạt cà phê về cơ bản giống như một tổ ong. Nó là một cấu trúc cellulose rỗng (tương tự như gỗ). Công việc của cấu trúc này là giữ chất dinh dưỡng cho phôi. Tuy nhiên, đôi khi các hạt chỉ được lấp đầy một phần – và vì vậy, nó “xốp” hơn với hương vị yếu hơn. Trong khi những hạt “đặc” chứa nhiều tiền chất tạo hương vị hơn, do đó, điều này dẫn đến nhiều hương vị hơn sau khi rang.

Các phép phép đo mật độ

Việc đo mật độ trong ngành cà phê khá phức tạp, bởi thuật ngữ “mật độ” có thể ám chỉ nhiều phương pháp đo lường khác nhau. Trong đó, mật độ hạt (bean density) và mật độ khối (bulk density) là hai khái niệm quan trọng – đánh giá những đặc tính khác nhau, nhưng chúng thường được các nhà sản xuất sử dụng thay thế cho nhau. Hãy cùng phân tích sự khác biệt giữa hai cách tính này.

Mật độ hạt cà phê “bình thường” điển hình nằm trong phạm vi 0,55 đến 0,75 gam trên một mililit (g/mL), với cà phê chất lượng cao hơn hoặc cà phê đặc sản thường có khối lượng riêng từ 0,65 đến 0,75 g/mL; Đây được coi là khối lượng riêng của hạt cà phê xanh, nghĩa là nó tính đến khoảng cách giữa các hạt cũng như khối lượng riêng của chúng.

Các yếu tố ảnh hưởng đến mật độ hạt

Các nhà rang xay thường khá quan tâm đến cà phê được có được trồng ở độ cao lớn hay không – một dấu hiệu cho hạt đó có xu hướng đặc hơn. Thời tiết mát mẻ hơn ở các vùng núi cao, đặc biệt là vào ban đêm, làm chậm quá trình chín của quả cà phê. Thời gian trên cây lâu hơn dẫn đến nhiều tế bào nhân lên bên trong hạt hơn, mang lại mật độ cao hơn

Quá trình chín của quả cà phê là do chu trình Krebs gây ra – Một chuỗi các phản ứng oxy hóa khử để tạo ra năng lượng từ carbohydrate, chất béo và protein. Chu kỳ Krebs xảy ra chậm hơn ở độ cao lớn hơn, đó là lý do tại sao quả cà phê chín chậm hơn.

Peter Gakuo từ Perfectdailygrind

Tuy nhiên, độ cao không tự nó quyết định đến mật độ và cả chất lượng hạt. Chúng ta cần thảo luận thêm một số vấn đề khác ngay sau đây.

Độ cao & vĩ độ

Điều mà chúng ta chắc chắn là quá trình hô hấp của cây cà phê chậm lại khi lên cao hơn, có nghĩa là cà phê giữ lại nhiều đường và chất dinh dưỡng hơn. Quá trình đó ảnh hưởng trực tiếp đến hương vị cuối cùng trong cốc. Vì vậy, về mặt lý thuyết cây cà phê lên càng cao càng tốt phải không? Cả hai đều đúng VÀ không chính xác.

Đúng là khi càng lên cao thì hương vị càng ngon, nhưng khi lên quá cao, cây phải đối phó với các vấn đề về sương giá (Vì cứ tăng 100m là nhiệt độ sẽ giảm 0.6^oC – Địa Lý lớp 6). Nên độ cao tiêu chuẩn cho canh tác cà phê thường không quá 2.200m – Nhưng đây là xung quanh đường xích đạo như Ethiopia, Kenya, v.v.. (xem thêm về ảnh hưởng của độ cao đến cây cà phê).

Bên ngoài vòng xích đạo, khi việc canh tác cà phê vượt qua 20 độ vĩ Bắc/Nam của đường xích đạo. Sương giá có thể làm chết cây rất dễ dàng, điều này tạo nên một vành đai cà phê tự nhiên giữa 23.5 độ vĩ Bắc/Nam xung quanh xích đạo.

