2.1. Phương pháp rang
Thơng thường cà phê nhân được rang trong một mơi trường khơng khí nĩng cĩ nhiệt độ từ 1760C (3500F) đến khoảng 2600C (5000F) với thời gian rang phụ thuộc vào đặc tính mùi vị mong muốn trong thức uống cà phê khi pha chế. Trong trường hợp cà phê nhân được rang trong một quá trình gián đoạn, thời gian trong mỗi mẻ rang ứng với nhiệt độ cho trước từ 2 – 20 phút, trường hợp cà phê nhân được rang trong quá trình liên tục, thì thời gian duy trì cà phê nhân trong thiết bị rang từ 1 – 9 phút. Phương pháp rang cĩ thể bao gồm rang tĩnh hoặc rang tầng sơi và để xác định được chính xác màu sắc cũng như mức độ rang cà phê nhân đúng như mong muốn, người ta sử dụng dụng cụ đo màu: Hunter Color “L”.
Trong những năm gần đây, điều kiện rang nhanh đã được áp dụng rộng rãi, gĩp phần làm tăng lượng nước pha thu được và giảm tỉ trọng của cà phê rang xay. Việc tăng lượng nước pha thu được cĩ thể thấy thơng qua số tách cà phê như nhau từ trọng lượng cà phê nhân thấp hơn. Vì thế nĩ cung cấp một khả năng tiết kiệm được chi phí cho nhà sản xuất và người tiêu dùng. Để thực hiện phương pháp rang nhanh người ta sử dụng nhiều tác nhân rang như: hơi nước, tia hồng ngoại hoặc vi sĩng. Nhưng người ta chú ý nhiều đến việc sử dụng hơi quá nhiệt dưới áp suất để rang cà phê. Bằng cách ấy, thúc đẩy sự thủy phân trong cà phê nhân và tăng cường mùi vị của cà phê cho nên chất lượng cà phê rang được cải thiện.
Theo Yoshiaki Maki và Tsutomu Haruyama thì cà phê nhân được rang bằng hơi quá nhiệt qua hai giai đoạn như sau thì chất lượng cà phê được cải thiện đảng kể:
Giai đoạn 1: rang cà phê nhân bằng hơi quá nhiệt trong khoảng 50 – 180 giây, nhiệt độ hơi nước khoảng 251 – 4000C, áp suất 6,5 – 13bar
Giai đoạn 2: cà phê tiếp tục được rang bằng hơi nước với khoảng thời gian từ 60 – 800 giây, nhiệt độ hơi nước từ 251 – 4000C tại điều kiện áp suất khơng khí hoặc thấp hơn một ít
Cà phê nhân cho vào buồng rang quay được gắn trong một buồng áp suất. Hơi nước được chuyển vào buồng qua miệng vịi được gắn trong buồng rang để rang cà phê nhân trong giai đoạn 1 dưới áp suất trong khoảng thời gian ngắn. Khi nhiệt độ cà phê nhân đạt đến nhiệt độ đã được xác định trước thì ngưng cung cấp hơi nước. Hơi nước trong buồng áp suất được xả ra cho đến khi áp suất trong buồng áp suất bằng áp suất khơng khí (hoặc thấp hơn). Sau đĩ hơi nước được cung cấp trở lại và giai đoạn hai được tiến hành tại áp suất khơng khí hoặc thấp hơn. Khi nhiệt độ cà phê trong buồng rang đạt đến nhiệt độ đã xác định trước thì ngưng cung cấp hơi nước và quá trình rang cũng kết thúc.
Sở dĩ phải tiến hành rang hai giai đoạn với áp suất khác nhau như vậy vì theo tác giả khi rang như thế cà phê rang được cải thiện đáng kể. Tác giả đưa ra dẫn chứng như sau:
Bảng 6: Kết quả cảm quan cà phê rang xay theo các phương pháp rang khác nhau
Mùi vị
Rang theo phương pháp thơng thường
Rang bằng hơi quá nhiệt chỉ qua
một giai đoạn
Rang bằng hơi quá nhiệt qua hai giai
đoạn
- Mùi ngũ cốc - Mùi cỏ
- Mùi thơm dễ chịu
0 0 0 -1 0 -1 -2 +1 +1 - Vị chua - Vị đắng - Vị se 0 0 0 +2 0 0 +1 0 0 - MIB (ng/kg) - (E)-2-nonenal (µg/kg) - (E,E)-2,4-decadienal (µg/kg) - TA (điểm cuối pH 6) 300 – 400 300 550 1,7 310 260 530 3,75 70 195 470 2,94
Trong đĩ nguyên liệu là cùng loại cà phê Robusta.
- Trường hợp 1: 1kg nguyên liệu được rang trong thiết bị rang thùng quay gián đoạn với tác nhân là khơng khí nĩng trong 15 phút thu được 0,85 kg cà phê rang.
