Khi chúng ta rang hạt cà phê, chúng trải qua các biến đổi vật lý và hóa học. Trong phần này hãy tìm hiểu thêm về những thay đổi vật lý diễn ra bên trong máy rang.
Tầm quan trọng của cấu trúc vật lý
Nếu chúng ta xay cà phê nhân sống ra rồi rang, thì chắc chắn chúng ta sẽ rang cà phê không tạo nên được hương vị như mong muốn. Không có cấu trúc vật lý cụ thể, các phản ứng hóa học cần thiết cho hương vị và mùi thơm sẽ không diễn ra.
Hạt cà phê xanh đang được chuẩn bị để rang.
Những thay đổi đột ngột
Hạt cà phê nhân sống là cấu trúc hạt dày đặc và nhỏ gọn. Nhưng khi bạn rang xay, cấu trúc này hoàn toàn thay đổi. Chúng ta hãy xem những thay đổi vật lý diễn ra.
Màu
Có lẽ sự thay đổi rõ ràng nhất xảy ra trong quá trình rang là màu sắc. Trước khi rang, hạt cà phê có màu xanh xanh. Chúng chuyển sang màu nâu do sản sinh melanoidin . Đây là những polymer hình thành khi đường và axit amin kết hợp dưới nhiệt. Đây là lớp ngoài của hạt cà phê.
Các nhà rang xay và người tiêu dùng sử dụng mức độ màu sắc như một thông số về chất lượng và hương vị.
Một khay cà phê xanh.
Độ ẩm và khối lượng
Nước chiếm khoảng 10 – 12% hạt đã qua chế biến và sấy khô, nhưng rang giúp giảm khoảng 2,5%. Nước được bốc hơi trong quá trình rang.
Mất độ ẩm và biến đổi một số chất thành khí là lý do tại sao cà phê có khối lượng tổng thể giảm sau khi rang. Trung bình, đậu mất 12% 20% trọng lượng của chúng. Các nhà rang xay thường theo dõi tỷ lệ giảm cân để giúp xác định lô nào có thể xứng đáng được xem xét kỹ lưỡng hơn trong việc đảm bảo chất lượng.
Cà phê mới rang nguội.
Khối lượng & Độ xốp
Hạt cà phê có một số thành tế bào mạnh nhất trong thế giới thực vật. Chúng có các vòng bên ngoài giúp củng cố tế bào, tăng độ cứng và sức mạnh của nó.
Khi cà phê được rang, nhiệt độ tăng và biến đổi nước thành khí tạo ra áp suất cao bên trong hạt cà phê. Những điều kiện này thay đổi cấu trúc của các thành tế bào từ cứng nhắc sang cao su. Điều này xảy ra vì sự hiện diện của polysacarit (phân tử đường ngoại quan).
Vật chất bên trong đẩy ra các thành tế bào, để lại một khoảng trống chứa đầy khí ở trung tâm. Điều này có nghĩa là cà phê mở rộng về khối lượng khi chúng giảm khối lượng. Phần lớn khí tích tụ là carbon dioxide ( CO2) sẽ được giải phóng sau khi rang.
Rang cũng làm tăng độ xốp, làm cho đậu ít đặc hơn và hòa tan hơn nhiều. Điều này, tất nhiên, là rất quan trọng để biến chúng thành một thức uống ngon.
Hạt cà phê rang.
Dầu
Hạt cà phê có chứa lipit, hoặc dầu. Trong quá trình rang, áp suất bên trong cao làm cho các hợp chất này di chuyển từ trung tâm tế bào về phía bề mặt của hạt.
Các lipit giúp giữ các hợp chất dễ bay hơi bên trong tế bào. Các hợp chất dễ bay hơi là các hóa chất có áp suất hơi cao ở nhiệt độ phòng, một số trong đó rất cần thiết để tạo ra hương vị và mùi thơm của cà phê. Không có dầu, chúng có thể phân tán.
Hạt cà phê rang tối.
Càng rang lâu, các biến đổi cấu trúc càng rõ rệt. Mật độ đậu giảm liên tục, nhiều khí được phát triển khi thời gian trôi qua, và trong một lần rang rất tối, bạn có thể thấy dầu di chuyển lên bề mặt của hạt.
Những phát triển này đi theo một cách nào đó để giải thích tại sao một loại cà phê rang đen có vị khác với cà phê rang nhẹ, nhưng cũng có những biến đổi hóa học quan trọng ảnh hưởng đến hương vị khác nhau.
Điều gì xảy ra khi: Các giai đoạn rang
Các loại hình rang khác nhau có tác động đến hương vị cuối cùng, mùi thơm và cảm giác miệng của cà phê của bạn. Điều này là do có nhiều cơ hội khác nhau cho các phản ứng hóa học diễn ra.
Nhưng bất kể loại hình rang nào bạn chọn, có ba giai đoạn chính: sấy khô, hóa nâu hoặc phản ứng Maillard và phát triển. Những thuật ngữ phổ biến này thực sự mô tả các giai đoạn khác nhau của các thay đổi hóa học và vật lý.
Sấy
Giai đoạn sấy bắt đầu ngay sau khi cà phê vào trống rang. (Khi bạn cho cà phê vào máy rang, nhiệt bên trong máy giảm xuống trước khi tăng trở lại. Điểm bắt đầu tăng là điểm quay đầu.) Trong quá trình sấy, hàm lượng nước bắt đầu bốc hơi và áp suất bắt đầu tích tụ bên trong hạt .
Một mẫu đậu rang.
Phản ứng Maillard
Khi bạn thấy hạt cà phê bắt đầu chuyển sang màu nâu, phản ứng Maillard đã bắt đầu. Điều này xảy ra ở khoảng 140 độ C . Trong phản ứng Maillard, các khí bao gồm carbon dioxide, hơi nước và một số hợp chất dễ bay hơi được tạo ra. Áp suất bên trong tăng đủ để phá vỡ các thành tế bào của đậu, tạo ra một tiếng nổ. Sự kiện này được gọi là NỔ LẦN 1 làm thay đổi màu sắc của hạt cà phê, chúng góp phần tạo nên hương vị cuối cùng của cà phê.
Phát triển
Sau lần nổ đầu tiên, quá trình rang thay đổi từ phản ứng nhiệt nội (hạt hấp thụ nhiệt từ trống) sang trạng thái tỏa nhiệt (hạt giải phóng nhiệt). Trong giai đoạn này, các biến đổi vật lý vẫn tiếp tục – tăng độ xốp, dầu di chuyển đến thành tế bào và màu tối hơn. Rất nhiều phản ứng hóa học cũng diễn ra trong giai đoạn này
Mặc dù có vẻ đơn giản, nhưng rang cà phê là một quá trình phức tạp bao gồm một số biến đổi vật lý và hóa học. Tất cả chúng đều được thực hiện nhờ cấu trúc độc đáo của hạt cà phê.
