Tìm hiểu cấu tạo quả cà phê – thành phần và hương vị của quả café

Việt Nam trở thành nước thứ 2 về xuất khẩu café trên thế giới, và hương vị của café Việt Nam dần được bạn bè quốc tế yêu thích. Vậy còn bạn, bạn có yêu thích café không? bạn có từng tìm hiểu chi tiết về quả café như thế nào không?

Và Organic Coffee từng có nhiều loạt bài về các giống café khác nhau thì hôm nay chúng ta sẽ đi chi tiết tổng thể của quả café về cấu tạo của hạt café, thành phần hóa học của hạt cà phê, hương vị của hạt cà phê ra sao. Hãy cùng theo dõi chi tiết theo bài phía dưới nhé.

Để hiểu rõ hơn về sơ chế cũng như rang cà phê, trước tiên phải biết được cấu tạo của quả cà phê. Quả cà phê gồm những phần sau: Lớp vỏ quả, thịt quả, lớp nhầy, lớp vỏ trấu, lớp vỏ lụa và nhân quả. Đây là những khái niệm cơ bản giúp các bạn hiểu được nguyên lý vì sao phải chế biến ướt cho cà phê chất lượng cao hơn khi chế biến khô. Có thể chia làm hai phần chính bao gồm:

Phần vỏ quả (Skin): Bao gồm Vỏ quả, Thịt quả
Phần hạt (Seed): Bao gồm lớp vỏ trấu, lớp vỏ lụa, và phần nhân hạt (chứa nội nhũ và phôi hạt)
Trong một số tài liệu khác cách phân chia cấu trúc có thể khác như: Lớp vỏ quả sẽ bao gồm ba thành phần Vỏ quả (Exocarp), thịt quả (Mesocarp), vỏ trấu (Endocarp), Trong khi đó phần nhân sẽ bao gồm: Vỏ lụa (Silver Skin) và Nhân (Seed) cà phê có chứa nội nhũ (Endosperm) và phôi.

Lớp Vỏ Quả

Lớp vỏ quả (Outer Skin): được hình thành bởi một lớp tế bào nhu mô nhỏ (các tế bào sơ cấp chứa lục lạp có cả năng hấp thu nước (là bào quan, tiểu đơn vị chức năng trong tế bào thực vật và tảo). Màu sắc của vỏ quả ban đầu khi còn xanh là màu xanh lá cây do có sự hiện diện của diệp lục, sau đó đến khi quả chín thì biến mất. Màu sắc khi trưởng thành còn phụ thuộc vào từng giống café nhưng phổ biến nhất là màu đỏ hoặc màu vàng. Màu đỏ của café đến từ các sắc tố Anthocyanin, và màu vàng có các sắc tố Luteolin.
Lớp vỏ quả là lớp vỏ ngoài cùng, mềm, có hàm lượng chất khô từ 21–30%. Vỏ cà phê chè (Arabcia) mềm hơn vỏ cà phê vối (Robussta) và cà phê mít (Excelsa). Quả cà phê khi chín có màu đỏ do là antoxian tạo thành, ngoài ra trong vỏ quả còn có vết (hàm lượng không đáng kể) của alkaloid, tannin , caffeine và các loại enzim…

Lớp vỏ thịt (Pulp or Mucilage): Trong quả cà phê chưa chín, đây là các mô cứng gắn liền với vỏ quả, khi quả trưởng thành, các enzyme pectolytic sẽ phá vỡ các chuỗi pectic tạo thành các hợp chất đường và pectin làm nên một cấu trúc mềm, mọng nước có độ nhớt cao nên thường được gọi là chất nhầy (Mucilage). Vỏ thịt cà phê chè ngọt và mềm hơn vỏ thịt cà phê vối. Độ pH của lớp thịt phụ thuộc vào độ chín của quả thường là 5,6 đôi khi lên đến 6,4 trong lớp nhớt có enzim pectinase phân giải pectin trong quá trình lên men.

Trong phương pháp chế biến ướt, lớp chất nhầy này được loại bỏ thông qua quá trình lên men có kiểm soát. Trong khi đó, với kỹ thuật chế biến khô, chất nhầy cùng với vỏ ngoài được giữ nguyên trong quá trình sấy khô.