- Trường hợp 2: 1 kg nguyên liệu rang trong thiết bị như hình mơ tả ở trên trong 3 phút với áp suất 3,5 bar, nhiệt độ hơi quá nhiệt 250°C thu được 0,85 kg cà phê rang.
- Trường hợp 3: 1kg nguyên liệu rang trong thiết bị như hình trên, được tiến hành qua hai giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: Rang trong 2,5 phút, nhiệt độ hơi quá nhiệt 270, áp suất 8,5 bar.
+ Giai đoạn 2: Sau khi xả áp suất, tiếp tục rang trong 1,3 phút với áp suất 0,5 bar, nhiệt độ hơi quá nhiệt 270°C thi được 0,85 kg cà phê rang.
Trong bảng trên tác giả đưa ra số điểm về mùi vị dựa trên kết quả đánh giá của 7 nhĩm chuyên gia, trong đĩ số điểm của cà phê rang theo trường hợp 1 được cho là 0, cịn trong trường hợp 2 và 3 được đánh giá theo 5 mức sau:
Bảng 7: Điểm chuẩn để đánh giá cảm quan
Điểm Đánh giá -2 Quá nhạt -1 Hơi nhạt 0 Vừa phải +1 Hơi gắt +2 Quá gắt và các hợp chất:
- MIB: 2-methylisoborneol: mặc dù tồn tại ở dạng những vết nhỏ, nhưng cĩ tác động mạnh đến mùi vị, gây ra mùi ngũ cốc và mùi mốc meo.
- (E)-2-nonenal hoặc (E,E)-2,4-decadienal là những andehit chưa bão hịa, chúng là nhân tố chính tạo ra mùi gỗ khơng mong muốn và gĩp phần vào quá trình oxy hĩa chất béo làm hư hỏng sản phẩm.
Hay theo Daniel J. Parodi và Matthew T. Fisher đã mơ tả một thiết bị rang cà phê như sau: Một thiết bị rang bao gồm một buồng rang cĩ phần trên liên kết với phần dưới. Phần trên cĩ
dịng khơng khí nĩng nâng hạt cà phê lên và chúng rơi xuống do trọng lực tạo nên một sự xáo trộn bên trong buồng rang. Theo đĩ, cà phê nhân lưu thơng liên tục giống như dạng tầng sơi và tạo ra một mức độ rang đồng đều. Hơn nữa, cửa dưới đáy buồng rang cĩ lắp đặt một tấm lưới cĩ những lỗ đủ nhỏ để ngăn chặn cà phê nhân lọt qua, nhưng đủ lớn để cung cấp dịng khơng khí lưu thơng qua cửa. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Một thiết bị thăm dị nhiệt độ được bố trí trong buồng rang để tiếp xúc với nhân cà phê, nhưng vẫn đảm bảo khơng tiếp xúc với dịng khơng khí nĩng. Do đĩ, thiết bị thăm dị nhiệt độ đo được nhiệt độ của một mẫu cà phê đại diện trong mẻ rang mà khơng đo nhiệt độ khơng khí nĩng. Trong khi rang, nhiệt độ của cà phê nhân được thăm dị một cách định kỳ, tốc độ của nhiệt độ tăng lên luơn được theo dõi. Tốc độ của quạt cũng như nguồn trao đổi nhiệt luơn được điều chỉnh để duy trì trong một giới hạn đã chọn. Khi nhiệt độ của nhân cà phê đạt đến nhiệt độ mong muốn thì nguồn trao đổi nhiệt bị ngừng hoạt động. Để làm nguội cà phê rang, quạt vẫn tiếp tục hoạt động.
Nắp đặt trên buồng rang cĩ một kênh, khi nắp ở vị trí phía trước thì kênh dẫn khơng khí nĩng và vỏ lụa (cịn sĩt lại) vào thiết bị lọc, thiết bị lọc giữ vỏ lụa lại và cho khơng khí nĩng đi qua; khi nắp ở vị trí phía sau thì kênh đĩng vai trị như là một máng đổ cho phép đổ cà phê rang ra khỏi buồng rang, đồng thời lúc này thiết bị lọc cĩ thể được lấy ra để làm sạch.
Theo tác giả, với thiết bị rang này tránh được những phí tổn trong sản xuất, bởi vì trong suốt quá trình rang, nhiệt độ của cà phê nhân tăng lên đã được duy trì trong một giới hạn chọn trước và giá trị nhiệt độ tích tụ trong nhân cà phê luơn được theo dõi.
