Hóa học đằng sau ly cà phê

Tôi đã không uống cà phê theo bất kỳ cách nghiêm túc nào cho đến khi tôi U30 và bắt đầu có những mối quan hệ. Vì vậy, việc uống cà phê của tôi bắt đầu khá muộn so với nhiều người. Thật lòng mà nói, tôi chưa bao giờ yêu thích thức uống này mặc dù đã thử nhiều lần. Bạn có thể cho rằng tôi quá sến sẩm, nhưng đó là câu chuyện của tôi ở hiện tại, còn bạn thì sao? Hãy để lại câu chuyện của mình bên dưới phần bình luận nhé!

Nhưng khi nói đến cà phê, chúng ta thường nghĩ đến nhiều diều. Có một lý do cho điều đó, và nó liên quan đến sự phức tạp của hóa học cà phê, nước và sữa, chất lượng của hạt, tài năng và cách pha chế của người mang tất cả những thứ đó lại với nhau.

Như nhà khoa học vật liệu Christopher Hendon chỉ ra, cà phê là một trong số ít đồ uống không phục vụ cho bạn, với hương vị và chất lượng được xác định trước bởi nhà sản xuất (như, một ly bia hoặc rượu hoặc thậm chí nước trái cây ). Điều đó có nghĩa là một thức uống cà phê thủ công giống như một ly cocktail hơn là soda. Đó là lý do tại sao mà nhiều người lại yêu thích pha chế loại thức uống này.

Vì thế để giúp cho các bạn hiểu rõ hơn, bài viết lần này chúng ta sẽ đề cập về hóa học đằng sau ly cà phê và những điều thú vị liên quan đến chủ đề này nhé.

Đôi nét

Có rất nhiều người công khai nghiện cà phê. Thí dụ như ở Bắc Âu, quê hương của những người uống cà phê lớn nhất thế giới, tiêu thụ cà phê hàng năm dao động khoảng 9 kg mỗi đầu người, tương đương với 400 mg caffeine mỗi người mỗi ngày (đây là liều gây nghiện cao, rất kích thích). Trong khi đó, ở Bắc Mỹ tiêu thụ hạt cà phê thấp hơn nhiều ở mức 4,2 kg mỗi đầu người mỗi năm, tương đương với 185 mg caffeine mỗi người mỗi ngày. Tuy nhiên, đây vẫn là một liều gây nghiện cao.

Còn ở nước ta thì sao? Theo báo cáo Ngành Nông nghiệp Việt Nam quý 3.2017 của BMI Research, trong giai đoạn từ năm 2005-2015, lượng tiêu thụ cà phê của Việt Nam tăng trưởng đáng kinh ngạc từ 0,43 kg/đầu người/năm lên 1,38 kg/đầu người/năm.

Thành phần hóa học

Nước

Đầu tiên là thành phần nước, nó có thể thay đổi hương vị của sản phẩm cuối cùng. Cà phê có tính axit và có thể bị ảnh hưởng bởi độ axit của nước được sử dụng để tạo ra nó, dẫn đến một cốc hay ly có nhiều axit hoặc ít axit hơn. Thực tế, nước lọc cà phê (brew water) chứa hàm lượng thấp cả ion canxi và bicarbonate (HCO₃⁻) – nghĩa là nước mềm – sẽ tạo ra một cốc có tính axit cao, đôi khi được mô tả là chua. Nước brew này chứa hàm lượng HCO₃⁻ cao – điển hình là nước cứng – sẽ tạo ra một cốc “phấn”, vì bicarbonate đã trung hòa hầu hết các axit hương vị trong cà phê.

Hầu hết các quán cà phê ngon sẽ cầu kỳ về nước lọc vì vậy đây là nền tảng của thức uống ngon. Điều này là dễ hiểu vì mỗi quán hay mỗi thương hiệu khác nhau sẽ có cách pha chế khác. Ở nhà, việc pha chế đúng cách có thể là một trở ngại đủ để giữ cho bạn không nhận được hương vị tuyệt vời của cà phê.

Theo phương trình Arrhenius , thì các phản ứng hóa học xảy ra nhanh hơn ở nhiệt độ cao hơn, nhiệt độ của nước là một phần quan trọng khác trong hóa học của cà phê. Nhiệt độ cao hơn có nghĩa là nhiều hương vị cà phê được chiết xuất từ ​​hạt cà phê, nhưng cũng có nghĩa là nhiều hương vị bạn không thích cũng sẽ đi qua. Bạn pha cà phê trong bao lâu, sử dụng phương pháp nào và bao lâu hạt cà phê tiếp xúc với nước nóng (hoặc lạnh) đều có thể thay đổi hương vị.

