Gaia Cafe Vietnam

Có Gì Trong Một Ly Cà Phê?

Warning: Nếu không phải dân chuyên hóa hoặc học ngành khoa học thì bạn đọc đến hết đoạn trên thôi rồi đi ra nhé 🙂 “All hope abandon ye who enter here.” – Dante

// Gaia dặn dò //

Thành phần hóa học của trái cà phê xanh và hạt cà phê đã rang khác nhau rất xa, bởi vì những thay đổi cơ bản diễn ra trong quá trình xử lý và rang. Cấu trúc hóa học của từng hạt cà phê cũng khác nhau tùy vào chủng loại, vị trí địa lý, thổ nhưỡng, khí hậu, và nhiều yếu tố môi trường khác.

Tuy nhiên, những phần tử căn bản của hạt cà phê, dù đã rang hay chưa rang, vẫn gần như được giữ nguyên – sự khác biệt chính nằm ở tỷ lệ của những phần tử này. Một hạt cà phê bao gồm nước, amino axit, đường, hidrat carbon, chất xơ, đạm, axit hữu cơ (chẳng hạn như axit chlorogenic), chất khoáng, chất béo, caffeine và trigonelline – một loại ancaloit giúp mang loại vị đắng cho ly cà phê. Có hơn tám trăm thành phần hóa học đã được xác định trong hạt cà phê, giúp mang lại mùi thơm, hương vị và có thể là lợi ích sức khỏe cho cà phê.

PHENOLS VÀ CÁC CHẤT CHỐNG OXI HÓA

Caffeine là thành phần hóa học được biết đến nhiều nhất của cà phê; tuy vậy, hạt cà phê còn chứa rất nhiều những thành phần hóa học khác quan trọng không kém, ví dụ như axit phenolic có tính năng chống oxi hóa rất cao. Những chất chống oxi hóa này là một trong những nguồn chứa nhiều polyphenols nhất của nhóm dinh dưỡng phương Tây, gần giống với nhóm chất tìm thấy nhiều ở các loại quả mọng, và còn chứa nhóm flavonoid và licnan mạnh mẽ.

Nhóm phenols phổ biến nhất trong trái cà phê xanh là axit chlorogenic, là thành phần chống oxi hóa lớn nhất trong cà phê. Một phần lớn axit chlorogenic trong cà phê bị phá hủy trong quá trình rang, khiến chỉ còn lại khoảng 20 phần trăm chất này. Dù vậy, các xét nghiệm cho thấy rằng cà phê đã rang chứ hàm lượng chống oxi hóa cao hơn rất nhiều so với cà phê chưa được rang.¹ Thế thì tại sao nguồn chất chống oxi hóa mạnh nhất có trong hạt cà phê xanh lại bị mất đi trong quá trình rang?

Quá trình rang thay đổi nhiều cấu trúc hóa học tự nhiên của hạt cà phê, dẫn đến sự tổng hợp của nhiều chất với chất chống oxi hóa cực mạnh melanoidins. Melanoidins thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học nhờ đặc tính chống oxi hóa, chống nấm mốc, kháng khuẩn, kháng viêm và chống tăng huyết áp. Sự tổng hợp của các chất chống oxi hóa trong quá trình rang có được là nhờ chuỗi phản ứng Maillard – một phản ứng hóa học xảy ra giữa đường và các axit amin, gần giống với hiện tượng thức ăn có màu nâu vàng khi nấu chín mà chúng ta đã quen thuộc hàng ngày. Một trong những quy trình quan trọng nhất trong nấu ăn, phản ứng này tạo ra rất nhiều nhóm hương vị mới, đóng góp nhiều cho mùi hương cuối cùng của cà phê.

