Hóa thực phẩmNGÀNH CÀ PHÊ

Thành phần và vai trò của Carbohydrate trong cà phê

Carbohydrates trong ca phe - Sacrose

Carbohydrat hay còn gọi là Gluxit (hoặc Đường) vốn ít được biết đến khi so với Caffeine hay Axit Chlorogenic (CGA) trong cà phê, song đây lài là nhóm chất hữu cơ phổ biến và chiếm vai trò quan trọng trong cấu tạo hạt cà phê. Carbohydrate trong cà phê còn đóng vai trò quan trọng trong hàng trăm phản ứng hóa học diển ra xuyên suốt quá trình rang giúp đình hình hương vị hoàn chỉnh của cốc cà phê.

Thành phần Carbohydrate trong cà phê

Carbohydrate (hay còn gọi là Gluxit) là một trong những nhóm chất hữu cơ lớn nhất trong tự nhiên nói chung và cà phê nói riêng. Carbohydrate có nhiều vai trò quan trọng trong các sinh vật như tích trữ và vận chuyển năng lượng (như tinh bột, glycogen) và các thành phần cấu trúc (như Cellulose). Trong cà phê xanh, Carbohydrate đại diện cho một phần đáng kể trong vai trò cấu trúc với khoảng 50% tổng khối lượng chất khô. Tổ hợp phức tạp của Cacbohydrate trong cà phê bao gồm các phân tử tan và không tan trong nước thuộc ba nhóm chính là Mono, Oligo và Polysaccharides.

Thành phần của các loại Carbohydrate cũng khác nhau giữa hai loại cà phê, Cà phê Arabica chứa xấp xỉ gấp đôi lượng Carbohydrate so với Robusta. Như vậy, hương vị của Arabica cũng phong phú hơn Robussta một phần, Cụ thể hơn, bảng sau đây cho thấy tỉ lệ của một số loại đường phổ biến trong cà phê Arbica và Robusta (tính theo % chất khô).

Carbohydrate trong cà phêTỷ lệ (% chất khô)
Cà phê ArabicaCà phê Robusta
MonosaccharidesArabinose3.4 – 4.03.8 -4.1
Manose21.3 – 22.521.7 – 22.4
Glucose6.7 – 7.87.8 – 8.7
Galactose10.4 – 11.912.4 – 14.0
Rhamnose0.3
Xylose0 – 0.2
OligosaccharidesSacrose6 – 93 – 7
Polysaccharides0.2 – 0.5

Bảng thành phần Carbohydrate trong cà phê – Nguồn: coffeechemistry.com

Monosaccharides (Đường đơn)

Monosaccharide là các Carbohydrate đơn giản do đó chúng không thể thuỷ phân thành các phân tử đường nhỏ hơn. Trong cà phê nhóm Mono chiếm tỷ lệ lớn nhất so với Oligo và Polysaccharides điển hình như: Manose, Glucose, Rhamnose, Xylose, Arabinose..

Oligosaccharides  (từ 2 -10 phân tử đường)

Nhóm Oligo phổ biến nhất trong cà phê là Sucrose (hay Saccarose) – một loại đường phổ biến trong tự nhiên chứ không riêng gì cà phê. Thành phần tỷ lệ Sucrose trong cà phê sẽ thay đổi theo độ chín của quả, quả càng chín nồng độ đường Sucrose càng cao.

Polysaccharides (đường đa)

Thành phần Carbohydrate  trong cà phê chiếm một tỷ lệ nhỏ, mà điển hình là Cellusose, với vai trò cấu trúc trong thành tế bào của hạt cà phê. Ngoài ra nhóm Polysaccharides còn có sự phổ biến của Arabinogalactan , Galactomannan. Riêng Arabinogalactan chiếm đến 17% trọng lượng khô của hạt cà phê xanh.

Vai trò của Carbohydrate trong quá trình rang cà phê

Mặc dù chiếm phần lớn trong tổng số chất khô, đại bộ phận Carbohydrate trong cà phê không tham gia vào thành phần của một cốc cà phê mà chỉ cho màu Caramen, hương và vị đặc trưng (phần còn lại trong bã cà phê). Carbohydrate còn đóng vai trò quan trọng các phản ứng hóa học diễn ra xuyên suốt quá trình rang cà phê giúp đình hình hương vị. Có vô số phản ứng hóa học xảy ra giữa các phân tử Carbohydrate trong cà phê với nhau và với các phân tử hữu cơ khác. Tuy nhiên, có hai nhóm phản ứng quan trọng là: Caramen hóa và Maillard (phản ứng giữa đường và Protein).

Phản ứng Maillard của Carbohydrate trong cà phê

“Các phản ứng Maillard là, cho đến nay, các phản ứng hóa học áp dụng rộng rãi nhất trên thế giới” Jean-Marie Lehn – Nhà hóa học đạt giải Nobel .

Thực vậy Maillard là một phản ứng chủ chốt trong hầu hết các lĩnh vực thực phẩm chứ không riêng gì cà phê. Nói tóm gọn, phản ứng Maillard là một loạt nhiều phản ứng giữa đường (Carbohydrate ) và Protein được xúc tác bởi nhiệt  độ. Phản ứng Maillard góp phần tạo cho cà phê rang những hương vị phức tạp, mà chính xác hơn là cực kỳ phức tạp – từ rất nhiều những loại đường có mặt trong cà phê và nhiều hơn nữa những loại protein, thật khó có thể kể tên hết các chất phản ứng, và kết quả của các phản ứng Maillard trong cà phê.

Phản ứng Caramen

Khi cà phê trải qua lần crack đầu tiên (tiếng nổ thứ 1), ở khoảng 171°C (340°F)  các phản ứng caramel hóa bắt đầu xảy ra. Trong khi phản ứng Maillard là giữa đường và axit amin, thì caramen hóa là phản ứng riêng đường khi bị khử nước. Những phân tử Carbohydrate lớn nhỏ sẽ bị phân hủy thành hàng trăm hợp chất nhỏ hơn, có những hợp chất cấu thành hương thơm, vị đắng, chua, ngọt. Điển hình là Sucrose với màu nâu đặc trưng và vị đắng, nếu rang tiếp tục, rang lâu hơn nữa mức độ Maillard  cũng tăng lên kéo theo một số Oligosaccharides trong cà phê sẽ tham gia phản ứng. Chẳng hạn như sự phân hủy của Cellulose tạo thành Carbon Dioxide (CO2), hương thơm, màu nâu, cũng như một số axit hữu cơ khác.

Phản ứng của đường sau quá trình rang

Trong toàn bộ quá trình rang, nhiều loại đường – Carbohydrate trong cà phê sẽ bị phân hủy, đồng thời nhiều loại đường khác cũng được sinh ra, nên không hẵng là một ly cà phê hoàn toàn chát đắng mà vẫn có vị ngọt (Sweetness) mặc dù rất khó nắm bắt. Các đường đơn này dễ phân hủy hoặc kết hợp với hợp chất hữu cơ khác nên quá trình làm nguội sau khi rang cần phải làm nhanh để giữ lại độ ngọt đặc trưng của cà phê.


Tham khảo

  • Coffeechemistry.com – by Joseph A. Rivera served as the former Director of Science & Technology for the Specialty Coffee Association of America

Bạn là người đầu tiên trong số bạn bè biết đến bài viết này!

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *