TRẢI NGHIỆM QUÁ TRÌNH XAY CÀ PHÊ

Như ta đã biết xay cà phê chỉ là một công đoạn trước khi pha. Nhưng do cấu trúc đặc thù của hạt cà phê, việc xác định các vấn đề liên quan đến quá trình xay (độ đồng nhất, kích thước hạt, động lực học) nó quyết định cách mà các hương vị được trích xuất ra khỏi hạt cà phê. Dẫn đến những kỳ vọng nhất định trong việc khám phá và nghiên cứu sâu hơn quá trình này.

I>LÝ DO PHẢI XAY CÀ PHÊ LÀ GÌ?

Grinding – Xay, có thể được gọi theo nhiều cách khác nhau bao gồm nghiền, chà xát, cắt, xé,.. (crushing, rubbing, grating, cutting, tearing, milling,..) và dù trong bất kỳ cách gọi nào của việc làm giảm dần kích thước các hạt cà phê. Thì cũng không có quá trình nào sẽ tạo ra sự đồng nhất hoàn toàn về kích thước của các hạt được tạo ra. Do đó, vấn đề lớn nhất trong quá trình nghiền/xay là tạo ra sự phân bố kích thước hạt đồng đều trong một phạm vi nhất định.

Nếu một  hạt cà phê rang được đặt trong nước, đủ NÓNG và đủ LÂU, thì cuối cùng các nguyên liệu tạo nên hương vị sẽ được chiết xuất. Song nếu ta xay nhỏ hạt thành những mảnh thô (coarse) hoặc mịn (fine) trước khi được sử dụng, sẽ tăng diện tích bề mặt tiếp xúc trên một đơn vị so với hạt cà phê ban đầu, điều này đòi hỏi ÍT thời gian chiết xuất hơn và cũng dễ dàng hơn. Nói tóm lại, kích thước hạt càng nhỏ, lượng chất hòa tan sẽ được chiết xuất khỏi hạt càng cao.

Thuật ngữ

ü  PSD: phân bố kích thước hạt (Particle Size Distribution)

ü  Whole bean: cà phê nguyên hạt

ü  Cracked bean: cà phê nứt

ü  Coarse bean: cà phê thô

ü  Regular grind: xay thông thường

ü  Drip grind: nhỏ giọt

ü  Fine grind: nghiền mịn

ü  Espresso grind: xay cà phê cho espresso

II> XAY CÀ PHÊ- ĐƠN GIẢN VÀ PHỨC TẠP

Trong quá trình xay, lớn hay nhỏ không quan trọng bằng sự đồng nhất của các hạt. Khi đặt ra một tỷ lệ nhất định cho độ đồng nhất của kích thước hạt (%PSD), đồng nghĩa rằng chúng ta hầu như không thể đảm bảo hạt cà phê được phân chia đồng đều như nhau với mọi mảnh vỡ. Một số sẽ rất to, số khác lại vô cùng nhỏ.

Song, trên thực tế xay cà phê mịn hơn có thể thúc đẩy chiết xuất nhanh hơn, nhưng không đảm bảo việc pha cà phê nhanh hơn. Điều này là do kích thước xay có thể ảnh hưởng mạnh đến tốc độ dòng chảy, tương tự việc nước dễ dàng đi qua một lớp đá hơn một lớp cát.

BẢNG MÔ TẢ KÍCH THƯỚC SỐ HẠT VÀ DIỆN TÍCH TIẾP XÚC CÁC CỠ XAY CÀ PHÊ

Dưới đây là Bảng mô tả kích thước hạt (mảnh vụn), số hạt/gram & diện tích tiếp xúc trong các cỡ xay khác nhau của Coffee Brewing Handbook, SCA, chúng ta cùng tham khảo.

	Kích thước hạt (mm)	Số hạt/gram	Tỷ lệ phân chia	Diện tích tiếp xúc (Cm2/gram)
Whole bean	6.00	6	–	8
Cracked bean	3.00	48	1	16
Coarse bean	1.50	348	8	32
Regular grind	1.00	1296	22	48
Drip grind	0.75	3.072	42	64
Fine grind	0.38	24.572	512	128
Espresso grind	0.20	491.400	11.115	240

Xay hạt cà phê giúp tăng diện tích tiếp xúc, giải phóng khí CO2 và hấp thụ nước nóng. Đồng thời làm giảm đáng kể khoảng cách (và thời gian) các nguyên liệu hương liệu cà phê di chuyển ra ngoài để hòa tan vào chiết xuất cà phê, làm tăng lượng chất béo, dầu và các hạt siêu mịn giúp tạo thành hệ keo trong chiết xuất cà phê nói chung hoặc crema trong trường hợp của Espresso.

