Rang Gia Công Cà phê hạt

I.RANG VÀ CÁC BIẾN ĐỔI KHI RANG CÀ PHÊ.
1.1.Rang là gì?.
Là quá trình gia nhiệt cà phê nhân thô để chúng trở thành hạt cà phê mà ta có thể xay nhuyễn, pha chế – Đó là cách diễn đạt đơn giản nhất có thể. Tuy nhiên, trong thực tế mọi việc phức tạp hơn thế một chút. Rang cà phê liên quan rất nhiều đến khoa học, và để hiểu thêm về các phản ứng Maillard, caramen hóa, crack 1, crack 2, hay sự biến đổi cấu trúc hạt được nhắc đến trong bài viết này.

Trước khi rang, hạt cà phê có màu xanh lá cây với mùi gần giống như đậu hoặc cỏ, chỉ khi được rang, các chất hương và vị mới bắt đầu gia tăng trong hạt. Toàn bộ sự kiến tạo hương vị như thế được kiểm soát dưới hai cơ chế: một phần khoa học với các phản ứng hóa lý, phần còn lại nghệ thuật & cảm hứng. Do đó hương vị mà chúng ta cảm nhận được từ cà phê, không hoàn toàn đến từ cây, nông trại, hay trạm chế biến, nó đến từ một hành trình ngắn trong mấy mươi phút để chuyển đổi từ nguyên tố thành hương vị, với vô số các biến đổi về chất bao gồm:
+ Màu sắc hạt sẽ chuyển từ xanh sang vàng, nâu rồi cuối cùng là đen.
+ Tăng gần gấp đôi kích thước và giảm gần một nửa khối lượng, hạt trở nên xốp và giòn hơn.
+ Hình thành từ 800 đến 1000 hợp chất hương vị, sau đó giảm đi đáng kể nếu rang quá lâu.
+ Bật to (crack) khi chúng giải phóng hơi nước & các khí khác.

1.2.Các phân đoạn của quá trình rang.
Đoạn đầu của quá trình rang thường được gọi là giai đoạn sấy khô (mặc dù hạt cà phê liên tục mất độ ẩm trong quá trình rang). Trong giai đoạn đầu này, sự xuống cấp của diệp lục làm cho hạt cà phê đổi màu từ xanh sang vàng. Tiếp theo, khi chuyển sang giai đoạn hóa nâu (giai đoạn phát triển hương vị) hạt cà phê chuyển từ màu vàng sang màu nâu nhạt chủ yếu là do phản ứng Maillard gây ra. Và muộn hơn, khi dần về cuối quá trình rang, hạt cà phê tiếp cận vết nứt đầu tiên (Frist crack), màu nâu trở nên sẫm hơn do phản ứng caramel hóa diễn ra. Cuối cùng, nếu không kết thúc đúng lúc, giai đoạn hóa thành sẽ phá hủy hoàn toàn cà phê.
a. Giai đoạn sấy – Drying Phase.
Hạt cà phê nhân thô sau chế biến có độ ẩm từ 8 đến 12%. Chúng ta cần làm khô nó trước khi bắt đầu phát triển các hương vị mới mẻ. Giai đoạn sấy thường kéo dài 4 đến 8 phút với máy rang dạng trống truyền thống. Nhiệt độ ở cuối giai đoạn sấy thường là 140 – 160⁰C. Đây là thời điểm quan trọng để thu thập nhiệt lượng cần thiết cho giai đoạn phát triển hương vị tinh tế của hạt cà phê.
Khi làm quen với quá trình rang, bạn sẽ biết rằng ta chỉ cho cà phê vào khi máy rang đã đạt nhiệt độ cần thiết, thuật ngữ ngành rang gọi đây là charge temperature tức là nhiệt độ đầu nạp (hay nhiệt độ sạc). Và để xác định được nhiệt độ đầu vào là bao nhiêu bạn phải cân nhắc dựa trên nguồn gốc & phương pháp chế biến của loại cà phê đó, độ lớn mẻ rang, quan trọng hơn là loại máy rang, tổng thời gian rang dự kiến.