Quản lý canh tác

Nông dân trồng cà phê có thể tận dụng độ cao để cải thiện mật độ hạt bằng cách kiềm hãm quá trình hô hấp của cây. Tuy nhiên, việc này thường giới hạn ở những diện tích đất canh tác nhỏ. Ngoài độ cao, một số yếu tố khác cũng ảnh hưởng ít nhiều đến mật độ hạt (thực chất là tác động gián tiếp thông qua việc điều chỉnh nhiệt độ tại khu vực trồng cà phê), bao gồm:

• Bóng râm cho cây cà phê: Sử dụng các loại cây che bóng khác nhau có thể làm giảm nhiệt độ, giữ cây mát hơn, từ đó giúp tăng mật độ hạt khi chín (xem thêm Shade-grown coffee).
• Mật độ cây trồng: Việc trồng cây gần nhau tạo ra hiệu ứng che bóng tự nhiên, giúp cây mát hơn và giảm căng thẳng do ánh nắng mặt trời. Càng trồng dày, cây càng được bảo vệ tốt, dẫn đến mật độ hạt cao hơn.
• Độ dốc: Nếu có thể, nên trồng cà phê ở sườn phía bắc của ngọn núi, nơi ánh mặt trời không chiếu trực tiếp. Điều này giúp giữ nhiệt độ mát mẻ hơn, làm chậm quá trình hô hấp tế bào, từ đó tăng mật độ hạt.

Giống cà phê

Mặc dù độ cao và nhiệt độ là những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến mật độ hạt cà phê, chúng không phải là những yếu tố duy nhất quyết định. Nhiều yếu tố khác cũng góp phần tạo nên sự đa dạng về mật độ, bao gồm: tính đa dạng của dưỡng chất trong đất, nguồn giống canh tác, độ chín của quả, cùng với kỹ thuật chế biến và bảo quản. Tất cả những yếu tố này đều đóng vai trò quan trọng trong việc định hình mật độ của hạt cà phê.

Hạt Robusta nói chung – do trồng ở độ cao thấp hơn và nhiệt độ cao hơn nên chúng cũng có mật độ thấp hơn Arabica

Perfectdailygrind

Tuy nhiên, còn rất sớm để kết luận “Robusta có mật độ thấp hơn so với Arabica” và ứng dụng một hồ sơ rang dành cho hạt mật độ thấp đối với nó. Cấu trúc hạt của hạt Robusta nói chung, phức tạp hơn nhiều – rất khó hiểu, trong quá trình rang, robusta thực sự hoạt động giống như một loại cà phê arabica ở độ cao rất cao (đậm đặc). Cấu trúc tế bào của Robusta cứng hơn, và điều này làm cho nó hoạt động tương tự như các loại ngũ cốc với mật độ cao, mặc dù mật độ biểu kiến ​​không cao như vậy.

Cuối cùng, trên cùng một cây, mật độ hạt cũng hoàn toàn khác nhau giữa các quả. Quả cà phê ở cuối cành – của một cây thường xốp và ít đặc hơn quả cà phê ở gần thân cây, bởi vì các chất dinh dưỡng được phân bổ tập trung vào giữa cây.

Ý nghĩa của mật độ hạt

Đầu tiên, mật độ hạt không quá quan trọng – nếu bạn quan tâm nó đúng cách. Đối với cà phê nhân xanh, mật độ cao hơn cho chúng ta biết rằng hạt cứng, chắc hơn. Cách hạt cà phê đó hấp thụ năng lượng, chịu được áp lực, nứt vỡ và phát triển sẽ khác so với hạt mềm, và xốp hơn. Thứ hai để rang cà phê, chúng ta hầu như chỉ quan tâm đến mật độ tương đối. Nói cách khác, ta chỉ cần hiểu sự khác nhau xảy ra trong quá trình rang và chất lượng hương vị giữa các hạt cà phê có mật độ khác nhau mà thôi.

