Các phân đoạn của quá trình rang

Để hiểu các nguyên tắc rang và sự khác biệt giữa các kỹ thuật rang, điều quan trọng là phải tìm hiểu tổng quan về những thay đổi hóa học và vật lý chính xảy ra trong quá trình rang. Từ các khái niệm cơ sở này, quá trình rang có thể được chia thành các giai đoạn tuân theo một mô hình riêng biệt. Sự tiếp cận như vậy rất hữu ích đối với các chuyên gia rang vì nó cho phép họ kiểm soát quá trình sản xuất và đạt được chất lượng nhất quán trong mỗi mẻ rang. Tuy nhiên, việc phân chia quá trình dựa trên cường độ của các biến đổi hóa học và vật lý có thể khiến chúng ta đơn giản hoá việc rang cà phê thành các công đoạn tách biệt.

Điều này không có nghĩa hạt cà phê sẽ dừng lại ở “trạm thứ nhất”, với những thay đổi nhất định, rồi mua vé cho “trạm thứ hai” (đây không phải một chuyến xe buýt ba chặng). Dưới tác dụng của nhiệt độ, hạt cà phê thường sẽ không quan tâm nhiều về cách người ta phân loại “sự cháy” của nó!

Quá trình rang có thể được hệ thống theo ba giai đoạn chính: làm khô, hoá nâu và phát triển.
Đường cong trên đồ thị mô tả nhiệt độ bên trong trống rang (gần với nhiệt độ hạt) theo thời gian, đối với một mẻ rang điển hình (Khoa học Cà phê, 2023)

oạn đầu của quá trình rang thường được gọi là giai đoạn sấy khô (mặc dù hạt cà phê liên tục mất độ ẩm trong quá trình rang). Trong giai đoạn đầu này, sự xuống cấp của diệp lục làm cho hạt cà phê đổi màu từ xanh sang vàng. Tiếp theo, khi chuyển sang giai đoạn hóa nâu (giai đoạn phát triển hương vị) hạt cà phê chuyển từ màu vàng sang màu nâu nhạt chủ yếu là do phản ứng Maillard gây ra. Và muộn hơn, khi dần về cuối quá trình rang, hạt cà phê tiếp cận vết nứt đầu tiên (Frist crack), màu nâu trở nên sẫm hơn do phản ứng caramel hóa diễn ra. Cuối cùng, nếu không kết thúc đúng lúc, giai đoạn hóa thành sẽ phá hủy hoàn toàn cà phê.

1. Giai đoạn sấy – Drying Phase
Hạt cà phê nhân thô sau chế biến có độ ẩm từ 8 đến 12%. Chúng ta cần làm khô nó trước khi bắt đầu phát triển các hương vị mới mẻ. Giai đoạn sấy thường kéo dài 4 đến 8 phút với máy rang dạng trống truyền thống. Nhiệt độ ở cuối giai đoạn sấy thường là 140 – 160⁰C. Đây là thời điểm quan trọng để thu thập nhiệt lượng cần thiết cho giai đoạn phát triển hương vị tinh tế của hạt cà phê.

Khi làm quen với quá trình rang, bạn sẽ biết rằng ta chỉ cho cà phê vào khi máy rang đã đạt nhiệt độ cần thiết, thuật ngữ ngành rang gọi đây là charge temperature tức là nhiệt độ đầu nạp (hay nhiệt độ sạc). Và để xác định được nhiệt độ đầu vào là bao nhiêu bạn phải cân nhắc dựa trên nguồn gốc & phương pháp chế biến của loại cà phê đó, độ lớn mẻ rang, quan trọng hơn là loại máy rang, tổng thời gian rang dự kiến…

Vì sao phải phức tạp hóa nhiệt độ đầu vào đến thế? Vì nếu nhiệt đầu vào quá cao, đơn giản là cà phê sẽ dễ cháy. Nhưng nếu charge temperature thấp, cà phê sẽ không nhận đủ nhiệt lượng cho quá trình phát triển hương vị. Sau đó bạn buộc phải tăng nhiệt độ hoặc kéo dài thời gian rang dài hơn dự kiến, làm thiết bị nóng hơn, việc kiểm soát khó khăn hơn (do sự chênh lệch nhiệt độ giữa lõi hạt và mặt ngoài), một lần nữa cà phê không phát triển được các hương vị tiềm năng của nó.

2. Đoạn Giữa – The Middle
Một sự chuyển tiếp (dù không hẳn là một giai đoạn) được gọi là “the middle” trong khi quá trình sấy khô vẫn tiếp diễn, cà phê xanh sẽ chuyển sang màu vàng hoặc nâu nhạt nên có một số tài liệu gọi đây là “giai đoạn hóa nâu”.

