5 giai đoạn rang cà phê

Rang cà phê, mặc dù đã được người Ethiopia cổ đại thực hiện vào khoảng năm 800 sau Công nguyên, vẫn ít có văn bản khoa học chi tiết. Người học nghề thường chủ yếu tìm hiểu kỹ thuật từ những người có kinh nghiệm, trong khi những người trẻ thường học thông qua việc thực hiện thử nghiệm và sửa lỗi.

Họ tiến hành rang và nếm từ nhiều lô cà phê khác nhau để tích luỹ kiến thức và kinh nghiệm riêng về quá trình rang cà phê. Dựa vào những kiến thức về rang cà phê được chia sẻ, Mon Roaster đã nghiên cứu và tổng hợp thành 1 bài viết về các giai đoạn rang cà phê.

Các biến đổi xảy ra khi rang cà phê

Rang cà phê là quá trình đặc biệt quan trọng trong việc chế biến cà phê từ quả cà phê. Đơn giản nhất, đây là quá trình gia nhiệt để tạo ra những hạt cà phê mà chúng ta có thể xay nhuyễn và pha chế.

Tuy nhiên, để hiểu rõ hơn về rang cà phê, chúng ta cần nhìn vào khía cạnh khoa học của quá trình này. Trước khi được rang, hạt cà phê có màu xanh lá cây và mùi gần giống như đậu hoặc cỏ.

Hương vị của cà phê không chỉ đến từ cây cà phê, nông trại, hay trạm chế biến mà còn từ quá trình biến đổi khi hạt cà phê được rang. Chỉ khi trải qua quá trình rang này, các hương vị mới mới được xuất hiện, bản thân hạt cà phê cũng có nhiều biến đổi chất, bao gồm:

• Màu sắc hạt: Hạt cà phê sẽ chuyển từ màu xanh sang vàng, nâu, và cuối cùng là đen.

• Kích thước và trọng lượng hạt: Kích thước của hạt cà phê gần như gấp đôi, còn trọng lượng lại giảm đi gần một nửa. Hạt trở nên xốp và giòn hơn.

• Hình thành hương vị: Quá trình rang tạo ra từ 800 đến 1000 hợp chất hương vị, nhưng số lượng này sẽ giảm đáng kể nếu quá trình rang kéo dài quá lâu.

• Tiếng nổ (crack): Hạt cà phê có thể “nổ” khi chúng giải phóng hơi nước và các khí khác.

Các biến đổi này phụ thuộc vào nhiều yếu tố và diễn ra trong các giai đoạn nhất định của quá trình rang cà phê, mà chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết trong phần tiếp theo.

>>> Máy rang CF MON ROASTER 20 kg

Các giai đoạn rang cà phê

Để hiểu về quá trình rang cà phê và nhận biết sự khác biệt giữa các phương pháp rang, chúng ta cần tập trung vào những biến đổi hóa học và vật lý quan trọng xảy ra trong quá trình này. Quá trình rang có thể chia thành các giai đoạn rang cà phê khác nhau và tuân theo một lộ trình cụ thể.

Mặc dù quá trình rang cà phê có thể chia thành các giai đoạn rang cà phê, nhưng điều này không có nghĩa là hạt cà phê sẽ ngừng biến đổi khi kết thúc giai đoạn đó. Thực tế, hạt cà phê luôn tiếp tục biến đổi liên tục trong suốt quá trình rang.

Việc hiểu rõ quá trình rang cà phê giúp người rang có khả năng kiểm soát chất lượng lô cà phê cuối cùng và tránh các tình huống không mong muốn có thể ảnh hưởng đến chất lượng của cà phê rang của họ. Đặc biệt, quyết định kết thúc giai đoạn rang cà phê đúng lúc là quyết định quan trọng để đảm bảo cà phê đạt được chất lượng tốt nhất.

Giai đoạn 1: Sấy khô – Drying

Quả cà phê sau khi sơ chế/chế biến xong có độ ẩm khoảng 8-12% và chưa có được hương vị ngon như sau khi rang. Người ta sẽ bắt đầu đổ quả cà phê vào máy và bắt đầu rang, trong quá trình rang thì ta sẽ trải qua giai đoạn rang cà phê đầu tiên – chính là giai đoạn sấy khô – Drying.