b. Giai đoạn hóa nâu.
Một sự chuyển tiếp (dù không hẳn là một giai đoạn) được gọi là ‘The Middle’ trong khi quá trình sấy khô vẫn tiếp diễn, cà phê xanh sẽ chuyển sang màu vàng hoặc nâu nhạt nên được gọi đây là “giai đoạn hóa nâu”.
Từ giai đoạn này, các loại đường tự nhiên trong hạt sẽ tham gia phản ứng hóa học, cùng với sự giải phóng hơi nước làm cho hạt bắt đầu giãn nở và tỏa ra mùi thơm dễ chịu. Những thay đổi về màu sắc và mùi thơm phần lớn là sản phẩm của phản ứng Maillard – chúng tăng tốc khi nhiệt độ hạt đạt khoảng 121°C – 149°C. Đến khoảng 171°C, quá trình Caramen hóa bắt đầu, làm suy giảm lượng đường tự nhiên nên các phản ứng Maillard sẽ chậm lại. Tiến trình Caramel hóa sẽ làm thay đổi sâu màu sắc hạt và tạo ra hương vị trái cây, bánh mì nướng, hoặc hạt dẻ…

c.Giai đoạn phát triển hương.
Nhiều nhà rang xay đã đề cập rằng thời gian từ khi bắt đầu vết nứt đầu tiên (first crack) cho đến khi xả cà phê ra khỏi máy được xem là Development Time – Thời gian phát triển hương vị. Đây là một thuật ngữ gây hiểu lầm, gần như đã đơn giản hóa quá trình rang với việc phân đoạn thành bước 1, 2 và kết thúc, đồng thời gói gọn sự chuyển hóa hương vị trong một giai đoạn ngắn ngủi của toàn quá trình.
Hầu hết các nhà rang xay thường điều chỉnh thời gian phát triển tách biệt với phần còn lại của quá trình rang, nhưng cách tiếp cận như vậy thường sẽ dẫn đến khả năng cà phê không đạt được sự hình thành các hương vị tinh tế của nó, vậy nên phải làm sao để giai đoạn này tỷ lệ với toàn quá trình rang. “Kinh nghiệm đã dạy mình rằng tỷ lệ thời gian dành cho giai đoạn phát triển (development-time ratio) nên nằm trong khoảng từ 20% -25% so với tổng thời gian rang. Nói cách khác, thời điểm xuất hiện crack đầu tiên sẽ bắt đầu ở mức 75% đến 80% thang đo thời gian rang, và thay đổi một chút tùy thuộc vào mức độ rang mong muốn.

1.3.Mức độ rang.
Mức độ rang chỉ là một tên gọi, một khái niệm, nhưng cũng là mấu chốt quan trọng nhất của quá trình rang. Thông thường cà phê rang nhẹ sẽ thể hiện nhiều “hương vị nguyên bản” có được từ đặc tính giống loài, phương pháp chế biến, độ cao, thổ nhưỡng & khí hậu. Càng rang đậm, hương vị ban đầu của hạt càng bị lu mờ bởi chất vị được tạo ra bởi nhiệt độ, và khi tiến đến vùng rang sẫm màu “hương vị rang” chiếm ưu thế đến mức khó có thể phân biệt nguồn gốc của các loại cà phê nhau.
Các nhà rang xay thường tự do quyết định mức độ rang cần thiết cho loại cà phê của mình (theo thang đo quang phổ), và thậm chí là đặt theo tên riêng của họ. Tuy có vẻ phức tạp nhưng tất cả chúng đều là cách gọi khác đi của light roasts, medium roast, hay dark roast… hoặc ở một mức độ phân chia nhỏ hơn giữa chúng.
Máy đo thang màu cho hạt cà phê: Phương pháp phổ biến nhất, nhưng có lẽ là chính xác nhất, để xác định mức độ rang là đánh giá màu của hạt cà phê qua thang đo Agtron bằng máy đo màu. Về nguyên lý, máy đo màu Agtron sẽ chiếu đèn cực tím vào mẫu cà phê xay hoặc nguyên hạt sau đó cảm biến sẽ đo mức độ phản xạ để phân tích màu, từ đó đưa ra một con số biểu thị mức độ rang. Một máy đo màu Agtron sẽ có hai thang đo bao gồm M-Basic (hay Commercial Scale) và Gourmet Scale (tương tự như việc cây thước có vạch cm và inch), mỗi thang đo được phát triển để đáp ứng nhu cầu của từng nhà rang, ở những quy mô khác nhau:
Commercial Scale: từ 0 đến 100 (dark to light), commercial là thang phân loại rang ban đầu và được phát triển cho các nhà rang xay thương mại. Theo thời gian, commercial đã được nhiều thiết bị đo lường khác chấp nhận như một thang đo chính cho sự phát triển của hạt cà phê.
Gourmet Scale: từ 0 đến 133, được phát triển cho các nhà rang cà phê đặc sản, những người đòi hỏi việc phân chia mức độ rang tinh vi hơn so với quy mô thương mại.
Cả hai thang đo đều sử dụng cùng một điểm tham chiếu 0, tương đương với carbon nguyên chất, không có mùi thơm và hương vị. Ở đầu trên cùng của thang đo với Commercial 100.0 và 133.0 với Gourmet tương đương với cà phê xanh. Các mức độ rang theo thang đo Agtron Gourmet được quy định bởi SCA bao gồm:
Light: > 70
Medium Light: 61-70 ; Medium: 51-60 ; Medium Dark: 41-50
Dark: 35-40 ; Very Dark: 25-34

