BÀI 5 : SẢN XUẤT CÀ PHÊ NHÂN RANG, CÀ PHÊ BỘT
2. Cơ sở lý thuyết
2.1. Rang
Rang là quá trình gia nhiệt bằng nhiệt tiếp xúc hoặc nhiệt bức xạ nhằm làm biến đối sâu sắc các thành phần hóa học của nguyên liệu, tạo ra các tính chất đặc trưng của sản phẩm. Đối với rang cà phê, quá trình rang thường được chia làm 3 giai đoạn gia nhiệt như sau:
Giai đoạn 1: đây là quá trình tăng nhiệt độ khối cà phê lên đến nhiệt độ rang, thời gian này càng ngắn càng tốt. Trong giai đoạn này ẩm bề bề mặt hạt bay ra, quan sát thấy khói trắng bay ra (thực chất là hơi nước) kèm theo mùi hăng.
Giai đoạn 2: là giai đoạn rang, nhiệt độ hạt dao động trong khoảng 200- 300 oC. Trong giai đoạn này nước tự do trong hạt bay ra làm hạt bị nổ tạo ra tiếng kêu lách tách. Thể tích khối hạt tăng lên, màu xanh xám của hạt mất dần, hạt chuyển sang màu vàng rồi nâu nhạt. Cuối giai đoạn 2 cường độ mùi tăng lên, tiếng nổ lách tách rộ lên.
Giai đoạn 3: là giai đoạn tạo hương thơm, cần khống chế không để nhiệt độ khối hạt vượt quá 240 OC. Trong giai đoạn này, các phản ứng tạo màu, mùi xảy ra.
2.2. Những biến đổi của hạt cà phê trong quá trình rang.
Biến đổi vật lý
xanh vàng sang màu vàng, vàng nâu, nâu cánh gián và nâu đen. Hạt trở nên giòn, dễ vỡ, bề mặt nhẵn bóng.
Biến đổi hóa học
Carbohydrate: các polysaccharide không hòa tan trong nước sẽ bị cắt mạch hoặc bị oxy hóa sau khi pha chúng trở thành bã cà phê. Còn các loại đường bị caramel -hóa ở nhiệt độ 170-200 oC sẽ tham gia tạo màu và hương vị cho cà phê.
Nước: nước bốc hơi và lượng ẩm tạm thời giảm xuống chỉ còn 1-2,5%, sau đó tăng lên do một số chất hữu cơ bị cháy. Một phần nước trong cà phê không bay đi là do liên kết với đường caramel hóa. Theo quy định của hầu hết các nước tiêu thụ cà phê, lượng ẩm cà phê rang xay không được vượt quá 5%.
Chất béo: các hợp chất béo hầu như không thay đổi và nếu tính theo tỉ lệ khối lượng thì hàm lượng chất béo tăng lên.
Các acid: acid chlorogenic – acid đặc trưng cho cà phê bị phân hủy từ 30- 70% trong quá trình rang.
Các protein: protein bị phân hủy thành acid amin và một số được tái tạo lại và có mặt trong cà phê rang. Một số sản phẩm tạo ra từ sự thủy phân protein kết hợp với carbohydrat và acid chlogenic tạo thành những hợp chất màu nâu và quan trọng là phản ứng Mayer tạo mùi giữa các acid amin với các đường đơn.
Các alkaloid: hàm lượng caffeine hầu như không thay đổi trong quá trình rang. Chất thơm: chất thơm hầu nhưu không có trong cà phê nhân sống mà chúng hình thành trong quá trình rang. Bằng phương pháp sắc ký khí, người ta đã phát hiện ra hơn 800 hợp phần thơm khác nhau trong cà phê rang.
Chất khí: chủ yếu là CO2được sinh ra sự oxy hóa carbohydrate. Khoảng % lượng khí nằm lại trong hạt, gây nên áp suất làm hạt phồng lên. Việc giữ lại CO2 trong hạt rất quan trọng trong việc duy trì chất lượng của hạt cà phê rang trong quá trình bảo quản (vừa duy trì hương thơm, vừa không làm ôi dầu trong hạt).