7 Nguyên nhân gây hao hụt khi rang cà phê và cách hạn chế tối đa

Khi rang cà phê bạn sẽ không tránh khỏi những trường hợp như rang bị két, rang cà phê chưa chín đều và đặc biệt bị hao hụt khi rang cà phê. Đó là vấn đề rất nhiều người mới bắt đầu tìm hiểu về cà phê và thử rang cà phê nhưng thất bại và họ không biết nguyên nhân ở đâu và phải khắc phục chúng như nào. Cùng Mon Roaster tìm hiểu về 7 nguyên nhân gây ra hao hụt khi rang cà phê và cách hạn chế tối đa.

Bản chất của hao hụt khi rang cà phê

Hao hụt khi rang cà phê là sự giảm đi về trọng lượng của hạt cà phê từ khi còn là hạt xanh cho đến khi trở thành hạt đã rang. Hiện tượng này là hoàn toàn tự nhiên và không thể tránh khỏi, với mức hao hụt cà phê trung bình dao động từ 12% đến 25% tùy thuộc vào mức độ rang và loại hạt.

Hiểu rõ các nguyên nhân gây ra sự hao hụt khi rang cà phê không chỉ giúp bạn kiểm soát chất lượng mẻ rang mà còn tối ưu hóa hiệu quả kinh tế. Đây là một trong những chỉ số quan trọng để đánh giá quy trình rang và chất lượng của thiết bị rang cà phê.

7 nguyên nhân làm hao hụt khi rang cà phê

Quá trình bay hơi nước

Đây là nguyên nhân chính và chiếm tỷ lệ lớn nhất trong tổng hao hụt khi rang cà phê. Hạt cà phê xanh, trước khi rang, chứa một lượng nước đáng kể, thường là khoảng 10-12% trọng lượng của nó. 

Cơ chế hoạt động và tác động

Giai đoạn sấy khô là giai đoạn đầu tiên của quá trình rang. Trong giai đoạn này, hạt cà phê tiếp tục hấp thụ nhiệt, và lượng nước bên trong bắt đầu chuyển thành hơi nước.

Hơi nước này tạo ra áp suất bên trong hạt, làm hạt giãn nở. Khi nhiệt độ tăng, lượng nước bốc hơi càng nhanh và càng nhiều. Đây là giai đoạn hạt cà phê chuyển từ màu xanh sang màu vàng nhạt, một dấu hiệu cho thấy phần lớn nước đã bay hơi.

Sự bay hơi nước không chỉ làm giảm trọng lượng mà còn ảnh hưởng đến sự phát triển của hạt cà phê sau này. Nếu quá trình sấy diễn ra quá nhanh, hạt cà phê có thể bị “chín” không đều, bên trong còn ẩm trong khi bên ngoài đã khô cứng, gây khó khăn cho việc phát triển hương vị. 

Cách hạn chế hao hụt do bay hơi nước

• Kiểm soát đường cong rang: Điều chỉnh đường cong rang một cách hợp lý là chìa khóa để giảm thiểu sự mất nước đột ngột. Hãy bắt đầu với nhiệt độ thấp và tăng dần để nước bay hơi từ từ. 
• Sử dụng hạt cà phê chất lượng cao:Độ ẩm hạt cà phê lý tưởng thường từ 10-12%. Hạt quá ẩm sẽ mất nhiều trọng lượng hơn và dễ bị rang cháy.

Phá vỡ các hợp chất hữu cơ

Sau khi phần lớn nước đã bay hơi, hạt cà phê bước vào giai đoạn biến đổi hóa học mạnh mẽ. Trong giai đoạn này, các hợp chất hữu cơ phức tạp bên trong hạt bắt đầu bị phá vỡ và biến đổi, giải phóng khí CO2 và các hợp chất dễ bay hơi khác.