II.CÁC BIẾN ĐỔI TRONG QUÁ TRÌNH RANG.
2.1 Biến đổi vật lý.
Mùi thơm và hương vị mong muốn của cà phê được phát triển trong quá trình rang, trong đó hạt cà phê trải qua một loạt các phản ứng hóa ly phức tạp dẫn đến sự thay đổi của các tính chất vật lý và hóa học. Ta sẽ tìm hiểu thêm về những thay đổi vật lý của hạt cà phê bên trong máy rang bắt đầu từ sự thay đổi cấu trúc hạt, quá trình giải phóng hơi nước dẫn đến các tiếng nổ (crack) và sự thay đổi màu sắc hạt…
a.Cấu trúc hạt – Physical Structure.
Mỗi tế bào thực vật (cả động vật) đều có màng tế bào, trong trường hợp của nhân cà phê, chúng được cấu trúc từ cellulose và một vài loại carbohydrate khác. Các thành tế bào này đóng vai trò như một ‘bộ xương thực vật’, tạo thành một cấu trúc rất chắc chắn. Nếu chúng ta chiết xuất khoảng 20% ​​chất rắn trong mỗi hạt cà phê vào một tách Espresso, thì hầu hết 80% còn lại chính là khung cellulose này.

b.Sự thay đổi cảm quan.
Sự thay đổi rõ ràng nhất xảy ra trong quá trình rang là màu sắc. Trước khi rang, hạt cà phê có màu xanh. Sau đó vài phút nhiệt độ sẽ làm cho chất diệp lục có trong hạt chuyển sang màu vàng, trước khi kích hoạt một chuỗi các phản ứng hóa học tiếp theo để hạt cà phê chuyển sang màu nâu – đến nâu sẫm và cuối cùng là đen. Quá trình này được chịu trách nhiệm bởi hai nhóm phản ứng hóa học chính:
Thứ nhất: Sự hình thành melanoidin – sản phẩm của phản ứng Maillard (phản ứng hóa học giữa các axit amin và đường khử)
Thứ hai: Phản ứng caramel hóa các loại đường (sự phân hủy carbohydrates) tự nhiên trong hạt.

c.Màu sắc và sự phát triển hương vị.
Vấn đề đầu tiên cần quan tâm tại đây, đó là sự phát triển hương vị bên trong hạt cà phê luôn tiến triển trễ hơn so với hiểu hiện màu sắc bên ngoài hạt. Vì vậy, là đơn vị rang phải quản lý quá trình này và đảm bảo rằng chất vị bên trong được phát triển đầy đủ như màu sắc đạt đến của hạt của nó. Và cần lưu ý rằng, trong nửa đầu quá trình (Light roast) sự khác biệt giữa biểu thị màu sắc và sự phát triển bên trong hạt không đáng kể, càng về cuối (Darkroast) biên độ chênh lệch này càng lớn
Thứ hai, ta cũng cần lưu ý rằng rang sẫm (dark roast) hơn không làm cho cà phê phát triển nhiều hơn. Mặt khác, rang nhẹ (light roast) không có nghĩa cà phê đã phát triển đầy đủ. Màu sắc, chỉ là một phần biểu hiện cho hương vị. Do vậy, với sự phát triển đúng đắn, bất kỳ màu sắc nào của quá trình rang cũng có thể cho hương vị phong phú và đậm đà.

d.Cấu trúc, độ ẩm và khối lượng hạt cà phê.
Như đã nhắc ở phần trên, cấu trúc vi mô của một hạt cà phê là ma trận của các tế bào được cấu tạo thành từ cellulose. Quá trình rang phá hủy cấu trúc tế bào cà phê, mặc dù khung của các thành tế bào vẫn còn nguyên vẹn, tế bào chất bị giảm dần được đẩy về phía thành tế bào, nhường chỗ cho một khoảng trống chứa đầy khí ở vùng trung tâm. Lớp thành tế bào này trở nên mỏng hơn khi tiếp tục rang, các khí và hơi nước sẽ tăng sức ép làm kích thước tế bào tăng lên. Do đó, Song song với việc tăng thể tích, độ xốp đo được cũng tăng dần trong quá trình rang.
Trong suốt quá trình rang, lượng nước tự do trong hạt sẽ bốc hơi và tạo ra áp suất cao trong hạt. Sức trương nở này sẽ thay đổi cấu trúc của các thành tế bào từ cứng nhắc sang mềm dẻo hơn, hạt sẽ dần suy yếu, mềm hơn và xốp hơn, đồng thời do áp lực hơi nước nội bào (và các khí khác) các vật chất bên trong sẽ bị ép ra thành tế bào để lại một khoảng trống nội bào. Phần lớn các khoảng trống này sẽ được tích tụ đầy khí CO2 – khi nước thẩm thấu vào các khoang này trong quá trình pha chế, các hợp chất hòa tan sẽ theo nước đi vào chiết xuất và cho ta cảm nhận hương vị cà phê.