Nhiệt độ của giai đoạn rang cà phê này là khoảng 100 độ C, thời gian sấy thường kéo dài từ 4-8 phút với máy rang truyền thống. Quả cà phê sau đó khô lại chỉ còn 2,5% độ ẩm – gọi là hạt, có màu vàng do diệp lục giảm và có vị chua nhiều do hầu như vẫn còn mùi vị nguyên bản của quả cà phê.

Quan trọng nhất trong giai đoạn rang cà phê đầu tiên này là đảm bảo mức nhiệt độ của máy rang phù hợp với hạt cà phê (tức charge temperature). Mức nhiệt độ này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nguồn gốc, phương pháp chế biến, cân nặng mẻ rang và loại máy rang.

Xác định đúng mức nhiệt độ này quan trọng vì nhiều lí do. Đầu tiên, nếu nhiệt độ quá cao thì cà phê có thể cháy, nhưng nếu nhiệt độ quá thấp thì hạt cà phê sẽ không nhận đủ nhiệt lượng để thay đổi hương vị.

Sau đó bạn buộc phải tăng nhiệt độ hoặc kéo dài thời gian giai đoạn rang cà phê này dài hơn dự kiến, làm thiết bị nóng hơn, việc kiểm soát quá trình rang cà phê khó khăn hơn (do sự chênh lệch nhiệt độ giữa nhân và vỏ hạt cà phê). Hương vị của hạt cà phê sẽ không đạt yêu cầu của người rang cà phê.

Giai đoan 2: Giai đoạn hóa nâu – The Middle

Trong quá trình rang cà phê, “giai đoạn hóa nâu” xảy ra do phản ứng hóa học giữa cacbohydrate và axit amin có trong hạt cà phê – gọi là phản ứng Maillard. Nhiệt độ của giai đoạn hóa nâu là khoảng 150 độ C

Phản ứng Maillard sẽ chịu trách nhiệm chính cho sự thay đổi về màu sắc và mùi thơm của giai đoạn rang cà phê này, carbohydrates và amino acids trong hạt cà phê có phản ứng hóa học khiến hạt cà phê chuyển vàng hoặc nâu nhạt. Sau đó, hạt cà phê bắt đầu giãn nở – chuẩn bị sẵn sàng cho giai đoạn rang cà phê cuối cùng.

Giai đoạn 3: Tiếng nổ đầu tiên (First Crack)

Đây là cột mốc quan trọng và kịch tính nhất trong các giai đoạn rang cà phê.

• Biến đổi: Khi nhiệt độ bên trong hạt đạt khoảng 170-190°C, áp suất từ hơi nước và khí CO2 tích tụ bên trong trở nên cực lớn, khiến cấu trúc của hạt bị phá vỡ và tạo ra một tiếng nổ “lách tách” giòn tan, dễ nhận biết (giống tiếng nổ bỏng ngô). Hạt cà phê giãn nở rõ rệt về kích thước, lớp vỏ lụa mỏng manh cũng tách ra.
• Ý nghĩa: “First Crack” đánh dấu điểm mà cà phê chính thức có thể uống được. Mỗi giai đoạn rang cà phê đều quan trọng, nhưng đây là thời điểm bắt đầu của sự “phát triển hương vị” thực sự, nếu kết thúc mẻ rang ngay sau tiếng nổ đầu tiên, chúng ta sẽ có mức rang sáng với đặc tính chua thanh, hương hoa quả tinh tế.

Giai đoạn 4: Giai đoạn phát triển 

Khoảng thời gian được tính từ lúc bắt đầu “First Crack” cho đến khi kết thúc mẻ rang được gọi là giai đoạn phát triển. Đây là sân khấu để người thợ rang thể hiện tài nghệ của mình.

