04 Kỹ thuật chế biến cà phê nhân xanh

Kỹ thuật chế biến cà phê ở quy mô hộ gia đình nhỏ lẻ thường có quy trình tương đối đơn giản. Có thể phân loại thành bốn phương pháp chế biến cà phê chính: chế biến khô, chế biến ướt, chế biến mật ong và chế biến Giling Basah. Sau khi thu hoạch, quả cà phê được phân loại bằng cách nhặt thủ công hoặc ngâm nước. Hạt cà phê nhân xanh thu được từ các phương pháp chế biến này đều được gọi chung là hạt cà phê.

1. Phương pháp chế biến khô (Natural Process/ Dry Process)

Phương pháp chế biến khô hay phương pháp chế biến tự nhiên (natural process) là quy trình chế biến cà phê không sử dụng nước. Quá trình này thường được thực hiện bằng cách phơi sấy cà phê nguyên quả sau khi thu hoạch. Trong một số trường hợp, quả cà phê có thể được nghiền nhẹ trước để hỗ trợ quá trình sấy khô.

Để chế biến khô cà phế, phơi nắng là phương pháp sấy phổ biến nhất, có thể thực hiện trực tiếp trên nền bê tông, trên bề mặt đất trống, phủ bạt, hoặc trên giàn phơi cao. Thời gian sấy thay đổi tùy thuộc vào đặc điểm của quả cà phê và điều kiện môi trường. Ngoài ra, có thể sử dụng phương pháp phơi nắng có kiểm soát (assisted sun-drying) hoặc sấy nhân tạo (artificial drying) để đảm bảo tính đồng nhất và kiểm soát tốt hơn.

Trong một số báo cáo, quá trình sấy trong phương pháp chế biến natural cũng được gọi là quá trình lên men (fermentation process). Tuy nhiên, để tránh nhầm lẫn với quá trình lên men hạt (beans fermentation) trong phương pháp chế biến ướt, lên men trong phương pháp natural được gọi là “lên men quả” (fruit fermentation). Lên men xảy ra trong lớp vỏ và thịt quả trong suốt quá trình sấy.

Theo Silva et al. (2008), trong 22 ngày sấy khô quả Arabica (sơ chế natural), có sự sinh trưởng của các vi khuẩn, nấm men và nấm sợi. Sự phát triển của hệ vi sinh này có liên quan chặt chẽ đến sự hình thành các acid hữu cơ và hợp chất bay hơi, tác động trực tiếp đến chất lượng cảm quan của hạt cà phê. Các hợp chất này có thể di chuyển từ vỏ và thịt quả vào trong hạt, tác động đáng kể đến hương vị cuối cùng của sản phẩm.

Trong kỹ thuật chế biến khô cà phê, độ dày của lớp thịt quả là một yếu tố quan trọng. Phơi nắng có xu hướng tạo ra nhiều hạt lỗi hơn so với phương pháp sấy cơ học (mechanical drying). Các khiếm khuyết này là do quá trình lên men quá mức trong suốt thời gian sấy và liên quan mật thiết đến mùi thơm và vị lên men, mốc và cỏ trong cà phê rang. Do lớp vỏ và thịt quả vẫn bám chặt vào hạt trong toàn bộ quá trình sơ chế natural, cần có biện pháp kiểm soát chặt chẽ để tránh hiện tượng lên men quá mức, nhiễm nấm mốc và hư hỏng hạt cà phê.

Việc bổ sung chủng vi sinh khởi động (inoculum) có thể được áp dụng để ức chế sự phát triển của vi sinh vật có hại trong quá trình sấy. Mặt khác, việc cải tiến phương pháp phơi nắng là quan trọng và cấp thiết, nhằm tăng hiệu suất và hiệu quả sấy, do chế biến khô cà phê vẫn là phương pháp chế biến cà phê phổ biến nhất mà nông dân áp dụng.

2. Phương pháp chế biến ướt (Washed Process/ Wet Process)

Phương pháp chế biến ướt cà phê hay còn gọi là phương pháp rửa là một trong những phương pháp chế biến cà phê được sử dụng phổ biến nhất. Phương pháp chế biến cà phê ướt khác với phương pháp chế biến khô ở một số điểm, bao gồm việc sử dụng nước và bổ sung các công đoạn bóc vỏ, rửa và lên men.

Quy trình thu hoạch và chế biến cà phê: Sau khi thu hoạch, quả cà phê được phân loại và bóc vỏ. Quá trình bóc vỏ, hay còn gọi là quá trình tách thịt quả (de-pulping), thường được thực hiện bằng hệ thống máy móc. Quả cà phê cần đạt độ chín thích hợp để có thể tách dễ dàng giữa lớp vỏ và hạt cà phê còn nguyên vỏ trấu (parchment coffee bean – PCB). Hạt cà phê thóc còn bao phủ bởi lớp nhớt (mucilage) sau đó được lên men tự nhiên hoặc bổ sung vi sinh vật khởi động (starter culture).