Cơ chế hoạt động và tác động

• Phản ứng Maillard: Đây là một trong những phản ứng hóa học quan trọng nhất, diễn ra giữa các axit amin và đường. Quá trình này cũng giải phóng một lượng nhỏ khí CO2 và các hợp chất bay hơi, góp phần vào sự hao hụt khi rang cà phê.
• Caramel hóa: Khi đường trong hạt cà phê đạt nhiệt độ cao, chúng sẽ trải qua quá trình caramel hóa, tạo ra các hợp chất có vị ngọt và màu nâu caramel. Tương tự như phản ứng Maillard, quá trình này cũng giải phóng khí và làm giảm trọng lượng hạt.

Sự mất chất hữu cơ này diễn ra mạnh mẽ nhất trong và sau tiếng nổ lần 1, khi áp suất bên trong hạt cà phê đạt đỉnh và giải phóng khí CO2 tích tụ. Khi bạn tiến hành rang đến mức rang đậm, quá trình này diễn ra mạnh hơn, làm hạt cà phê mất nhiều trọng lượng hơn so với mức rang nhạt.

Cách hạn chế hao hụt do mất chất hữu cơ

• Lựa chọn mức rang phù hợp: Nếu bạn muốn giảm tỉ lệ hao hụt, hãy dừng quá trình rang ở mức rang nhạt hoặc trung bình. Cà phê rang đậm sẽ luôn có hao hụt trọng lượng lớn hơn.
• Kiểm soát tốc độ rang: Một tốc độ rang hợp lý giúp các phản ứng diễn ra từ từ và hiệu quả, giảm thiểu sự phá hủy không cần thiết của các hợp chất hương vị. Rang quá nhanh có thể gây ra rang cháy và làm hao hụt khi rang cà phê tăng cao, trong khi rang quá chậm có thể làm mất đi các hương vị tinh tế.

Loại bỏ vỏ lụa

Vỏ lụa là một lớp màng mỏng, màu bạc bao bọc hạt cà phê xanh. Trong quá trình rang, khi hạt giãn nở, lớp vỏ này sẽ tự bong ra và tách khỏi hạt.

Cơ chế hoạt động và tác động

Lớp vỏ lụa này rất nhẹ, nhưng khi cộng lại từ hàng trăm hạt cà phê, nó cũng góp phần vào tổng hao hụt khi rang cà phê. Vỏ lụa thường được thổi ra ngoài và thu thập bởi công cụ rang hoặc máy rang cà phê chuyên nghiệp.

Việc loại bỏ vỏ lụa là một quá trình tự nhiên và cần thiết. Nếu vỏ lụa không được loại bỏ, nó sẽ cháy và tạo ra hương vị khói, cay đắng khó chịu trong ly cà phê của bạn.

Cách hạn chế hao hụt do vỏ lụa

• Không thể hạn chế: Sự loại bỏ vỏ lụa là một phần không thể thiếu của quá trình rang. Việc bạn có thể làm là đảm bảo máy rang hoặc công cụ rang của bạn được thiết kế tốt để thu thập vỏ lụa này, giữ cho mẻ rang của bạn sạch sẽ và chất lượng.
• Gợi ý các dòng máy rang cà phê: Máy rang cà phê mini, máy rang cà phê từ 3kg đến 40kg, máy rang cà phê hot air,…

Rang quá mức và rang cháy

Đây là một nguyên nhân gây hao hụt không mong muốn. Khi hạt cà phê bị rang quá mức hoặc rang cháy, chúng sẽ mất đi trọng lượng nhiều hơn so với một mẻ rang bình thường.

Cơ chế hoạt động và tác động

• Rang quá mức: Khi quá trình rang vượt qua tiếng nổ lần 2, cấu trúc tế bào của hạt cà phê bắt đầu bị phá vỡ hoàn toàn.  Sự mất đi của các loại dầu và sự phá hủy cấu trúc này làm tăng tỉ lệ hao hụt khi rang cà phê.
• Rang cháy: Sự rang không đều do nhiệt độ quá cao hoặc đảo hạt không đủ sẽ khiến một phần hạt cà phê bị cháy đen ngay từ đầu. Những hạt này không chỉ mất trọng lượng mà còn làm hỏng toàn bộ mẻ rang.