2.2. Làm nguội
Một vấn đề khiến nhà sản xuất cà phê luơn quan tâm sau khi quá trình rang kết thúc đĩ là các hợp chất thơm tiếp tục bị biến đổi và mất mát bởi lượng nhiệt vẫn cịn lại trong nhân cà phê. Vì vậy các nhà sản xuất luơn tìm mọi biện pháp để ngăn chặn quá trình này tiếp diễn bằng cách làm nguội nhanh (hay làm lạnh nhanh) cà phê rang với nhiều tác nhân khác nhau như: nitơ lỏng, khí trơ hoặc khơng khì lạnh, … Và như Haruo Hibi và Hirotoshi Yamanashi đã đưa ra phương pháp làm lạnh nhanh cà phê rang như sau: cà phê sau khi rang được cho vào một thiết bị làm lạnh để làm lạnh đến nhiệt độ ít nhất -17°C trong thời gian 3,5 phút. Thiết bị làm lạnh cĩ thể là blast freezer, tunnel freezer hoặc spiral freezer. Haruo Hibi và Hirotoshi Yamanashi cịn cho rằng: lượng khí CO2 cĩ trong cà phê rang xay sẽ bị phân tán và mất mát cùng với những hợp chất thơm theo thời gian. Vì thế hàm lượng khí CO2 trong cà phê rang xay cĩ thể là một chỉ số của sự mất mát và giảm hợp chất thơm.
Sau khi rang cà phê rang cần được làm lạnh đến dưới nhiệt độ -20°C trong 3,5 phút. Bởi vì nếu thời gian lớn hơn 3,5 phút thì hiệu quả ngăn chặn sự thất thốt mùi vị sẽ bị giảm; cịn nếu cà phê rang chỉ được làm lạnh đến nhiệt độ -10°C thì mùi vị sẽ khơng được bảo quản một cách
đầy đủ. Mặt khác, nếu cà phê rang được làm lạnh vượt mức cần thiết thì sẽ làm tăng thêm chi phí khơng hợp lý.
Tác giả cịn đưa ra mẫu thí nghiệm và mẫu đối chứng, các mẫu này đều cùng một loại cà phê được rang trong cùng một thiết bị rang với mức độ rang như nhau, chỉ khác nhau ở giai đoạn làm lạnh.
- Mẫu thí nghiệm được làm lạnh trong 2 phút đến nhiệt độ -22°C.
- Mẫu đối chứng 1: Làm lạnh bằng khơng khí lạnh trong 4 phút đến nhiệt độ 27°C. - Mẫu đối chứng 2: Làm lạnh bằng khơng khí lạnh trong 4 phút đến nhiệt độ 27°C, sau đĩ tiếp tục làm lạnh bằng blast frozen đến nhiệt độ -20°C trong 1,4 phút.
- Mẫu đối chứng 3: Làm lạnh bằng blast frozen đến nhiệt độ 0°C trong 1,4 phút. - Mẫu đối chứng 4: Làm lạnh bằng blast frozen đến nhiệt độ -11°C trong 1,6 phút.
Các mẫu đều được xay trong cùng một điều kiện như nhau và qua 5 lần xác định lượng CO2 cĩ trong mỗi mẫu, kết quả thu được như sau:
Bảng 8: Thể tích CO2 qua các mẫu thí nghiệm Tổng thể tích CO2 (ml) Mẫu thí nghiệm Mẫu đối chứng 1 Mẫu đối chứng 2 Mẫu đối chứng 3 Mẫu đối chứng 4 Lần 1 36 30 30 31 32 Lần 2 37 28 30 32 34 Lần 3 38 29 30 32 33 Lần 4 38 30 31 31 33 Lần 5 38 29 29 32 33 Trung bình 37,4 29,2 30 31,6 32,6
Qua những điều trên, ta nhận thấy rằng: Sau khi quá trình rang kết thúc, cà phê rang cần được làm lạnh đến nhiệt độ ít nhất -17°C trong vịng 3,5 phút thì hương vị của cà phê được duy trì tốt hơn và do đĩ thời hạn sử dụng cĩ thể được kéo dài.
2.3. Xay
Trong quá trình xay cà phê rang người ta thường tiến hành qua 3 giai
- Làm vỡ hạt cà phê rang thành những mảnh tương đối lớn để giải phĩng lớp vỏ lụa cịn sĩt lại.
- Nghiền những mảnh cà phê trên đến kích thước nhỏ hơn (theo nhu cầu của người tiêu dùng).
- Đồng nhất hĩa (hay chuẩn hĩa: normalized) để trộn đều giữa những mảnh vỏ lụa với hạt cà phê rang xay; đồng thời tạo ra sản phẩm cà phê rang xay cĩ sự đồng nhất về màu sắc cũng như cĩ tác dụng làm cho nước cà phê cĩ độ quánh. Bộ phận đồng nhất hĩa là một buồng khuấy trộn bằng những cánh khuấy mái chèo, thơng thường được gắn trong các thiết bị xay.
