Khám phá các thành phần hóa học của cà phê

Mỗi một loại cà phê khi pha chế đều có những hương thơm và mùi vị khác nhau. Điều này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như cách sơ chế, chế biến, cách pha. Và yếu tố ít ai biết đến chính là thành phần hóa học trong mỗi hạt cà phê. Các giống cà phê khác nhau sẽ có những thành phần khác nhau. Điều kiện canh tác khác nhau, thành phần cũng có sự thay đổi khác nhau. Ở bài viết này, hãy cùng DAIGAN tìm hiểu thêm về thành phần hóa học của cà phê nhé.

Thành phần hóa học có trong mỗi hạt cà phê

Thông thường, thành phần hóa học trong hạt cà phê được chia ra làm 3 nhóm khác nhau: Nhóm chất hữu cơ, nhóm Alcaloid (quyết định vị đắng), và nhóm chất thơm (chất khoáng). 

Thành phần Carbohydrate

Carbohydrate là các phân tử ngậm nước chiếm khoảng 40% đến 50% thành phần hóa học trong cà phê nhân xanh. Chất này có thành phần cấu tạo phức tạp. Carbohydrate được chia làm hai loại: có trọng lượng phân tử cao và có trọng lượng phân tử thấp.
Carbohydrate có trọng lượng phân tử cao: Còn có tên gọi khác là polysaccharide trong hạt cà phê. Carbohydrate này chủ yếu là Arabinogalactan, cellulose và mannan (hoặc có khi là galactomannan).

Carbohydrate có trọng lượng phân tử thấp: trong cà phê nhân xanh là Sucrose (được gọi là đường). Thành phần Sucrose ở hạt Robusta và Arabica là khác nhau. Ở Robusta, Sucrose chiếm từ 2% - 5%. Ở hạt Arabica, Sucrose chiếm từ 5% - 8,5%.

Thành phần Protein

Protein là thành phần đóng vai trò quan trọng quyết định đến hương vị của các loại hạt cà phê. Protein gồm các axit amin hình thành lên vị chua của Arabica, cũng như vị đậm đà của Robusta. Trong hạt cà phê, thành phần hóa học Protein chủ yếu là những axit amin như: cystein, proline, methionine. Các chất này cũng có công dụng bảo quản hương vị cà phê sau khi chế biến (sau rang).

Thành phần axit hữu cơ 

Trong hạt cà phê có khoảng hơn 30 loại axit hữu cơ khác nhau. Chủ yếu là một số loại như:  axit Citric, Axit Axetic, axit Chlorogenic, axit Phosphoric, … Các axit hữu cơ cũng là một thành phần tạo nên độ chua của hạt cà phê khi pha chế. Axit hữu cơ trong hạt cà phê không cố định. Hàm lượng của axit thường biến đổi liên tục khi chế biến, rang xay cà phê. Đặc biệt là trong quá trình lên men hạt, hàm lượng axit hữu cơ sẽ thay đổi đáng kể.

Thành phần dầu trong cà phê - Lipid

Lipid là thành phần hóa học gọi là chất béo trong hạt cà phê. Các Lipid chủ yếu trong mỗi hạt là: triacylglycerol, Vitamin E (tocopherols) và sterol. Dầu có cả ở ngoài vỏ cà phê và bên trong hạt cà phê. Dầu bao phủ hạt cà phê tồn tại ở dạng sáp, chiếm từ 7% đến 8%. Dầu bên trong hạt cà phê (trong nội nhũ) chiếm đến khoảng 90%.

Nhóm thành phần Alcaloid của hạt cà phê

Alcaloid trong hạt cà phê chính là Caffeine và Trigonelline. Hai chất này được biết đến là chất kích thích chính trong cà phê. Caffeine tạo nên sự yêu thích khi sử dụng cà phê thường xuyên. Còn đối với Trigonelline là một chất giúp cho tinh thần tỉnh táo hơn. Đó là lý do tại sao khi uống cà phê, não bộ lại tập trung tối đa và kích thích khả năng làm việc. Hai chất này đều có vị đắng tồn tại ở dạng tinh khiết. 

Caffeine không bị biến đổi hàm lượng sau khi trải qua quá trình chế biến. Đồng thời cũng là thành phần mang đến vị đắng của cà phê. Và Caffeine có khả năng chống côn trùng, sâu bệnh cực tốt. Vì thế, Robusta (có hàm lượng Caffeine từ 3% - 4%) chống chọi sâu bệnh tốt hơn Arabica.

Chất thơm - thành phần hóa học của hạt cà phê

Người ta đã tìm thấy có đến từ 800 đến 1000 hợp chất có khả năng tạo mùi trong hạt cà phê. Trong số đó chỉ có 150 hợp chất làm nên mùi thơm của hạt cà phê. Hàm lượng chất thơm trong hạt được quyết định nhiều bởi các yếu tố môi trường. Như việc cà phê được trồng ở nơi có khí hậu, đất đai, độ cao như nào. Cà phê trồng càng cao thì chất lượng hương thơm càng tốt. Vì vậy, Arabica là giống cà phê được đánh giá chất lượng hơn Robusta.

Chất khoáng là thành phần hóa học nằm trong nhóm chất thơm của hạt cà phê. Chúng chiếm một hàm lượng rất nhỏ chỉ từ 3% đến 5%. Chủ yếu các thành phần này là: Nitơ,  Photpho, Magie, Kali, Clo. Nhưng lượng chất khoáng này càng cao thì hương thơm của cà phê lại càng giảm xuống thấp. 

So sánh hàm lượng thành phần của Robusta và Arabica

Đối với hàm lượng của nhóm chất hữu cơ:

• Carbohydrate hòa tan: Robusta có từ 9% - 12,5%, Arabica có từ 6% - 11,5%
• Carbohydrate không hòa tan: Robusta có từ 46% - 53%, Arabica có từ 34% - 44%
• Lipid: Robusta có từ 15% - 18%, Arabica có từ 8% - 12%
• Protein: Robusta có từ 8,5% - 12%, Arabica có từ 7,5% - 9,5%
• Caffeine: Robusta có từ 0,8% – 1,4% , Arabica có từ 1,7% – 4%
• Trigonelline: Robusta có từ 0,6% – 1,2%, Arabica có từ 0,3% – 0,9%
• Khoáng chất: Robusta có từ 3,0% – 5,4% , Arabica có từ 3,0% – 5,4%

Thành phần hóa học có trong cà phê rất phức tạp. Vì trong hạt cà phê có chứa hàng trăm các hoạt chất và hợp chất. Mỗi một giống cà phê lại có những hàm lượng hóa học khác nhau. Nhưng hiểu về thành phần hóa học của nó sẽ mang lại những lợi ích khi canh tác và sản xuất cà phê sau này.