• Biến đổi: Các phản ứng caramen hóa đường diễn ra mạnh mẽ. Người thợ rang sẽ điều chỉnh nhiệt độ một cách tinh vi để quyết định hương vị cuối cùng.
• Kiểm soát hương vị:
  • Thời gian phát triển ngắn: Giữ lại được nhiều axit hữu cơ, tạo ra vị chua sáng, sống động và các nốt hương hoa quả, phù hợp cho cà phê pha thủ công.
  • Thời gian phát triển dài: Đường được caramen hóa nhiều hơn, làm giảm độ chua, tăng vị ngọt và phát triển thể chất dày hơn, tròn trịa hơn. Vị đắng bắt đầu xuất hiện. Đây là cách để tạo ra mức rang Trung bình, cân bằng và phù hợp với nhiều kiểu pha.

Giai đoạn 5: Tiếng nổ thứ hai và Rang đậm 

Nếu tiếp tục rang sau giai đoạn phát triển, hạt cà phê sẽ bước vào ngưỡng cửa của vị đắng.

• Biến đổi: Khi nhiệt độ tăng cao (khoảng 210-220°C), cấu trúc celluose của hạt bắt đầu bị phá vỡ và cháy, tạo ra tiếng nổ thứ hai, nhỏ hơn, dày và nhanh hơn tiếng nổ đầu. Dầu bên trong hạt bị đẩy ra bề mặt, làm hạt cà phê trở nên bóng loáng và sẫm màu.
• Cảm quan & Hương vị: Các hương vị nguyên bản của vùng trồng gần như biến mất, thay vào đó là hương vị do quá trình rang tạo ra: mùi khói, sô cô la đen, vị đắng đậm. Đây là mức rang Đậm.
• Cảnh báo: Đây là giai đoạn rang cà phê diễn ra rất nhanh và cực kỳ nguy hiểm. Chỉ cần chậm vài giây, quá trình caramen hóa sẽ biến thành cacbon hóa, hạt cà phê sẽ bị cháy khét và không thể sử dụng. Việc làm nguội hạt ngay lập tức sau khi lấy ra khỏi máy rang là bắt buộc để “hãm” lại quá trình rang và bảo toàn hương vị mong muốn.

Tóm lại, đây chính là thời điểm bạn chọn hương vị mà bạn mong muốn cho cà phê rang của mình. Thời gian của giai đoạn rang cà phê cuối càng ngắn thì độ ngọt và chua sẽ càng nhiều và ngược lại, giai đoạn rang cà phê cuối càng dài thì đường trong hạt cà phê càng caramel hóa, tạo ra vị đắng và đậm đà hơn.

Lưu ý, giai đoạn rang cà phê này diễn ra rất nhanh nên cần phải cẩn thận, nếu rang xong thì phải đổ hạt cà phê ra khỏi máy rang và làm nguội. Nếu không đổ hạt ra khỏi máy đúng lúc thì hạt cà phê sẽ bị cháy.

Rang cà phê là một lĩnh vực thú vị và đáng nghiên cứu. Thách thức chính đến từ việc kiến thức chuyên ngành ít được chia sẻ hoặc không miễn phí, cùng với sự hiếm hoi của những cá nhân đam mê và tâm huyết có đủ thời gian để chia sẻ thông tin.

Để giải quyết vấn đề này, MON ROASTER đã biên soạn một bài viết tổng quan về giai đoạn rang cà phê với thông tin đáng tin cậy. Mong bạn có được những kiến thức đáng để áp dụng vào thực tế sau khi đọc xong bài viết này.

Các loại máy rang cà phê phổ biến nhất hiện nay

 Máy rang cà phê 5kg

Máy rang cà phê 5kg là một lựa chọn lý tưởng dành cho các quán cà phê nhỏ, các roasteries quy mô vừa, hoặc thậm chí là những hộ kinh doanh gia đình có nhu cầu sản xuất cà phê rang xay. Đây là thiết bị hoàn hảo để bắt đầu giai đoạn rang cà phê ở quy mô vừa phải, cung cấp đủ sản lượng để phục vụ khách hàng mà không cần đầu tư quá lớn vào máy móc công nghiệp.