Phần Hạt Bên Trong

Lớp vỏ trấu (Parchment): Hạt cà phê sau khi loại bỏ các chất nhờn, phơi khô còn gọi là cà phê thóc. Lớp vỏ thóc bao bọc nhân nhiều chất xơ mềm còn được gọi là vỏ trấu tức hay nội bì. Lớp vỏ trấu là lớp ngoài cùng của phần hạt, tiếp xúc trực tiếp với phần vỏ quả, Parchment được hình thành từ ba đến bảy lớp tế bào xơ cứng (tế bào sợi đóng vai trò chính trong thực vật) nên còn được gọi là vỏ trấu. Các tế bào cấu thành vỏ trấu sẽ cứng dần trong quá trình trưởng thành của quả cà phê, do đó hạn chế kích thước cuối cùng của hạt nhân cà phê, Trong cà phê Arabica, trọng lượng trung bình của vỏ trấu với độ ẩm khoảng 11% nằm trong khoảng 3,8% tổng trọng lượng quả cà phê (Wilbaux, 1961, as cited in Borém, 2008). Vỏ trấu cà phê chè mỏng và dể đập hơn vỏ trấu của cà phê vối và cà phê mít. Tiết lộ với bạn là trước đây phần vỏ trấu này không được sử dụng do người ta nghĩ nó không có giá trị kinh tế. Nhưng gần đây, dự án Huskee đã sử dụng vỏ trấu để làm cốc uống café rồi nhé. Đây là một trong những xu hướng xanh rất đáng được trân trọng.

Lớp vỏ lụa (Silver skin): Vỏ lụa Là lớp vỏ trong cùng bao bọc quanh nhân, mềm gọi là vỏ lụa , chúng có màu sắc khác nhau tùy từng loại hạt cà phê được hình thành từ nucellus có màu trắng bạc sau khi phơi khô, nên còn được gọi là vỏ bạc. Lớp vỏ này rất mỏng và có thể được bóc ra khỏi nhân trong quá trình đánh bóng hạt. Tuy nhiên, một số nhà chế biến cà phê thường để lại vỏ lụa trên hạt cà phê như một lớp bảo vệ tự nhiên, lớp vỏ này sau đó sẽ tự hủy trong quá trình rang cà phê. Ở một số vùng, Vỏ lụa cà phê chè màu trắng ,cà phê vối màu nâu nhạt và cà phê mít có màu vàng nhạt và tùy thuộc vào giống cà phê lớp vỏ lụa có thể sẫm màu hơn.

Nhân cà phê
Phần trong cùng và là quan trọng nhất của quả là nhân cà phê, chịu trách nhiệm trích lũy chất dinh dưỡng cho quá trình nẩy mầm của phôi. Một quả cà phê thông thường có 2 nhân (cá biệt có 1 hoặc 3 nhân). Thành phần hóa học của nhân là vô cùng quan trọng vì đây được xem là tiền thân của các hương vị và mùi thơm sau này trong cà phê rang. Thành phần nước trong nhân chiếm 10–12% , protein chiếm 9–11% , lipit chiếm 10–13% , các loại đường chiếm 5–10% , tinh bột chiếm 3–5%. Ngoài ra trong nhân còn chứa các chất thơm , các alkaloid. Thành phần hóa học trong nhân cà phê biến đổi phụ thuộc vào chủng loại, độ chín , điều kiện canh tác, phương pháp chế biến và bảo quản. Các hợp chất hóa học được tìm thấy trong nội nhũ có thể kể đến bao gồm:

Các hợp chất tan trong nước như caffeine, trigonelline, axit nicotinic (niacin), ít nhất 18 đồng phần axit chlorogenic, các thành phần Cacbohydrat (Mono-, di- và oligosacarit) một số protein các khoáng chất và axit carboxylic…
Trong khi đó các thành phần không hòa tan trong nước bao gồm cellulose, polysacarit, lignin và hemiaullulose, cũng như một số protein, khoáng chất và lipid (Borem, 2008).
Trong lớp nhân cà phê sẽ là phôi (tức Embryo hay còn gọi là nội nhũ) bao gồm một trục phôi (hypocotyl) và hai lá mầm dài từ 3-4 mm (Wintgens, 2009). khi hạt bắt đầu nảy mầm trục phôi sẽ kéo dài và đẩy hạt lên trên mặt đất. Các lá mầm ban đầu ở dưới lòng đất ngay sau đo các lá mầm mới sẽ hình thành.