Nhiệt độ cũng bị ảnh hưởng bởi diện tích bề mặt của hạt cà phê bị lộ ra khi nghiền. Ngay cả khi bạn tự xay hạt cà phê trước khi pha, nó sẽ trở nên phức tạp nhanh chóng. Đơn giản là việc xay hay nghiền mịn hơn để tăng khả năng ly trích luôn thay đổi theo thời gian lọc, vì nước thấm chậm hơn qua các hạt mịn hơn. Người ta có thể tăng tỷ lệ nước-cà phê bằng cách sử dụng ít cà phê, nhưng khi khối lượng cà phê giảm, thời gian pha cũng giảm.

Hương vị

Sau đây là những hợp chất hóa học thường được tìm thấy trong ly cà phê mà bạn hay sử dụng hàng ngày. Bạn có thể tham khảo thêm bài viết trên trang với chủ đề bí mật hương vị cà phê để hiểu rõ thêm nhé!

  1. Caffein: đối với nhiều người đây là lý do mà họ thức dậy vào mỗi buổi sáng. Hợp chất này khá bền ở nhiệt độ cao, vì thế nó có thể sống sót qua tiến trình rang và sẵn sàng ly trích trong dung dịch trong suốt qua trình brew (lọc). Ở nồng độ cao, caffein có thể sử dụng như một chất hóa học để diệt côn trùng.
  2. Acid citric: đây là hợp chất bạn dễ dàng tìm thấy trong chanh và những loại trái cây họ cam quýt khác. Tuy nhiên, loại acid này chỉ là một strong số 30 hợp chất tìm thấy trong cà phê. Trong đó, xắp xỉ một nửa bị hủy trong suốt quá trình rang cà phê. Nhờ có acid này mà cà phê có vị chua nhẹ.
  3. Acid chlorogenic: bạn có thể yêu hay ghét nó. Nguyên nhân là do hợp chất này có tiềm năng chống oxi hóa rất cao, rất có lợi cho sức khỏe. Mặt khác, chúng là nguyên do làm cho cà phê sau khi lọc có vị đắng. Những nghiên cứu gần đây cho thấy, nó có thể hỗ trợ giảm cân bằng cách điều tiết hàm lượng glucose trong máu.
  4. Phenols: được hình thành từ sự phân hủy của acid chlorogenic và những hợp chất khác. Hợp chất này chịu trách nhiệm nhiều nhất cho vị đắng được tìm thấy trong những hạt cà phê rang bị khét. Ở nồng độ cao hơn, những hợp chất phenol này có thể sử dụng làm chất khử trùng.
  5. Acetaldehyde: đây là hợp chất được sử dụng rất nhiều trong nước hoa và một số ngành khác nữa. Hợp chất này còn được sử dụng như chất phụ gia thực phẩm cho mùi táo hoặc bơ.
  6. Trigonelline: thuộc họ alkaloid hay nói đúng hơn là con riêng của họ này.  Hợp chất này ảnh hưởng bới cái bóng quá lớn của caffein, vì thế ít ai nhắc đến nó. Nó cũng cho vị đắng, tuy nhiên trigonelline bị phân hủy trong suốt quá trình rang để hình thành một số lượng khủng lồ những hợp chất dị vòng. Chính những hợp chất này góp phần vào mùi thơm “rang” của cà phê.
  7. Acid malic: nếu bạn yêu thích táo thì tất nhiên sẽ biết đến hợp chất này. Ở nồng độ cao trong táo xanh, acid này chịu trách nhiệm tạo cho táo có vị acid hơn acid citric. Tùy theo loại cà phê mà tỉ lệ acid này có thể khác nhau.
  8. Potassium K+: đây là thành phần làm cho tim khỏe mạnh. Do đây là khoáng chất cần thiết cho cơ thể, nó giúp làm bền mạch máu và vận chuyển các chất qua màng tế bào.
  9. Sucrose: đây là phân tử đường disacharide 12 carbon rất cần thiết nếu bạn không thích cà phê đen đắng. Bạn có thể thêm hợp chất này vào để tăng thêm vị ngọt của cà phê pha. Nguyên nhân là do sucrose tác động lên receptor (hay thụ thể) đặc biệt và khóa vị đắng của cà phê và những hợp chất alkaloids khác. Thậm chí sau hàng trăm năm sau khi được khám phá , những nhà khoa học ngày nay không thể hiểu rõ giới hạn tối thiểu để có thể nếm được vị của sucrose.
  10. Sucralose: chỉ cần thay thế 3 nhóm hydroxyl của sucrose bằng chlorine, bạn sẽ có được sucralose có độ ngọt gấp 300-1000 lần độ ngọt thông thường của sucrose. Và tất nhiên, chúng sẽ có vị ngọt đắng khi sử dụng. Thực tế thì chúng ta không cần độ ngọt cao như thế, chỉ cần 2-3 lần là ok.
  11. Acesulfame-K: gọi tắt là “Ace-K”, chữ “K” ở đây có nghĩa là muối potassium hay kalium, chúng giúp làm gia tăng độ tan trong nước. Vì thế, hợp chất này có độ ngọt gấp 200 lần so với sucrose. Ace-K không cung cấp năng lượng (hay calories) và băng qua hê tiêu hóa mà không thay đổi cấu trúc. Điều này thật tuyệt đúng không?
  12. Saccharin: đây là sản phẩm phụ sinh ra trong quá trình sản xuất than đá cách đây hơn 100 năm và là chất làm ngọt lâu đời nhất. Hợp chất này được sử dụng nhiều trong chiến tranh thế giới lần thứ 2 (WWII). Chúng có độ ngọt cao gấp 200 – 500 lần so với sucrose. Dù có độ ngọt cao nhưng chúng vẫn có vị đắng và có rất nhiều tranh cãi xung quanh vị đắng này từ lúc mới ra đời.