Sự hao hụt khi rang cà phê không mong muốn này không chỉ là sự mất mát về trọng lượng mà còn là sự mất mát về chất lượng. Cà phê bị rang cháy sẽ có hương vị khét, đắng gắt và không thể sử dụng được.

Cách hạn chế hao hụt khi rang cà phê do rang quá mức và rang cháy

• Kiểm soát nhiệt độ và tốc độ rang: Sử dụng đồng hồ đo nhiệt để theo dõi nhiệt độ chính xác của quy trình rang. Bắt đầu với nhiệt độ thấp và tăng dần. Luôn giữ lửa ổn định và tránh tăng nhiệt đột ngột.
• Khuấy đảo đều: Nếu bạn sử dụng chảo rang cà phê hoặc các dụng cụ rang cà phê thủ công, hãy khuấy đảo liên tục để đảm bảo tất cả hạt cà phê tiếp xúc đều với nhiệt. Đối với máy rang chuyên nghiệp, đảm bảo máy hoạt động ổn định và trống quay đều.

Tốc độ rang

Tốc độ rang, tức là thời gian cần thiết để hạt cà phê chuyển từ hạt xanh sang hạt đã rang, có ảnh hưởng trực tiếp đến tỉ lệ hao hụt khi rang cà phê.

Cơ chế hoạt động và tác động

• Rang nhanh: Quá trình này nhanh chóng làm hạt cà phê đạt nhiệt độ cao, làm bay hơi nước nhanh chóng và ít có thời gian cho các phản ứng hóa học phức tạp. Điều này có thể dẫn đến việc hạt cà phê bị chín không đều, bên ngoài chín quá trong khi bên trong còn sống, dẫn đến hao hụt khi rang cà phê không mong muốn và hương vị không tối ưu.
• Rang chậm: Nước bay hơi chậm hơn, cho phép các phản ứng Maillard và caramel hóa diễn ra một cách đầy đủ. Mặc dù hao hụt khi rang cà phê có thể cao hơn một chút so với rang nhanh, nhưng hương vị cuối cùng sẽ phong phú và phức tạp hơn rất nhiều.

Cách hạn chế hao hụt do tốc độ rang

• Tìm ra điểm cân bằng: Không có một tốc độ rang hoàn hảo cho tất cả các loại hạt. Bạn cần thử nghiệm với từng loại hạt để tìm ra thời gian rang tối ưu. Ghi chép lại các thông số để tạo ra một hồ sơ rang nhất quán.
• Sử dụng máy rang có điều khiển: Nếu bạn thực sự nghiêm túc với sở thích này, hãy đầu tư một chiếc máy rang cà phê mini có khả năng điều chỉnh tốc độ rang và nhiệt độ chính xác.

Cấu trúc và mật độ hạt cà phê

Bên cạnh các yếu tố về nhiệt độ và thời gian, bản thân cấu trúc hạt cà phê cũng là một nguyên nhân quan trọng gây ra hao hụt khi rang cà phê.

Cơ chế hoạt động và tác động

• Mật độ hạt: Cấu trúc tế bào của chúng chặt chẽ hơn, chứa ít nước và đường hơn. Do đó, khi rang, chúng thường có tỉ lệ hao hụt khi rang cà phê thấp hơn so với hạt cà phê có mật độ thấp.
• Giống cà phê: Các giống cà phê khác nhau có mật độ hạt và cấu trúc hóa học khác nhau. Ví dụ, hạt Robusta thường có mật độ thấp hơn Arabica.

Điều này giải thích tại sao cùng một mức rang, hạt cà phê từ một vùng trồng có độ cao lớn như Ethiopia hoặc Colombia sẽ có hao hụt khi rang cà phê ít hơn đáng kể so với sự hao hụt khi rang cà phê của hạt từ một vùng trồng ở độ cao thấp. Mật độ cao giúp hạt chịu nhiệt tốt hơn từ đó giảm sự hao hụt khi rang cà phê đáng kể, rang đồng đều hơn và giảm thiểu sự mất mát không cần thiết.