Thành Phần Hóa Học Chi Tiết Của Quả Café

Phía trên tôi đã có đề cập đến chi tiết từng phần cấu tạo và một phần các thành phần hóa học thì ở đoạn này tôi tổng hợp chi tiết như sau:

Vỏ quả: Quả khi chín có màu đỏ, là chất Antoxian, trong đó có vết của Alkaloid, Tannin, Caffein và các loại Enzin. Trong quả có 21-30% chất khô.
Vỏ thịt: Là lớp nhớt gồm những tế bào mềm không có Caffein, Tanin nhưng có nhiều đường và Pectin. Độ PH của lớp thịt phụ thuộc vào độ chín của quả thường là 5,6 đôi khi lên đến 6,4 trong lớp nhớt có enzim pectinase phân giải pectin trong quá trình lên men.
Vỏ trấu: Vỏ trấu chứa Cellulose là chủ yếu. Sau đây là những thành phần hóa học của vỏ trấu : Một ít Caffein (khoảng 0,4%) được khuếch tán ra từ nhân cà phê lúc lên men hoặc lúc phơi khô. Vỏ trấu dung làm chất đốt dễ cháy…
Nhân cà phê: Thành phần nước chiếm 10-12%, Protein chiếm 9-11%, Lipit chiếm 10-13%, các loại đường chiếm 5-10%, tinh bột chiếm 3-5%. Ngoài ra trong nhân còn chứa các chất thơm, các Alkaloid. Thành phần hóa học trong nhân cà phê biến đổi phụ thuộc vào chủng loại, độ chín, điều kiện canh tác, phương pháp chế biến và bảo quản.

Nước: Trong cà phê sấy khô lượng nước còn lại khoảng 10-12% ở dạng liên kết. Khi hàm lượng nước cao hơn thì các loại nấm mốc phát triển mạnh làm hỏng hạt, mặt khác khi rang sẽ tốn nhiều nhiên liệu và thất thoát hương nhiều hơn. Hàm lượng nước sau khi rang còn 2,7 %.

Các thành phần khoáng chất khác và đặc biệt là caffein trong hạt café:

Chất khoáng: Hàm lượng chất khoáng trong hạt cà phê khoảng 3-5% chủ yếu là Kali, Nitơ, Magie, Photpho, Chlo. Ngoài ra còn có các chất nhôm, sắt, đồng, lưu huỳnh…Những chất này ảnh hưởng không tốt đến mùi cà phê. Chất lượng cà phê càng cao thì khoáng chất càng thấp và ngược lại.
Glucid: Chiếm ½ tổng số chất khô, đại bộ phận không tham gia vào thành phần nước uống mà chỉ cho màu và vị Caramen. Đường có trong cà phê do quá trình thủy phân dưới tác dụng của Axit hữu cơ và các Enzim thủy phân. Hàm lượng Saccharose có trong cà phê phụ thuộc vào độ chín của quả. Quả càng chín thì hàm lượng càng cao. Saccharosa bị Caramen hóa trong quá trình rang tạo thành hương vị cho nước cà phê.
Protein: Hàm lượng Protein không cao nhưng đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành hương vị của sản phẩm. Bằng phương pháp thủy phân, người ta nhận thấy trong thành phần Protein có những Axit Amin sau: Cystein, Alanie, APhenylalanine, Histidine, Leucine, Lysine, Derine ….Các Axit Amin này ít thấy ở dạng tự do. Chúng được giải phóng ra và tác dụng với nhau hoặc tác dụng với những chất tạo mùi và vị cho cà phê rang.
Trong các chất Axit Amin kể trên đáng chú ý nhất là những Axit Amin có chứa lưu huỳnh như Cystein, Methionine và Proline …Chúng góp phần tạo hương đặc trưng của cà phê sau khi rang. Đặc biệt, Methionine và Proline có tác dụng làm giảm oxy hóa các chất thơm, làm cho cà phê rang giữ được mùi vị khi bảo quản. Trong quá trình chế biến chỉ có một phần Protein bị phân giải thành Axit Amin, phần còn lại biến thành hợp chất không tan.
Lipid: Hàm lượng Lipid chiếm khá lớn 10-13%. Chủ yếu là dầu và sáp. Trong đó sáp chiếm 7-8%, còn lại dầu chiếm khoảng 90%. Trong quá trình chế biến, Lipid bị biến đổi, song một phần Axit béo tham gia dưới tác dụng của nhiệt độ cao tạo nên hương thơm cho sản phẩm. Lượng Lipid không bị biến đổi là dung môi tốt hòa tan các chất thơm. Khi pha cà phê thì chỉ một lượng nhỏ Lipid đi vào nước còn phần lớn lưu lại trên bã.
Các Alcaloid: Trong cà phê có các Alcaloid như: Caffein, Trigonulin, Colin. Trong đó quan trọng và được nghiên cứu nhiều hơn cả là Caffein và Trigonulin.
Caffein: Chiếm từ 1-3%. Phụ thuộc vào chủng loại cà phê, điều kiện khí hậu, điều kiện canh tác. Hàm lượng Caffein ít hơn ở cà phê chè nhưng nó lại kích thích hệ thần kinh với thời gian dài hơn. Vì khi uống cà phê chè tốc độ lưu thông máu không tăng lên nên Caffein thải ra ngoài chậm hơn. Mặc khác khi pha cà phê trong nước, Caffein được giải phóng hoàn toàn tự do, không hình thành khả năng kết tủa hoặc những chất không có hoạt tính của Ancaloit.

