Bạn có biết cấu tạo và thành phần hóa học của hạt cà phê?
– TASTE THE ORIGIN –
Cà phê – thức quả bé nhỏ nhưng ẩn chứa bên trong biết bao điều thú vị. Đôi lần chúng ta tự hỏi cấu tạo và thành phần của hạt cà phê phải như thế nào mới có thể tạo ra tầng tầng lớp lớp hương vị đa dạng như vậy. Cùng đi tìm lời giải cho thắc mắc này trong bài viết dưới đây nhé!
Cấu tạo của quả cà phê
Cà phê là một loại quả thuộc chi Coffea họ Rubiaceae (Thiến thảo) và có thể thuộc nhiều giống khác nhau phổ biến là C. arabica và C.canephora (robusta). Thông thường, mỗi quả cà phê sẽ bao gồm Lớp vỏ ngoài cùng (outer skin), cùi quả (Pulp), lớp vỏ trấu (parchment), lớp vỏ lụa (silver skin) và nhân (bean). Theo một cách khác, chúng ta có thể chia quả cà phê thành hai phần:
– Phần vỏ (Skin): Bao gồm vỏ ngoài (pericarp) và vỏ thịt (mesocarp)
– Phần hạt (Bean): Bao gồm lớp vỏ trấu (endocarp), vỏ lụa (silver skin), và phần nhân hạt có chứa nội nhũ (Endosperm) và phôi (Embryo).
Mặt cắt quả cà phê
Phần vỏ của quả cà phê
– Lớp vỏ cà phê
Đây là phần ngoài cùng của quả cà phê, được hình thành bởi một lớp tế bào nhu mô nhỏ (các tế bào sơ cấp có chứa lục lạp và có khả năng hấp thụ nước). Ban đầu, phần vỏ này có màu xanh vì sự hiện diện của lục lạp. Khi quả chín, sắc xanh dần biến mất nhường chỗ cho màu đỏ hoặc vàng tùy vào loại cà phê.
– Lớp trung bì
Lớp trung bì còn được biết đến với tên gọi khác là “cùi”, nằm ngay bên dưới lớp vỏ ngoài. Bên trong cùi là chất nhầy (thịt quả), bên dưới lớp màng nhầy là một lớp pectin. Chúng chứa nhiều đường, đóng vai trò quan trọng cho quá trình lên men.
Khi quả còn xanh, lớp trung bì là các mô cứng gắn liền với vỏ ngoài của quả. Đến khi quả chín, các enzyme pectolytic sẽ phá vỡ các chuỗi pectic tạo thành các hợp chất đường và pectin làm nên một cấu trúc mềm, mọng nước có độ nhớt cao nên thường được gọi là chất nhầy.
Phần hạt của quả cà phê
– Lớp vỏ trấu
Lớp vỏ trấu bao bên ngoài phần hạt, tiếp xúc trực tiếp với phần vỏ. Nó được cấu tạo từ 3 đến 7 lớp tế bào xơ cứng, có kích thước khoảng 150 micro mét. Khi quả cà phê phát triển, các tế bào thành phần này sẽ cứng dần, quyết định kích thước cuối cùng của nhân cà phê. Cứ khoảng 1kg hạt cà phê được tạo ra thì có 1 kg vỏ trấu.
– Lớp vỏ lụa
Thành phần chính của vỏ lụa là chất xơ (56-62%). Nó còn được gọi là vỏ bạc vì có màu trắng bạc sau dày khoảng 70 micro mét khi phơi khô. Lớp vỏ này mỏng và có thể được bóc ra khỏi nhân trong quá trình đánh bóng hạt. Nhưng điều này không phải bắt buộc, lớp vỏ này có thể được giữ lại như một lớp bảo vệ tự nhiên sau đó sẽ tự hủy khi rang cà phê.
– Nhân cà phê
Nhân chính là trung tâm, “linh hồn” của quả cà phê. Dinh dưỡng cho quá trình nảy mầm của phôi sẽ được tích lũy ở đây. Thông thường mỗi quả cà phê sẽ có 2 nhân (những quả đặc biệt hơn thì có 1 hoặc 3 nhân).
Nhân cà phê gồm nội nhũ và phôi nhưng chúng ta cũng có thể xem như đó là 2 nội nhũ vì phôi nằm trong nội nhũ đồng thời chúng cũng trở nên khó phân biệt sau khi rang.
Thành phần hóa học của hạt cà phê
Bên trong hạt cà phê có nhiều thành phần hóa học hơn chúng ta nghĩ. Mỗi chất lại đóng một vai trò khác nhau trên con đường “sinh trưởng” của hạt, kết hợp với phương pháp canh tác và điều kiện tự nhiên để hình thành nên các nốt hương đặc trưng.
– Nước
Trong quả tươi hàm lượng nước chiếm từ 70 – 80%, qua quá trình chế biến lượng nước sẽ rút lại còn 10-12%. Đây là con số vừa đủ để hạt không bị ảnh hưởng bởi nấm mốc và các vi sinh vật khác đồng thời bảo đảm màu hạt không bị nhạt đi, không tạo các vết nứt trên hạt hay giảm khả năng nảy mầm. Sau khi rang, tỉ lệ nước sẽ càng nhỏ lại, chỉ còn 1-2% tùy mức độ rang.