Cịn theo Steven J Kirkpatrick nếu trong quá trình xay thứ tự các bước được tiến hành như sau sẽ cho sản phẩm cà phê rang xay cĩ chất lượng cao hơn:
- Bước 1: Tốt nhất cà phê rang được làm vỡ đến kích thước các mảnh vỡ khoảng 40 – 80% trên rây 6 mesh (3,36 mm), khi đĩ phần lớn vỏ lụa cịn bám trên nhân cà phê sẽ được bong ra. Nếu trên 80% những mảnh vỡ trên rây 6 mesh thì những mảnh này quá thơ, lớp vỏ lụa khĩ được bong ra hồn tồn; nếu ít hơn 40% những mảnh vỡ giữ lại trên rây 6 mesh thì những mảnh vỡ này quá nhỏ làm cho sản phẩm cuối cùng cĩ tỉ trọng lớn.
- Bước 2: Sau khi làm vỡ thành các mảnh như trên, tiến hành đồng nhất hĩa. Trong tiến trình đồng nhất hĩa, những mảnh cà phê và vỏ lụa cịn lại được phối trộn với nhau, dầu cà phê được thốt ra từ những mảnh cà phê sẽ hịa trộn với những mảnh vỏ lụa nhỏ tạo một cảm giác khơng cịn vỏ lụa trên nền của cà phê rang xay. Tại đây ta cĩ thể bổ sung thêm các mùi thơm hay các phụ gia. Thơng thường bước này được tiến hành trong khoảng thời gian rất ngắn, chỉ một vài phút. Chính hai bước này gĩp phần làm giảm tỉ trọng của sản phẩm cà phê rang xay.
- Bước cuối cùng là xay cà phê ở hai bước trên đến kích thước mong muốn.
Mặt khác, theo Haruo Hibi và Hirotoshi Yamanashi: Sự giảm mùi vị cà phê rang xay cĩ thể được ngăn chặn nếu nhiệt độ được duy trì khoảng 20°C hoặc thấp hơn trong suốt quá trình xay.
2.4. Đĩng gĩi
Sản phẩm cà phê rang xay chỉ được xem là hồn chỉnh khi chúng được đĩng gĩi trong một túi thích hợp để chuyển đến tay người tiêu dùng. Đối với nhiều sản phẩm thực phẩm, quá trình
này là một việc làm tương dối đơn giản. Riêng đối với sản phẩm cà phê rang xay thì khơng đơn giản chút nào bởi theo thời gian lượng CO2 cũng như các hợp chất thơm thất thốt dần làm giảm chất lượng sản phẩm. Trước kia cà phê sau khi rang xay được cho vào túi bằng biện pháp thủ cơng rồi chuyển đến tay người tiêu dùng. Chính điều kiện đĩng gĩi như trên làm cho hạn sử dụng của sản phẩm cà phê rang xay khơng được kéo dài. Và hiện nay mặc dù đã cĩ nhiều biện pháp đĩng gĩi bằng khí, bằng chân khơng hoặc kết hợp giữa chân khơng và khí… Tuy nhiên, theo Francesco Illy khi cà phê rang xay được đĩng gĩi trong điều kiện chân khơng thì giữ được hầu hết các hợp chất dễ bay hơi như: ether, dầu, caffeol, CO2, và độ ẩm của cà phê đạt khoảng 1.5-2%; đồng thời trong điều kiện chân khơng cịn giữ được vị đặc trưng của cà phê và cho sự khuếch tán các hợp chất trên hồn hảo hơn biện pháp thơng thường. Francesco Illy cịn cho rằng quá trình oxy hĩa các hợp chất béo và dầu cà phê vẫn khĩ tránh khỏi (dù rất ít) bởi vì những phần vơ cùng nhỏ được bao quanh ngay lập tức bị oxy hĩ bởi khơng khí, tiếp theo đĩ là sự kết hợp hĩa học giữa oxy với các chất béo và dầu cà phê để bắt đầu quá trình oxy hĩa. Lượng oxy ngấm vào trong suốt quá trình oxy hĩa thì khĩ cĩ thể được loại ra trong suốt quá trình rút chân khơng.
Và theo các nhà nghiên cứu, nếu bao bì chân khơng khơng bị hư hỏng thì chất lượng cà phê cĩ thể duy trì trong khoảng thời gian là 18 tháng mà khơng cần phải áp dụng một biện pháp bảo quản đặc biệt nào. Nhưng khi đã mở ra thì nên để túi cà phê trong tủ lạnh và nên dùng trong một thời gian ngắn. Nếu muốn sử dụng lâu thì cĩ thể xử lý đơng lạnh gĩi cà phê.
Bảng 9: Các mối nguy hại trong quy trình sản xuất rang xay cà phê
STT Các cơng đoạn Các mối nguy Biện pháp kiểm sốt Biểu hiện (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});