Trong trường hợp bạn là người đam mê cà phê STARTBUCK® thì hóa học đằng sau chúng cũng khá thú vị đấy. Trong bài viết này, tôi sẽ giúp bạn hiểu sơ lược về chúng nhé!

Hóa học đằng sau cà phê STARTBUCK®

Tất nhiên, caffeine là thành phần chiếm nhiều nhất chiếm khoảng 225 mg/ly gây tăng huyết áp nhanh chóng, đột ngột. Nó làm cho bạn cảm thấy tỉnh táo, nhưng bồn chồn nếu sử dụng liều lượng lớn. Ngoài ra, caffeine còn kích thích các dây thần kinh bằng cách chống lại adenosine,  đây là một chất ức chế hoạt động thần kinh.

Não của chúng ta phát triển khả năng chịu đựng lượng caffeine sau một vài tuần, điều này có thể khiến một số người dùng liều ngày càng lớn, đôi khi vượt quá giới hạn ~ 300 mg mỗi ngày theo khuyến nghị bởi nhiều bác sĩ. Điều đó nói rằng, liều lượng nhỏ hơn có thể có một số lợi ích sức khỏe như bảo vệ chống lại bệnh Parkinson trong thời gian dài.

Sữa, một loại nhũ tương bơ, mang lại cho cà phê màu sắc nhẹ và cảm giác dễ chịu. Xi-rô vani thêm vào để cho hương vị và mùi thơm thú vị, và bao gồm cả xi-rô glucose và vanillin, một hợp chất hương vị nhân tạo được mô phỏng trên hương chính trong đậu vani thực sự.

Khía cạnh tuyệt vời nhất của sản phẩm được hiển thị là cốc polypropylen. Starbucks® bán những cốc có thể tái sử dụng này với giá chỉ 1 đô la tại các cửa hàng ở Mỹ, đây là một phần trong nỗ lực phục vụ 5% tất cả đồ uống của họ bằng các thùng chứa có thể tái sử dụng vào năm 2015.

Ngoài việc giảm giá 10 xu cho việc mang cốc của bạn và bán những chiếc cốc có thể tái sử dụng này với giá rẻ một cách lố bịch, Starbucks® sản xuất những chiếc cốc này từ một loại nhựa có thể tái chế hoàn toàn, trơ ở nhiệt độ nóng (100°C). Điều này đảm bảo rằng những vi khuẩn đã được loại trừ trước khi bạn dùng cốc để đựng cà phê để uống.

Trên đây là một vài điều thú vị về hóa học đằng sau ly cà phê. Hi vọng bài viết sẽ giúp ích cho các bạn trong tương lai. Lần sau nếu ai hỏi về chủ đề này thì hãy nhớ về hóa học đằng sau chúng nhé!

Tham khảo MNN, Coffeechemistry, James Kennedy và tổng hợp.

Bình luận

Your email address will not be published. Required fields are marked *