2.2 Biến đổi hóa học.
Khi hạt cà phê chuyển mình trong sức nóng của máy rang, hàng trăm phản ứng hóa học sẽ liên tục diễn ra một số hợp chất sẽ phân hủy, một số bị biến tính thành các hợp chất khác và vô số các hợp chất mới được hình thành, tất cả các điều này cộng với một loạt các biến đổi về mặt vật lý sẽ hình thành trong nhân cà phê những hương vị độc nhất.
Trong ngôn ngữ hóa học, mọi phản ứng liên quan đến cà phê trong máy rang đều quy về một quá trình tên gọi là nhiệt phân (endothermically). Đây là các biến đổi xảy ra khi vật liệu hữu cơ đạt đến nhiệt độ phân hủy, nó tạo ra các hợp chất dễ bay hơi và để lại tàn dư của cacbon (hay còn gọi là than). Trong quá trình rang cà phê, chúng ta đặt ra một giới hạn để tránh làm cho hạt cà phê hóa than, nhưng đủ để chúng trải qua những thay đổi hóa học do nhiệt phân nhằm hình thành các hợp chất hương vị…

a.Phản ứng Maillard.
Maillard không chỉ là một, mà là một nhóm hàng loạt các phản ứng hóa học rất quan trọng để tạo ra hương vị đặc trưng và màu nâu của cà phê rang (và nhiều loại thực phẩm khác – bao gồm sô cô la, bánh mì…)Trong lò rang, quá trình này bắt đầu từ khoảng 140°C đến 160°C, khi nhiệt độ vượt ngưỡng 170°C, các phản ứng caramen hóa bắt đầu xảy ra và đốt cháy hết lượng đường còn lại.
Có vô số con đường để phản ứng Maillard xảy ra trong hạt cà phê, với (n) loại axit amin và (n) loại đường thì chúng ta sẽ có n2 các hợp chất hương vị khác nhau. Những sản phẩm quen thuộc nhất trong số này là hương vị rang, bánh mì nướng. Điều thú vị đối với phản ứng Maillard là tất cả các sản phẩn của nó lại có thể phản ứng lại với các axit amin tự do khác để tạo thành Melanoidin – một hợp chất màu nâu sẫm, có vị rang, mạch nha, đắng, khét.. đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành và ổn định crema trong Espresso, mang đến cảm nhận đậm đà cho cốc cà phê của bạn.

b.Phản ứng Caramel hóa.

Không giống như các phản ứng Maillard, Caramel hóa là một hình thức nhiệt phân xảy ra ở khoảng 170°C (338°F). Nhiệt độ cao sẽ làm các mạch carbohydrate dài, phức tạp vỡ ra thành hàng trăm hợp chất mới, nhỏ hơn bổ sung một lượng đáng kể vị đắng, chua, mùi hương…  Phản ứng này sẽ diễn ra liên hoàn cho đến khi kết thúc quá trình rang và nó cũng góp phần tạo nên những mùi hương ngọt ngào trong cà phê, như caramel, bánh mì nướng, hạnh nhân,..
Ngoài ra, ta cũng cần lưu ý rằng hàm lượng đường sucrose không chỉ cho vị ngọt, độ đậm đà của cà phê sau khi rang, mà còn tác động đến tính axit (độ chua), vì phản ứng caramel hóa của đường Sucrose sẽ tạo ra axit axetic. Do vậy, chúng ta luôn khuyến khích người trồng cà phê thu hoạch quả đúng độ chín, với hàm lượng đường cao nhất có thể nhằm cung cấp nguồn nguyên liệu dồi dào cho nhóm phản ứng Maillard & Caramel.