Từ giai đoạn này, các loại đường tự nhiên trong hạt sẽ tham gia phản ứng hóa học, cùng với sự giải phóng hơi nước làm cho hạt bắt đầu giãn nở và tỏa ra mùi thơm dễ chịu. Những thay đổi về màu sắc và mùi thơm phần lớn là sản phẩm của phản ứng Maillard – chúng tăng tốc khi nhiệt độ hạt đạt khoảng 121°C – 149°C. Đến khoảng 171°C, quá trình Caramen hóa bắt đầu, làm suy giảm lượng đường tự nhiên nên các phản ứng Maillard sẽ chậm lại. Tiến trình Caramel hóa sẽ làm thay đổi sâu màu sắc hạt và tạo ra hương vị trái cây, bánh mì nướng, hoặc hạt dẻ…

Cả hai phản ứng Maillard và caramen đều làm giảm vị ngọt của lượng đường vốn đã ít trong cà phê để gia tăng đáng kể vị đắng. Về mặt lý tính, sự trương nở của hạt cà phê và nhiệt độ cao cũng giúp giải phóng lớp vỏ bạc (silver skin). Đồng thời, tiến trình rang đến đoạn này sẽ giải phóng một lượng lớn khói, người vận hành máy phải đảm bảo luồng không khí đủ cao để hút hết bụi và khói ra ngoài.

3. Giai đoạn phát triển – Development Time
Nhiều nhà rang xay đã đề cập rằng thời gian từ khi bắt đầu vết nứt đầu tiên (first crack) cho đến khi xả cà phê ra khỏi máy được xem là Development Time – Thời gian phát triển hương vị. Đây là một thuật ngữ gây hiểu lầm, gần như đã đơn giản hóa quá trình rang với việc phân đoạn thành bước 1, 2 và kết thúc, đồng thời gói gọn sự chuyển hóa hương vị trong một giai đoạn ngắn ngủi của toàn quá trình.

Theo Scoot Rao, hầu hết các nhà rang xay thường điều chỉnh thời gian phát triển tách biệt với phần còn lại của quá trình rang, nhưng cách tiếp cận như vậy thường sẽ dẫn đến khả năng cà phê không đạt được sự hình thành các hương vị tinh tế của nó, vậy nên phải làm sao để giai đoạn này tỷ lệ với toàn quá trình rang. “Kinh nghiệm đã dạy tôi rằng tỷ lệ thời gian dành cho giai đoạn phát triển (development-time ratio) nên nằm trong khoảng từ 20% -25% so với tổng thời gian rang. Nói cách khác, thời điểm xuất hiện crack đầu tiên sẽ bắt đầu ở mức 75% đến 80% thang đo thời gian rang, và thay đổi một chút tùy thuộc vào mức độ rang mong muốn.

Mức độ rang
Mức độ rang chỉ là một tên gọi, một khái niệm, nhưng cũng là mấu chốt quan trọng nhất của quá trình rang. Thông thường cà phê rang nhẹ sẽ thể hiện nhiều “hương vị nguyên bản” có được từ đặc tính giống loài, phương pháp chế biến, độ cao, thổ nhưỡng & khí hậu. Càng rang đậm, hương vị ban đầu của hạt càng bị lu mờ bởi chất vị được tạo ra bởi nhiệt độ, và khi tiến đến vùng rang sẫm màu “hương vị rang” chiếm ưu thế đến mức khó có thể phân biệt nguồn gốc của các loại cà phê nhau.

Các nhà rang xay thường tự do quyết định mức độ rang cần thiết cho loại cà phê của mình (theo thang đo quang phổ), và thậm chí là đặt theo tên riêng của họ, chẵng hạn như Counter Culture Coffee gọi các cấp rang theo mức độ đậm dần của họ là Apollo, Big Trouble và Forty-Six. Trong khi đó Stark buck lại có Blonde roast, Full city, Italian roast và French roast. Tuy có vẻ phức tạp nhưng tất cả chúng đều là cách gọi khác đi của light roasts, medium roast, hay dark roast… hoặc ở một mức độ phân chia nhỏ hơn giữa chúng.

Mặc dù hầu hết các chuyên gia đều đánh giá mức độ rang dựa trên màu hạt, nhưng chưa hề có sự đồng thuận chính xác về tên gọi của các cấp độ cụ thể này. Không có một hệ thống phổ quát nào tồn tại để đặt tên cho các mức độ rang – Scott Rao.