Trước tiên, không có công thức cụ thể nào để rang hạt đặc hay xốp. Tuy nhiên, có một số nguyên tắc mà bạn có thể tính đến khi kết hợp mật độ hạt với một số yếu tố khác. Ví dụ: Bạn đến một trận bóng rỗ để chiêu mộ các cầu thủ tiềm năng, bạn chỉ cần chọn ra một hoặc hai người cao nhất – bạn không quan tâm chiều cao thực sự của họ là bao nhiêu. Đối với cà phê, chúng ta thực sự có thể đánh giá mật độ qua việc quan sát cảm quan (như đã đề cập bên trên) thay vì nghiên cứu vào các phép tính mật đội khối – nếu bạn là người có đầu óc khoa học.

• Trước hết, hạt đặc có cấu trúc tế bào chặt chẽ hơn, phức tạp hơn. Cấu trúc này tạo ra nhiều tiềm năng hơn cho đường và axit phát triển trong quá trình rang. Nếu bạn rang hạt có kích cỡ hoặc mật độ khác nhau, chúng sẽ phát triển khác nhau qua quá trình rang. Để có sự nhất quán thực sự, điều quan trọng là phải tách chúng ra và rang chúng riêng lẻ.

• Thứ hai, hạt đặc sẽ dẫn nhiệt hiệu quả hơn và thường sẽ rang nhanh hơn một chút. Hạt xốp có thể cần nhiều thời gian hơn để rang và sự truyền nhiệt diễn ra bên trong hạt chậm hơn (hạt xốp chứa nhiều không khí bên trong hơn), nhiệt độ rang cao có thể dẫn đến cháy xém và phát triển không đồng đều (xem thêm về quá trình rang).

Cùng một kích thước hạt nhất định, cần nhiều năng lượng hơn để thâm nhập vào lõi của hạt có mật độ cao. Nhiệt độ nạp cao hơn thường thích hợp cho các loại hạt đặc này

Scott Rao, The Coffee Roaster’s Companion, 2014

Một lưu ý khác từ Scott Rao, đó là cà phê chế biến ướt có xu hướng đặc hơn và yêu cầu rang kỹ hơn. Trong khi đó, cà phê chế biến khô dễ cháy hơn trong quá trình rang. Điều này là do cà phê chế biến tự nhiên có hàm lượng đường cao hơn, làm cho chúng bị cháy nhanh chóng và dễ dàng. Vì vậy ta nên sử dụng nhiệt độ nạp và cài đặt khí thấp hơn khi rang những hạt cà phê đó.

Hiểu về mật độ chỉ trở nên thú vị hơn khi bạn tìm hiểu thêm về chính hạt cà phê của mình. Hạt dày đặc hơn nên cho phép một sự phát triển tốt hơn, và bạn có thể rang chúng ở nhiệt độ cao. Nhưng đừng quên ghi lại Roast Profile nếu bạn không hiểu thêm về cà phê trong máy rang của mình, thì thật vô nghĩa nếu chờ đời một hồ sơ cụ thể nào đó có sẵn trên internet.

Cuối cùng, có thể thấy mật độ hạt là một chủ đề phức tạp và chỉ là một trong các chỉ số được sử dụng để đánh giá chất lượng & phân loại cà phê. Nhưng đó là một thông số quan trọng để các nhà rang xay theo dõi. Bằng cách hiểu vì sao hạt cà phê trở nên cứng chắc hơn hay mềm xốp hơn, và điều này có ý nghĩa gì đối với quá trình rang, các nhà rang xay cà phê sẽ có thể điều chỉnh hồ sơ rang cho phù hợp và chuẩn bị tốt hơn với các lô cà phê mà họ mua.

Nguồn tham khảo:

• www.perfectdailygrind.com/ Understanding coffee bean density
• www.torchcoffee.asia/ Why does Density Matter and What affects the Density of Coffee?
• www.royalcoffee.com/ Green Coffee Analytics Part IV – Density
• www.mill47.coffee/ Green Bean Density