 Máy rang cà phê 7kg

Máy rang cà phê 7kg phù hợp với những quán cà phê vừa và nhỏ hoặc các doanh nghiệp khởi nghiệp trong lĩnh vực cà phê, cần dung lượng rang trung bình và hiệu quả. Công suất của máy này dao động từ 5.5 đến 7 kW, đảm bảo hiệu quả rang xảo ổn định.

 Máy rang cà phê 10kg

Với khả năng rang lớn hơn, máy rang cà phê 10kg là sự lựa chọn hoàn hảo cho các doanh nghiệp cà phê đang trong quá trình mở rộng. Máy này có công suất khoảng 10 – 12 kW, hỗ trợ rang cà phê với hiệu suất cao và đồng đều.

>>> Xem thêm: Tìm hiểu về máy rang cà phê 10 kg.

Máy rang cà phê 15kg

Máy rang cà phê 15kg là dòng máy rang cà phê phổ biến thích hợp cho các nhà máy sản xuất cà phê với nhu cầu rang lớn, cần độ chính xác và đồng đều cao trong quá trình rang. Công suất của máy này thường rơi vào khoảng 15 – 18 kW, cho phép xử lý lượng cà phê lớn mỗi lần rang.

Máy rang cà phê 20kg

Dành cho các doanh nghiệp cà phê lớn, máy rang cà phê 20kg cung cấp khả năng rang mạnh mẽ với dung lượng lớn, đáp ứng nhu cầu sản xuất hàng loạt. Công suất của máy này thường là khoảng 20 – 25 kW, giúp rang cà phê hiệu quả và nhanh chóng. Đây là một trong những máy rang cà phê phổ biến được ưa chuộng bởi các doanh nghiệp cà phê quy mô lớn nhờ khả năng làm việc ổn định và hiệu suất cao.

 Máy rang cà phê 30kg 

Máy rang cà phê 30kg là sự lựa chọn tối ưu cho các nhà máy cà phê cỡ lớn, cần rang số lượng lớn cà phê mỗi lần rang. Công suất của máy này lên tới khoảng 30 – 35 kW, phục vụ tốt cho việc sản xuất cà phê quy mô lớn. Là một trong những máy rang cà phê phổ biến trên thị trường, máy rang cà phê 30kg giúp đáp ứng nhu cầu về một quy trình sản xuất cà phê hiệu quả và chất lượng.

 Máy rang cà phê 60kg

Với dung lượng rang khổng lồ, máy rang cà phê 60kg phục vụ cho các doanh nghiệp sản xuất cà phê quy mô lớn, đòi hỏi hiệu suất rang cao nhất. Công suất của máy này có thể đạt tới 40 – 50 kW, đảm bảo khả năng xử lý lượng cà phê lớn một cách hiệu quả và nhanh chóng. Máy này không chỉ nổi bật với khả năng rang lượng lớn mà còn được biết đến như một máy rang cà phê phổ biến cho các dự án cà phê quy mô lớn nhờ vào sự ổn định và độ bền cao.

Ngoài ra, máy rang cà phê 120kg cũng được coi là một lựa chọn ưu việt dành cho các chuyên gia trong ngành rang xay cà phê. Tuy nhiên, dù sở hữu những ưu điểm vượt trội, loại máy này lại không thường xuyên xuất hiện trên thị trường do phần lớn các doanh nghiệp hiện nay chưa thực sự cần đến một công suất xay rang lớn đến như vậy.

Nguồn tham khảo:

• The Coffee Roaster’s Companion (Scott Rao, 2014)
• www.thekitchn.com/ What Actually Happens During Coffee Roasting? ; www.baristahustle.com/ Let’s Talk About Roasting ; www.scanews.coffee/ The Impact of Roasting on Coffee’s Flavor ; www.coffeereview.com/ Roast Definitions ; www.baristainstitute.com Coffee Basics: How do you roast coffee?
• https://www.cafescaracas.com/en/blog/introduction-to-coffee-roasting-the-three-pha.html

Xem thêm các bài viết khác:

• Một số thói quen uống CF của người Việt
• 4 biến đổi vật lý xảy ra trong quá trình rang cà phê