Trong phương pháp chế biến ướt cà phê, quá trình lên men có thể diễn ra trong điều kiện khô (trạng thái rắn), ngâm trong nước hoặc kết hợp cả hai. Thời gian lên men có thể dao động từ 18 đến 36 giờ. Mục đích chính của quá trình lên men hạt cà phê là phá hủy lớp nhớt. Ngoài ra, lên men còn ảnh hưởng đến các đặc tính cảm quan của cà phê. Kết quả của quá trình này phụ thuộc vào sự phát triển cũng như thành phần vi sinh vật tham gia.

Thành phần vi sinh vật liên quan chặt chẽ đến điều kiện thổ nhưỡng, do đó, đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra tính chất cảm quan đặc trưng của cà phê. Các enzyme và hợp chất chuyển hóa thứ cấp do vi sinh vật tạo thành thẩm thấu vào nhân cà phê, ảnh hưởng đến thành phần hóa học và kích hoạt các quá trình biến đổi sinh hóa như hình thành tiền chất hương, thay đổi thành phần polyphenol và cấu trúc hạt.

Ảnh hưởng của quá trình lên men đến thành phần hóa học của hạt cà phê khi sơ chế ướt vẫn cần được nghiên cứu sâu hơn, đặc biệt trong bối cảnh có sự đa dạng lớn của các giống cà phê. Các nghiên cứu về quá trình lên men của cà phê Liberica và Excelsa còn rất hạn chế. Phương pháp lên men hạt cà phê trong phương pháp chế biến ướt đã được tối ưu hóa. Ví dụ như, việc bổ sung vi sinh vật khởi động trong quá trình lên men được chứng minh là có lợi trong việc đồng nhất chất lượng và cải thiện đặc tính cảm quan của sản phẩm.

Sau khi lên men, hạt cà phê thóc được rửa sạch. Hạt cà phê thóc không còn nhớt sau đó được sấy khô đến độ ẩm khoảng 12%. Thời gian, nhiệt độ và phương pháp sấy ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng cà phê. Phương pháp sấy cần được điều chỉnh phù hợp với điều kiện vi khí hậu của từng vùng để tối ưu hóa quá trình chế biến.

Ở giai đoạn cuối của phương pháp chế biến ướt, sau khi bóc vỏ trấu khỏi hạt PCB đã sấy khô, thu được hạt cà phê xanh (green coffee bean – GCB).

Trong phần tiếp theo, phương pháp sơ chế ướt cà phê này sẽ được gọi là phương pháp chế biến ướt – bóc vỏ khô (dry hulled-wet process – DH-WP) để phân biệt với các phương pháp ướt khác được đề cập.

3. Phương pháp chế biến cà phê mật ong (Honey Process)

Phương pháp chế biến cà phê mật ong còn được gọi là phương pháp bán khô (semi-dry process), bán ướt (semi-washed process) hoặc phương pháp bán tự nhiên (pulped natural process). Sơ chế honey áp dụng quá trình bóc vỏ quả cà phê tương tự như phương pháp chế biến ướt (WP), nhưng hạt cà phê còn nguyên lớp nhớt (mucilage) được sấy khô mà không trải qua quá trình lên men và rửa sạch trước đó.

Lớp nhớt đóng vai trò quan trọng trong quá trình lên men tự nhiên của hạt cà phê. Hàm lượng nhớt bao quanh hạt là yếu tố quyết định trong phương pháp honey. Các thuật ngữ white honey, yellow honey, red honey và black honey được đặt tên dựa trên lượng nhớt còn lại trên hạt sau quá trình sấy (không có nhớt, ít nhớt, trung bình và nhiều nhớt tương ứng với white, yellow, red và black honey).

Nghiên cứu phương pháp chế biến cà phê Honey đã chỉ ra, vi khuẩn lactic và vi khuẩn axetic là nhóm vi sinh vật chiếm ưu thế trong lớp nhớt. Trong quá trình sấy, lớp nhớt chuyển thành màu nâu do hiện tượng caramel hóa polysaccharide và monosaccharide. Tùy thuộc vào lượng nhớt bám trên hạt, quá trình sấy có thể kéo dài tới 30 ngày để đạt được độ ẩm phù hợp của hạt cà phê thóc.

Trong quy trình chế biến cà phê nhân bằng phương pháp honey, lên men hiếu khí (aerobic fermentation) trong thời gian sấy kéo dài có thể tạo điều kiện cho nấm sợi gây hại như Fusarium, Penicillium và Aspergillus ochraceus phát triển. Do đó, việc cải tiến phương pháp sấy là rất quan trọng để đảm bảo thời gian sấy phù hợp, tránh ảnh hưởng đến chất lượng hạt.

Phương pháp chế biến cà phê honey đặc biệt phù hợp với các vùng trồng cà phê có độ cao lớn và hạn chế về nguồn nước. Trong quá trình sấy, hạt cà phê cần được đảo trộn thường xuyên để tránh hiện tượng hạt dính vào nhau, gây ảnh hưởng đến hiệu suất sấy và chất lượng sản phẩm cuối cùng.

