Thành phần hoá học của hạt cà phê chưa rang

Hạt cà phê có mật độ và tính đa dạng tế bào cao nhất trong tất cả các loài thực vật cùng họ. Chính đặc điểm vật lý này kết hợp với thành phần hoá học phức tạp, hàng trăm phản ứng hoá học sẽ xảy ra khi hạt cà phê chuyển mình dưới sức nóng của nhiệt độ rang. Một số các hợp chất sẽ phân huỷ, biến thành các hợp chất khác đồng thời vô số hợp chất mới được hình thành tạo nên hương vị đặc trưng và độc nhất của hạt cà phê mà không có một loại thực vật nào khác có được. 

Trong khuôn khổ giới hạn của bài viết, cùng Bean In Love tìm hiểu những hợp chất hoá học cơ bản nào có trong hạt cà phê chưa rang nhé!

A. Nhóm các hợp chất hữu cơ:

Carbonhydrate

Carbonhydrate (các phân tử carbon ngậm nước có cấu trúc phức tạp) chiếm khoảng 40-50% thành phần hoá học của cà phê, được chia làm 2 loại:

– Carbohydrate trọng lượng phân tử cao (hay còn gọi là polysaccharide): chủ yếu trong hạt cà phê là cellulose. Đây là thành phần chính tạo nên cấu trúc và hình dạng của cà phê. Cấu trúc này là nơi chứa đựng hàng trăm hợp chất hoá học, chúng sẽ biến đổi, phân tách và kết hợp để tạo thành các hợp chất đặc trưng của cà phê rang.

– Carbohydrate trọng lượng phân tử thấp (hay còn gọi là đường), chủ yếu trong cà phê nhân xanh là sucrose. Sucrose chiếm tỉ lệ 6-9% trọng lượng cà phê nhân (Arabica). Lượng đường này phụ thuộc vào giống cà phê, khu vực trồng, thổ nhưỡng, đặc biệt là mức độ chín của trái cà phê khi thu hoạch. Lượng đường trong trái có vai trò quan trọng, tạo vị ngọt cho tách cà phê cũng như hương vi đặc trưng của cà phê trong giai đoạn nâu hoá và caramel hoá của quá trình rang.

Protein (chất đạm)

Protein chiếm khoảng 10-13% khối lượng cà phê nhân khô. Trong thành phần protein có những axit amin chính như: cystein, alanie, phenylalanine, methionine và proline…

Các axit amin này và các loại đường sẽ tương tác với nhau trong quá trình rang (qua phản ứng Maillard) tạo ra Glycosylamines và Melanoidins – chất tạo nên vị đắng, màu nâu và mùi rang của cà phê.

Organic acids (Axit hữu cơ)  

Axits hữu cơ bao gồm axit chlorogenic (CGAs), citric, quinic, caffeic, malic, acetic và axit formic. Trong đó, CGAs là axit hữu cơ quan trọng, chiếm khoảng 7-10% khối lượng cà phê nhân. CGAs tạo nên vị đắng của cà phê và là thành phần chống lại côn trùng và sâu bệnh. CGAs trong cà phê Robusta (9,9%) nhiều hơn so với Arabica (8,1%), vì vậy cà phê Robusta thường có vị đắng hơn và có khả năng chống chọi sâu bệnh cao hơn Arabica. CGA là chất chống oxy hoá cao.

Lipid (Chất béo)

Chất béo trong cà phê được biết đến chủ yếu là triglycerides. Chất béo không tan được trong nước nên vẫn còn tồn tại trong cà phê sau khi pha chế đặc biệt đối với các phương pháp pha chế không dùng filter. Chính chất béo trong cà phê giúp bảo toàn các hợp chất tạo mùi hương (aroma) và tạo nên cảm giác tròn vị khi uống.

Lượng chất béo trong cà phê Arabica khá cao (15-17%) trong khi Robusta thấp (10,5-11%).  Cà phê có chất lượng cao sẽ cho nhiều chất béo hơn. Tuy nhiên, chất béo dễ làm hạt đã rang bị oxy hóa nhanh hơn và có mùi không hay khi bảo quản không tốt.

B. Các hợp chất alkaloids

Hạt cà phê có chứa một số alkaloids (hợp chất hữu cơ chứa ít nhất một nguyên tử nitơ), trong đó chủ yếu đó là caffeine và trigonelline. Mỗi loại alkaloids này chiếm khoảng 1% khối lượng hạt, tạo nên vị đắng và tính kích thích của cà phê.

Caffeine đóng góp khoảng 10% vị đắng nhưng chiếm đa phần trong việc tạo hiệu ứng kích thích của cà phê. Cây cà phê tự tổng hợp caffeine để chống lại côn trùng. Hàm lượng caffeine trung bình của cà phê Robusta cao hơn của Arabica nên khả năng chống chịu sâu bệnh cũng tốt hơn. Trái với niềm tin chung của nhiều người, quá trình rang cà phê không làm tăng hay giảm hàm lượng caffeine có trong hạt.