Độ hòa tan của cà phê rang

Khi pha cà phê, nghĩa là chúng ta dùng nước để hòa tan và lấy ra (chiết xuất) những chất từ cà phê để có được ly cà phê. Quá trình hòa tan và lấy ra này chịu nhiều yếu tố tác động như: nhiệt độ nước (nhiệt độ cao chiết xuất nhanh và nhiều hơn nhiệt độ thấp), thời gian (thời gian càng lâu chiết xuất càng nhiều), áp suất (áp càng lớn chiết xuất càng cao), cỡ bột xay (xay càng mịn chiết xuất càng cao), tỷ lệ giữa lượng nước và cà phê, chất lượng nước... Lấy ra/hòa tan nhiều hay ít từ cà phê (bột) ta có tỷ lệ chiết xuất - một khái niện thường gặp trong cà phê chuyên ngành. Vậy cà phê có thể hòa tan bao nhiêu? Có nên hòa tan hết lượng này? Hòa tan quá ít hay quá nhiều thì ly cà phê sẽ như thế nào?

Một trong những nhà khoa học đầu tiên khởi xướng cho việc nghiên cứu về các chất hòa tan trong cà phê rang và đưa các kiến thức này đến tất cả chúng ta là tiến sĩ Ernest Earl Lockhart. Từ những năm 1950, Hiệp hội Cà phê Quốc gia Hoa Kỳ (National Coffee Association of U.S.A.) đã ủy quyền cho tiến sĩ E.E. Lockhart hoàn thành bằng tiến sĩ về công nghệ thực phẩm, từ viện công nghệ Massachusetts (MIT). Đây là lần đầu tiên ngành công nghiệp cà phê đi tìm câu trả lời cho vấn đề: Có bao nhiêu chất hòa tan trong cốc cà phê? Kết quả được trình bày trong công trình nổi tiếng: "Chất rắn hòa tan trong cà phê như một chỉ số đối với chất lượng nếm" (The Soluble Solids In Coffee As An Index To Cup Quality), ông đã viết.

Theo Ted R. Lingle, 2011, khoảng 28% chất hữu cơ và vô cơ có trong hạt cà phê rang sẽ dễ dàng hòa tan trong nước, 72% còn lại là chất xơ (chủ yếu là cellulose) tạo nên cấu trúc hạt và không tan trong nước trong điều kiện chiết xuất thông thường. Vì các chất hòa tan trong nước được kết dính trong các sợi cellulose của hạt cà phê rang, nên chỉ sau khi hạt được xay và ngâm trong nước nóng, các nguyên liệu tạo nên hương vị mới tan, chuyển thành dạng lỏng và khí.

Theo Scott Rao, 2019, hạt cà phê có khoảng 30- 35% chất rắn hòa tan. Nhưng trong pha chế hàng ngày, chúng ta thường không chiết xuất quá 30% khối lượng hạt.

"Tại thời điểm này, chúng ta cần đặt câu hỏi: Có bao nhiêu chất trong cà phê hòa tan được? Báo cáo gần đây của Mabrouk & Deatherage (1956) cho thấy quá trình chiết xuất hỗn hợp cà phê từ Mỹ Latinh thu được khoảng 32% chất hòa tan.

Trong một quá trình nghiên cứu khác (Thaler, 1955) các loại cà phê từ Angola, Colombia và Brazil lần lượt là khoảng 36%, 30% và 29%.

Các giá trị này thu được từ thực nghiệm với nhiệt độ cao, thời gian chiết xuất dài hoặc có dung môi bổ sung, vì vậy sẽ hiếm khi đạt được với điều kiện pha chế thông thường".

Các thí nghiệm gần đây để kiểm tra độ hòa tan cà phê tối đa của Moroney và cộng sự, 2015, đã thu được kết quả tỷ lệ chiết xuất 28 – 32% cho cả phương pháp xay mịn và thô. Điều thú vị là nghiên cứu của họ cho thấy tỷ lệ chiết xuất sẽ thấp hơn một chút đối với cà phê xay thô hơn, ngay cả trong điều kiện chiết xuất khắc nghiệt (là khuấy liên tục cà phê được ngâm trong nước 90°C trong 5 giờ). Các thử nghiệm tương tự diễn ra trong 10 giờ nhưng không cho thấy có thể hòa tan được nhiều hơn mức trên.

Theo Hiệp hội Cà phê Đặc sản (Specialty Coffee Association), trong điều kiện bình thường thì nước chỉ chiết xuất khoảng 80% (của 100%) chất tan được trong nước, các hợp chất thơm tạo nên hương vị khi pha, thể chất, vị và màu sắc của ly cà phê. Trong suốt thời gian pha, hương vị thay đổi liên tục theo thời gian pha. Như một quy luật chung, những hợp chất dễ tan tràn đầy hương thơm sẽ được chiết xuất trước; càng về sau thì càng chiết xuất ra các hợp chất khó tan đắng chát khó chịu. Chiết xuất quá ít hay quá nhiều sẽ tạo ra ly cà phê không đầy đủ hương vị và mất cân bằng. Ly cà phê đầy đủ hương vị và cân bằng khi đạt tỷ lệ chiết xuất tối ưu trong khoảng 18 - 22%.

Ly cà phê chua gắt, không có vị ngọt, lợ lợ và không để lại cảm giác gì sau khi nuốt có nghĩa là ly cà phê có chiết xuất kém (tỷ lệ % hòa tan thấp), chưa "lấy" đủ hương vị để tạo sự cân bằng và cảm giác "ngon". Ngược lại, ly cà phê đắng chát khó chịu, chát, khô cổ họng và một cảm giác trống rỗng sau khi nuốt là ly cà phê đã chiết xuất quá nhiều (% hòa tan quá cao). (Dĩ nhiên, cảm giác này được cảm nhận với ly cà phê pha ra chưa thêm bất kỳ đường, sữa, đá... vào).