Xem thêm bài viết liên quan: 6 dấu hiệu hạt cà phê có chất lượng cao

Cách hạn chế hao hụt do cấu trúc hạt

• Chọn hạt cà phê phù hợp: Nếu mục tiêu của bạn là giảm thiểu tổn thất, hãy chọn mua hạt cà phê từ các vùng trồng có độ cao lớn. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là hạt mật độ thấp không ngon, chúng chỉ có một hồ sơ rang và tỉ lệ hao hụt khác nhau.

Quá trình thoát khí sau khi rang

Sự hao hụt trọng lượng của cà phê không kết thúc ngay khi quá trình rang hoàn tất. Nó vẫn tiếp tục trong giai đoạn sau rang, hay còn gọi là quá trình thoát khí.

Cơ chế hoạt động và tác động

Sau khi rang, hạt cà phê vẫn giải phóng một lượng lớn khí CO2 và các hợp chất bay hơi khác. Đây là quá trình tự nhiên giúp cà phê phát triển hương vị tối ưu. Giai đoạn này có thể kéo dài từ vài ngày đến vài tuần. 

Sự giải phóng khí CO2 cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra lớp crema khi pha espresso. Vì vậy, việc để cà phê “nghỉ” một thời gian sau khi rang là điều cần thiết.

Cách hạn chế hao hụt do thoát khí

• Không thể hạn chế: Tương tự như việc loại bỏ vỏ lụa, quá trình thoát khílà một phần không thể thiếu của sự phát triển hương vị cà phê. Cố gắng ngăn chặn quá trình này sẽ làm hỏng chất lượng cà phê của bạn. Việc bạn có thể làm là hiểu và tận dụng nó.
• Sử dụng bao bì có van một chiều: Để hạt cà phê giải phóng khí CO2 mà không bị oxy hóa, hãy bảo quản cà phê trong túi có van một chiều. Điều này giúp khí thoát ra nhưng không khí bên ngoài không thể lọt vào.

Kết luận cách hạn chế hao hụt tối đa

Hạn chế hao hụt khi rang cà phê không phải là việc làm cho trọng lượng hạt cà phê không đổi, mà là kiểm soát nó một cách có ý thức để đạt được chất lượng và hương vị tốt nhất. Dưới đây là các chiến lược tổng hợp:

1. Lựa chọn hạt cà phê chất lượng: Bắt đầu với hạt cà phê xanh chất lượng cao, có độ ẩm hạt cà phê ổn định và không có khuyết tật. Điều này là nền tảng để có một mẻ rang thành công.
2. Kiểm soát nhiệt độ và thời gian: Luôn sử dụng đồng hồ đo nhiệt và đồng hồ bấm giờ. Bắt đầu với nhiệt độ thấp để sấy khô từ từ, sau đó tăng dần khi bước vào các giai đoạn phát triển hương vị. Sự kiểm soát này giúp giảm tổn thất và ngăn ngừa rang cháy.
3. Làm nguội nhanh: Ngay sau khi kết thúc quá trình rang, hãy nhanh chóng đưa hạt cà phê ra khỏi nguồn nhiệt. Sử dụng khay làm nguội hoặc quạt để hạ nhiệt độ của hạt càng nhanh càng tốt.
4. Hiểu rõ các giai đoạn rang: Hãy lắng nghe tiếng nổ lần 1 và tiếng nổ lần 2. Những âm thanh này là dấu hiệu quan trọng để bạn biết được quá trình rang đang ở đâu và khi nào nên kết thúc.
5. Đầu tư vào dụng cụ phù hợp: Nếu bạn muốn đạt được sự nhất quán, hãy xem xét đầu tư vào một chiếc máy rang cà phê mini hoặc máy rang chuyên nghiệp. Những thiết bị này có khả năng kiểm soát nhiệt độ và tốc độ quay chính xác hơn nhiều so với rang cà phê bằng tay trên chảo.

Việc hiểu và kiểm soát hao hụt khi rang cà phê là một phần quan trọng của nghệ thuật rang cà phê. Nó không chỉ giúp bạn tạo ra những mẻ cà phê ngon hơn mà còn giúp bạn tối ưu hóa quy trình sản xuất của mình.