4. Phương pháp chế biến Giling Basah (Giling Basah Process)

Tại một số khu vực sản xuất cà phê, quy trình chế biến cà phê nhân thường được điều chỉnh để phù hợp với điều kiện được áp dụng phổ biến, được gọi là “giling basah” hay phương pháp bóc vỏ ướt (wet hulled-wet process – WH-WP).

Khác với kỹ thuật chế biến cà phê ướt bóc vỏ khô (dry hulled-wet process – DH-WP), hạt cà phê thóc được sấy khô hoàn toàn trước khi bóc vỏ (độ ẩm khoảng ±13%), phương pháp giling basah sử dụng quy trình sấy gián đoạn. Hạt cà phê thóc sau khi rửa sạch được sấy đến khi độ ẩm còn khoảng 30-35%, sau đó được bóc vỏ cơ học để thu được hạt cà phê xanh ướt (wet green coffee bean). Sau đó, hạt cà phê xanh ướt tiếp tục được sấy khô (Poltronieri & Rossi, 2016).

Hạt cà phê xanh thu được từ phương pháp này thường có màu xanh lục đậm pha ánh xanh lam. Phương pháp giling basah giúp rút ngắn thời gian sấy, đặc biệt ở những khu vực có độ ẩm cao. Ngoài ra, phương pháp này còn giúp tăng “độ dày” (body) hương vị cà phê pha chế, một đặc điểm cảm quan được ưa chuộng ở Sumatra và Indonesia nói chung.

Tuy nhiên, việc bóc bỏ vỏ trấu khi hạt cà phê vẫn còn độ ẩm cao khiến bề mặt hạt tiếp xúc trực tiếp với môi trường hiếu khí, tạo điều kiện thuận lợi cho nấm mốc phát triển và sinh độc tố mycotoxin, đặc biệt là ochratoxin A. Điều này góp phần tạo ra hương vị hơi “đất” (earthy) và “mốc” (mouldy) đặc trưng của cà phê Sumatra.

Do có những đặc tính cảm quan độc đáo, cà phê chế biến theo phương pháp giling basah đã được áp dụng tại một số khu vực sản xuất cà phê khác ngoài Sumatra. Tuy nhiên, để giảm thiểu nguy cơ nhiễm bẩn vi sinh và độc tố trong hạt cà phê, cần có các đánh giá liên tục và cải tiến quy trình WH-WP.

5. Kết luận về các phương pháp chế biến cà phê

Các phương pháp chế biến cà phê chủ yếu khác nhau ở thời điểm loại bỏ lớp thịt quả (vỏ và lớp nhầy), hạt cà phê thu được sẽ mang những đặc trưng về thành phần hóa học và tính chất cảm quan, qua đó góp phần định hình nên profile hương vị của sản phẩm.

Phương pháp chế biến khô (tự nhiên) phơi khô nguyên quả, giúp hạt hấp thụ vị ngọt, tạo body hương vị dày và hương trái cây tinh tế. Ngược lại, phương pháp chế biến ướt loại bỏ thịt quả trước khi phơi, mang lại vị chua thanh và hương vị trong. Nằm giữa hai kỹ thuật này là phương pháp chế biến honey (mật ong), chỉ xát vỏ và giữ lại lớp chất nhầy để phơi, tạo sự cân bằng giữa vị ngọt của phương pháp khô và độ chua của phương pháp ướt.

Đặc biệt, phương pháp Giling Basah (xát ướt) của Indonesia có kỹ thuật độc đáo khi xát bỏ lớp vỏ trấu lúc hạt còn ẩm, tạo nên hương vị đất, thảo mộc đặc trưng với body rất dày.

Mỗi lựa chọn kỹ thuật đều quyết định sâu sắc đến đặc tính hương vị cuối cùng trong ly cà phê!

6. Các câu hỏi thường gặp (FAQs)

TỪ VỰNG TIẾNG ANH CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

• Coffee Bean / Seed: hạt / nhân cà phê
• Green Bean Coffee: cà phê nhân xanh
• Coffee Cherry: quả cà phê (khi còn tươi)
• Skin / Pulp: vỏ thịt quả (lớp ngoài cùng)
• Mucilage: lớp vỏ nhầy (lớp nhớt, ngọt nằm dưới lớp thịt quả)
• Parchment: vỏ trấu (lớp vỏ cứng bao bọc nhân)
• Silver Skin: vỏ lụa (lớp màng mỏng dính sát vào nhân xanh)
• Natural Process / Dry Process coffee: Phương pháp chế biến khô cà phê/ Phương pháp chế biến tự nhiên
• Washed Process / Wet Process coffee: Chế biến ướt cà phê
• Honey Processing coffee: Chế biến mật ong cà phê
• Giling Basah / Wet-Hulled Process: Chế biến xát ướt (phổ biến ở Indonesia)
• De-pulper / Pulping Machine: máy xát vỏ cà phê tươi
• Fermentation Tank: bể lên men
• Washing Channel: máng/kênh rửa cà phê
• Drying Bed / Raised Bed / African Bed: giàn phơi (thường có lưới)
• Patio: sân phơi (thường làm bằng xi măng)
• Mechanical Dryer: máy sấy cơ học
• Huller / Hulling Machine: máy xát vỏ trấu