c.Sự hình thành các hợp chất hương vị.
Có bao nhiêu % chất hòa tan trong một hạt cà phê? khoảng một phần ba khối lượng cà phê sau khi rang là có thể hòa tan trong nước. Trong khi đó tỷ lệ chiết xuất tối ưu vào khoảng 19% – 22% , tương đương với khoảng 55% -60% tổng lượng chất hòa tan có trong cà phê (vì chúng ta hạn chế hòa tan các hương vị không mong muốn trong cốc) cộng với một một lượng nhỏ lipit và các mảnh cellulose vỡ vụn (còn được gọi là fines). Toàn bộ các chất hòa tan này, cộng với hương thơm phong phú, đến từ một trong các biến đổi sau đây.
+ Các hợp chất dễ bay hơi: Vài phút sau khi quá trình rang bắt đầu, “mùi hương cà phê” mới chính thức hình thành – Sự gia tăng nhanh chóng của các hợp chất thơm dễ bay hơi xảy ra khi độ ẩm của cà phê giảm dưới 5%. Khi đó, các phản ứng Caramel hóa và Maillard, cũng như sự suy thoái và chuyển hóa của axit amin, đường, axit phenolic và lipid, sẽ cùng nhau góp phần vào sự phát triển của các hợp chất thơm, bao gồm:
* Aldehydes, mùi hương của những loại trái cây có màu xanh.
* Furans, góp phần mùi caramel.
* Pyrazines, có mùi hương đất.
* Guaiacol, có mùi khói, hăng cay.
* Các hợp chất chứa lưu huỳnh như 2-furfurylthiol tạo nên mùi thơm đặc trưng mà ta gọi là “mùi cà phê rang cà phê”, nhưng một số loại khác không có mùi hấp dẫn – Ví dụ, methanethiol có mùi như bắp cải thối.
Cần lưu ý rằng, hàm lượng hương liệu sẽ đạt cực đại ở mức rang nhạt đến trung bình (light – medium roast). Tiếp tục rang đậm hơn, nhiệt độ sẽ phá hủy các hương thơm được sáng tạo bởi nó, để lại mùi khói và khét. Đồng thời, từ độ rang đậm (dark roast) trở đi, các cấu trúc cellulose yếu hơn và xốp hơn, khả năng giữ chất thơm sẽ kém hơn so với loại rang nhẹ nhạt hơn.
+ Các hợp chất không bay hơi: Đơn giản là các chất ổn định ở nhiệt độ phòng. Một số trong các hợp chất này được hình thành, thay đổi trong quá trình rang, trong khi số khác vẫn ổn định trong suốt quá trình. Hầu hết các hợp chất không bay hơi góp phần vào hương vị (flavor) cà phê. Ví dụ như caffeine, chịu trách nhiệm cho một phần vị đắng, sucrose cho vị ngọt, và lipid cho cảm giác về sự đậm đà (body), các loại axit hoặc hợp chất melanoidin hình thành trong phản ứng Maillard cũng thuộc nhóm chất không bay hơi…
Nói về Caffeine, bất chấp quan niệm chung, việc rang đậm hơn chỉ làm giảm khối lượng hạt cà phê do mất nước chứ không làm giảm hàm lượng caffeine trong hạt (vì caffeine ổn định ở mức nhiệt cao hơn nhiệt độ rang). Do vây, càng rang đậm tỷ lệ caffeine / trọng lượng sẽ tăng dần, nên với cùng một lượng cà phê, thì loại nào rang càng đậm hàm lượng caffeine càng cao.

III.RANG GIA CÔNG THEO YÊU CẦU. 
Với máy rang công suất 120-200kg/mẻ, CÀ PHÊ MIỀN NAM nhận rang gia công cà phê giá rẻ theo nhu cầu của khách hàng, công suất máy lớn của xưởng sẽ giúp tiết kiệm thời gian cho các cửa hàng kinh doanh cà phê, gia đình doanh nghiệp…
Chúng tôi thực hiện các đơn đặt hàng (kể cả đơn hàng gấp) cho bạn bất cứ khi nào bạn cần ngay tại công ty chúng tôi.
Nhận gia công cà phê các loại với giá cạnh tranh nhất, các loại cà phê hạt  như Robusta, Arabica, Culi và cà phê hạt các loại….theo yêu cầu khách hàng. Rang cà phê nhanh chất lượng, giao hàng cà phê đúng hẹn cho khách hàng.

LIÊN HỆ CHUYÊN CUNG CẤP CÀ PHÊ HẠT RANG XAY NGUYÊN CHẤT CÀ PHÊ MIỀN NAM :

• Phân phối: 1502 Nguyễn Duy Trinh, P. Long Trường, TP. Thủ Đức, TP. HCM
• Số ĐT: 0932610087 (Zalo: 0932610087)
• Email: cpmn.cafe@gmail.com
• Website: caphemiennam.com – caphemiennam.com