– Chất khoáng
Chất khoảng chiếm 3-5% thành phần hóa học của cà phê, chủ yếu là Kali, Magie,Chlo, Photpho, Nito, Nhôm, Sắt, Đồng…
– Carbohydrate
Đây là thành phần chính của cà phê, chiếm hơn 50% trọng lượng. Polysaccharid chiếm từ 44-47%, và sucrose chiếm từ 6-9% trọng lượng khô của hạt, chúng sẽ bị phân hủy trong khi rang, tạo thành anhydro, đường và các hợp chất glyoxal.
Carbohydrate chính là tiền chất cho phản ứng Maillard, sucrose sẽ bị thủy phân dưới tác dụng của acid hữu cơ và các enzym thủy phân trong phản ứng Caramel hóa sản phẩm tạo ra acid acetic.
– Protein, peptit và axit amin tự do
Tuy chỉ chiếm con số khiêm tốn 9-11% hạt cà phê nhưng protein lại có vai trò rất quan trọng trong việc tạo nên hồ sơ hương vị. Trong Protein có những acid amin như: Cytein, Alanine, Phenylalanine, Histidine, Leucine, Lysine… các acid amin này và đường khử tham gia vào phản ứng Maillard sẽ được giải phóng ra bên ngoài hoặc tác dụng với những chất tạo mùi thơm và hương vị trong cà phê.
– Lipid
Hàm lượng lipid sẽ khác nhau tùy loại cà: 15% trong hạt Arabica và 10% trong hạt Robusta. thành phần lipid chủ yếu là tria-cylglycerol khoảng 75%, các axit béo tự do 1%, sterol 2,2%, tocopherol 0,05%, dầu và sáp chiếm 8-18% khối lượng khô, dưới tác dụng nhiệt sẽ tạo ra mùi hương, giữ được mùi thơm nhờ vào các axit béo không bão hòa.
– Alkaloid
Các Alkaloid đã tạo ra vị đắng đặc trưng cho cà phê. Trong đó hai loại được nghiên cứu nhiều là Caffein và Trigonulin.
Caffein chiếm 1-4% phụ thuộc vào loại hạt, giống cây trồng, cụ thể: 0.9-1.7% với hạt cà phê Arabica, 1.8-4% trong hạt Robusta. Caffein đóng góp khoảng 10% vị đắng và là đặc tính kích thích hệ thần kinh trung ương, tăng tuần hoàn máu, và nổi tiếng với tác dụng làm tăng sự tỉnh táo. Ngoài ra nó còn có tác dụng bảo vệ cây trồng khỏi dịch bệnh gây hại. Caffeine có nhiều trong hạt, còn trong vỏ thì chỉ chiếm một phần nhỏ.
Trigonellin chiếm 0.8% với hạt cà phê xanh, nóng chảy dưới mức nhiệt 218 độ C. Dưới tác dụng của nhiệt Trigonellin sẽ bị thủy phân 50% tạo thành acid Nicotinic, pyridine, 3-metyl pyridin, metyl este…
– Khí và các hợp chất thơm
Cà phê nhân xanh chứa hơn 200 chất bay hơi và ít mùi thơm. Điều này sẽ thay đổi nhiều dựa vào quá trình rang. Quá trình rang tạo ra một lượng lớn hơn 800 các hợp chất aromatic (hợp chất tạo ra mùi hương trong cà phê) nhưng chỉ có khoảng 40 hợp chất góp phần vào mùi thơm. Chất thơm thường bay hơi nhanh, do đó nếu không được bảo quản đúng thì cà phê sẽ bị “mất mùi”.
– Acid hữu cơ
Các acid hữu cơ chủ yếu là Acid Chlorogenic (CGA) có thể chiếm tới 12% trong cà phê nhân và khoảng 4% trong hạt sau khi rang, góp phần tạo nên vị chua, đắng của cà phê và đặc tính chống oxy hóa.
Các acid dễ bay hơi bao gồm Acid formic, và acid acetic. Các acid không bay hơi như acid lactic, tartaric, pyruvic và acid citric. Các thành phần phụ như là acid malonic, glutaric, acid malic.
Trên đây, chuyên mục Tin tức vừa gửi đến bạn đọc cấu tạo và thành phần hóa học của hạt cà phê. Để tạo ra tách cà đậm vị trọn hương là điều không hề dễ dàng. Bắt đầu từ các nhà sản xuất, họ phải tìm ra phương pháp canh tác phù hợp, xây dựng nông trại đủ các điều kiện sinh trưởng của cây để tạo nên những hạt cà phê tươi đạt chuẩn. Sau khi có được nguồn nguyên liệu chất lượng, các nhà rang, xay, pha chế phải nghiên cứu kỹ càng các thông số để giúp hạt cà bung tỏa nốt hương một cách tốt nhất.
Tìm hiểu thêm các thông tin cà phê tại XLIII Coffee
Bài viết liên quan:
– Tham gia các hội chợ thương mại cà phê – Nên hay không?
– Cà phê trắng – Sức hút khó cưỡng với lượng caffein cực cao