Trigonellin (Acid Metyl Betanicotic: C7H7NO2 ): Là ancanoit không có hoạt tính sinh lý, ít tan trong rượu Etylic, không tan trong Clorofoc và Ete, tan nhiều trong nước nóng, nhiệt độ nóng chảy là 2180 C. Tính chất đáng quý của Trigonellin là dưới tác dụng của nhiệt độ cao nó bị thủy phân tạo thành Acid Nicotic (tiền Vitamin PP ). Nhiều kết quả nghiên cứu cho thấy trong cà phê nhân không có Acid Nicotic nhưng nó được hình thành trong quá trình gia nhiệt trong đó sự nhiệt phân Trigonellin giữ vị trí quan trọng.
Chất thơm: Trong cà phê hàm lượng chất thơm nhỏ, nó được hình thành và tích lũy trong hạt. Nó là sự tích lũy của nhiều yếu tố như đất đai, khí hậu và nhất là chủng loại cà phê. Mặc khác nó được hình thành trong quá trình chế biến cà phê, đặc biệt trong quá trình rang. Chất thơm bao gồm nhiều phân tử cấu thành như: Acid, Adehid, Ceton, rượu, Phynol, Este…Trong quá trình rang các chất thơm thoát ra ban đầu có mùi hắc sau chuyển thành mùi thơm. Các chất thơm của cà phê dễ bị bay hơi, biến đổi và dẫn đến hiện tượng cà phê bị mất mùi thơm nên cần đựng trong bao bì kín và tiêu thụ nhanh.

Bạn thấy đấy, một ly café thơm ngon là sự cấu thành từ rất nhiều thứ khác nhau trong quả café, nó còn bị ảnh hưởng rất lớn từ quá trình rang xay và kể cả quá trình pha ra một ly café thành phẩm nữa.

Bài viết trên đây là sự tổng hợp thông tin từ nhiều nguồn, là đúc kết kinh nghiệm của ngành café trong suốt những năm tháng qua, và nếu bạn có bất kỳ yêu cầu gì về bài viết thì có thể liên hệ ngay với chúng tôi nhé.

Organic Coffee luôn mong muốn và cố gắng hoàn thiện để là sự lựa chọn hàng đầu cho gia đình, văn phòng, quán cà phê, nhà hàng và khách sạn cao cấp.

Organic Coffee – Cà Phê Sạch – Cà Phê Pha Máy
16 Đường Số 1, Tân Phú, Quận 7, Hồ Chí Minh
Mr Nhân: 0903336525
Email: vunhanng@gmail.com
Website: www.capheorganic.com.vn
Fanpage: https://www.facebook.com/capheorganicVN/
Dịch vụ: Cung cấp máy pha cà phê chuyên nghiệp / cung cấp cà phê cho quán / sửa chữa máy pha cà phê …