III>CẤU TRÚC XỐP CỦA HẠT CÀ PHÊ SAU KHI XAY

Theo Courtesy of Maria Carbajo hạt có kích thước khoảng 0.6mm (tức 600 micromet).

Một hạt cà phê sau khi rang và xay, có thể được mô tả gần đúng theo một kích thước (x), tương tự như với sàng phân loại cà phê hạt – chỉ có điều nó không phải là con số nhất định. Vì trong quá trình xay hạt cà phê luôn tạo ra rất nhiều mảnh vỡ có kích cỡ và hình dạng khác nhau. Sự sai khác về kích thước quanh một phạm vi nhất định (x) được gọi là phân bố kích thước hạt (Particle Size Distribution – gọi tắt là PSD). Do vậy, ngành công nghiệp cà phê thường chỉ định kích cỡ hạt là x10, x50 và x90. Cách sử dụng tỷ lệ này tương ứng 10%, 50% và 90% của tất cả các hạt đồng kích cỡ sẽ được tìm thấy trong một mẻ xay. Trong đó, x50 được gọi là kích thước hạt trung bình.

Nếu mục tiêu chính của pha cà phê là để đạt được một cốc chất lượng cao, thì vấn đề lớn nhất ta cần quan tâm là đảm bảo sao cho PSD đồng nhất. Để làm điều này, mỗi hạt sau khi xay nên có cùng tỷ lệ diện tích bề mặt so với thể tích, nghĩa là chúng phải có cùng kích thước. Bởi vì các mảnh lớn hơn sẽ giải phóng ít chất hòa tan hơn các mảnh nhỏ hơn, đồng thời các mảnh có hình dạng khác nhau sẽ tương tác với các phân tử nước khác nhau, khiến mỗi đơn vị giải phóng một lượng chất hòa tan không nhất quán trong quá trình chiết xuất.

HẠT FINE

Theo Britta Folmer (The Craft and Science of Coffee) các hạt nhỏ hơn 0.1 mm (100 micromet) được gọi là fine.

Rủi ro- và là một trong những vấn đề chính khi xay cà phê cho Espresso:

ü  làm tắc nghẽn kẽ hỡ giữa các hạt lớn hơn, làm tăng đáng kể thời gian thẩm thấu của nước hoặc thậm chí làm ứ đọng quá trình chiết xuất.

ü  Các hạt siêu nhỏ này có thể đi qua bộ lọc để theo chiết xuất và tạo nên lớp tạo trầm tích trong cốc, ảnh hưởng đến cảm nhận vị giác. Sau khi xay, fine có thể tăng lên khoảng 10 – 50% trọng lượng, tùy thuộc vào kích thước hạt cà phê trước đó.

Trong hầu hết trường hợp, các hạt sẽ có kích thước tương tự nhau. Espresso có thể là ngoại lệ duy nhất. Ở đây, một tỷ lệ hạt fine nhất định được coi là cần thiết để đạt được đối kháng áp lực, nhằm tạo nên đặc tính body và một lớp crema tinh tế trong chiết xuất, mặc dù thời gian trích xuất ngắn. Kích thước hạt tối thiểu của nó là khoảng 0.05 mm (tức 50 micromet) theo The Craft and Science of Coffee.

IV>CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH XAY

1.   Độ ẩm

Là yếu tố quyết định ảnh hưởng đến kết quả quá trình xay. Nó bao gồm độ ẩm còn lại từ cà phê xanh (sau khi rang là khoảng 1 đến 2%) và một phần tái ẩm (độ ẩm không khí được hạt cà phê tái hấp thụ) sau khi rang. Đây là lý do tại sao sau khi rang, cần có thời gian nghĩ tối thiểu trước khi xay cà phê là 6 đến 12h, để đảm bảo hơi ẩm có thể phân phối lại đều bên trong hạt cà phê bằng cách khuếch tán. Nếu hạt cà phê có độ ẩm lớn hơn 6% nó trở nên đàn hồi và khó xay hơn ngay cả sau một thời gian nghỉ dài (Baggenstoss et al., 2008)

2.   Mức độ rang

Nhìn chung, nó có thể được biểu thị qua màu rang, rang càng sẫm màu quá trình xay càng dễ dàng.

Quá trình rang càng diễn ra càng lâu, hạt càng cứng, giòn và dễ vỡ hơn. Vì vậy, mức độ rang càng tối màu (dark roasts), đặc biệt là khi thu được trong thời gian rang ngắn, thì quá trình xay càng diễn ra thuận lợi. Tuy nhiên sẽ kéo theo tỷ lệ PSD tương đối rộng và lượng hạt fine lớn.

Đối với cà phê được rang nhạt hơn và có hàm ẩm cao hơn, kết quả xay tốt hơn với độ đồng nhất cao, bù lại năng lượng tiêu hao cho thiết bị sẽ lớn hơn. Mặt khác, hạt cà phê được rang càng chậm thì kết cấu hạt càng đồng nhất hơn, kích thước và mật độ lỗ rỗng cao hơn. Do đó, khi xay chúng dễ dàng cho kết quả đồng nhất cao hơn.

Một số nghiên cứu còn chỉ ra tác động của dầu (lipid) trong cà phê cũng có thể đã bị đẩy lên bề mặt, đặc biệt là sau khi rang sẩm màu và thúc đẩy nhanh việc xay hạt  (nhưng tác động không đáng kể).

3.   Độ giòn của hạt (brittleness)

Điều này hoàn toàn phụ thuộc vào nguồn gốc tự nhiên của cà phê. Cụ thể hơn, độ xốp dẻo hay độ cứng của hạt trước khi xay phụ thuộc đáng kể vào đặc tính của chính giống cà phê đó, nơi nó được canh tác & chế biến. Với cùng một mức độ rang, những hạt cà phê của vụ mùa mới (cây lần đầu cho quả) cho ra ít hạt fine hơn so với hạt cà phê từ các cây lâu năm. So với cà phê Arabica, hạt cà phê Robusta ‘tương đối’ cứng hơn. Và cây cà phê phát triển càng cao so với mực nước biển thì cấu trúc hạt cho càng dày, đặc và cứng hơn so với hạt từ các cây canh tác ở độ cao thấp hơn.

4.   Máy xay

Ngoài ra, không thể không nhắc đến vai trò của máy xay trong quá trình này. Đây thực sự là một vấn đề tương đối phức tạp.

V>CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT

Các phương pháp chiết xuất cà phê đặc trưng bởi:

Thời gian tiếp xúc giữa nước và cà phê, ví dụ:

ü  30 giây đối với Espresso

ü  3 phút đối Pour over

Áp lực nước:

ü  9 bar đối với Espresso

và cuối cùng là nhiệt độ nước, ví dụ:

ü  94độ C đối với pha drip

ü  12độ C đối với Cold brew.

Ngoài ra tất cả các phương pháp đều yêu cầu xay cà phê đến một kích thước hạt cụ thể (mang tính tương đối) đảm bảo một dòng nước nhất định (tức là thời gian nước tiếp xúc với cà phê) và chiết xuất cà phê mong muốn. Thời gian tiếp xúc của nước và cà phê càng dài, thì cà phê nên được xay càng thô. Các hạt rất mịn có thể dẫn đến chiết xuất quá mức, làm tăng vị đắng của cà phê. Tuy nhiên, khi thời gian chiết xuất là rất ngắn như đối với cà phê Espresso, chúng ta cần những hạt mịn & nhỏ hơn để đảm bảo vẫn hào tan đủ các hương vị cần thiết.

Với Espresso Nhìn chung, xay cà phê Espresso phụ thuộc nhiều vào hoàn cảnh cụ thể của hạt cà phê, cách mà nó kết hợp với máy pha & tay nghề barista, mỗi lần chiết xuất mất từ ​​20 đến 30 giây cho mỗi cốc (30-45ml) do đó cà phê phải được xay mịn hơn. Trong mỗi lần xay cà phê cho Espresso, một gram cà phê chứa khoảng 500.000 hạt cà phê xay – mịn hơn 20 lần so với cà phê xay mịn thông thường. Mặt khác, đặc thù của Espresso là một hệ chiết xuất gồm nhiều pha (nó là dung dịch hòa tan, nhũ tương, huyền phù và bọt), nên việc kiểm soát độ nhuyễn của hạt trở khắt khe & phức tạp hơn nhiều nhằm đảm bảo các tính chất hương vị đặc trương.

Hầu như chỉ có một phương pháp pha chế đòi hỏi kích thước hạt được giảm xuống mức mịn hơn so với yêu cầu cho pha cà phê Espresso là Cà phê Thổ Nhĩ Kỳ- một loại đồ uống phổ biến trong các nền văn hóa Moslem ở Ả Rập và Indonesia.