Các thử nghiệm cho thấy rằng hạt Robusta xanh có hàm lượng chống oxi hóa cao hơn hạt Arabica còn xanh.² Tuy nhiên, những chất này rất dễ bị hủy hoại trong quá trinh rang, khiến cho hạt Arabica sau khi rang lại có hàm lượng chống oxi hóa cao hơn rất nhiều. Những yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến hàm lượng chống oxi hóa, nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng loại cà phê và vùng thổ nhưỡng đều có vai trò quan trọng quyêt định hàm lượng này. Chẳng hạn, trái cà phê Arabica được trồng tại Mexico và Ấn Độ có hàm lượng axit chlorogenic cao hơn nhiều cùng loại cà phê ở Trung Quốc dù được trồng trong điều kiện tương đương.

Một sự thật hiển nhiên rằng polyphenols và phenols có thể tăng cường khả năng chứa chất oxi hóa trong huyết tương, giúp bảo vệ tế bào con người khỏi bị oxi hóa, làm giảm nguy cơ mắc các bệnh liên quan đến thoái hóa.

Các Thành Phần Hóa Học Có Mặt Tự Nhiên Trong Cà Phê

Hình minh họa từ số liệu trong Cà Phê: Những Lợi Ích Sức Khỏe và Ngừa Bệnh (2012, Oxford, John Wiley & Sons)

LIPIDS (CHẤT BÉO)

Lipids là một nhóm chất hữu cơ bao gồm mỡ và dầu, và có vai trò quan trọng trong chất lượng của một ly cà phê. Chủ yếu được cấu thành từ triacylglycerols, strerols và tocopherolds (vitamin E), những nhóm lipids này đều đóng góp các tính chất đặc biệt. Diterpenes là các axit béo chiếm đến 20 phần trăm cấu tạo lipid, và rất khó để phân loại, bởi nhiều cuộc nghiên cứu cho thấy tiêu thụ chất này đều mang lại kết quả tốt lẫn không tốt cho sức khỏe con người. Cafestol và kahweold, hai loại chất diterpenes có mặt với hàm lượng lớn nhất trong các ly cà phê chưa được lọc, được chứng nhận có khả năng tăng cholesterol trong con người.³ Lọc giấy tiêu chuẩn có thể loại được hầu hết các chất này, do đó những người có tiền sử tim mạch nên tiêu thụ cà phê không lọc ở mức vừa phải, hoặc chỉ uống cà phê đã được lọc. Ngược lại, vẫn có vài nghiên cứu phản biện rằng cafestol và kahweol có thể giảm thiểu tác hại của một vài chất gây ung thư.⁴

Hầu hết các nhóm axit béo đều phân hủy nếu cà phê không được bảo quản ở nhiệt độ tối ưu, khiến vị cà phê bị ảnh hưởng xấu, nhưng lipids hầu như không bị ảnh hưởng trong quá trình rang do nhiệt độ tan chảy của chất này khá cao. Dù vậy, cách pha cà phê cũng khiến làm giảm hàm lượng lipid phần nào, và lọc cà phê cũng hạ hàm lượng chất này khá nhiều. Các cuộc thí nghiệm chỉ ra rằng phương pháp pha cà phê qua bộ lọc chỉ giữ lại 7 milligrams lipids, trong khi phương pháp đun sôi và espresso có thể giữ lại từ 60 tới 160 milligrams cho mỗi ly 5-ounce (150-ml).⁵ Phần lớn hương vị của cà phê đều nằm ở các nhóm axit béo này. Do đó, cũng dễ hiểu vì sao cà phê được lọc khi uống có vị khác hẳn với cà phê được pha bằng các phương pháp không đòi hỏi đồ lọc. Với hàm lượng lipid gần gấp đôi hạt Robusta, không có gì lạ khi hạt Arabica được biết tới với hương vị thượng đẳng hơn hẳn.

NHÓM AXIT

Trong một hạt cà phê rang, có hơn ba mươi loại axit hữu cơ có sẵn và một loại đóng góp một sự khác biệt cho hương vị cũng như hàm lượng chống oxi hóa. Chlorogenic axit có lẽ là nhóm quan trọng nhất, chiếm phần lớn trong hàm lượng axit tồn tại ở hạt cà phê và là nguồn cung cấp gần như toàn bộ hàm lượng chống oxi hóa trong một ly. Khi hạt cà phê được rang, khoảng phân nửa các chlorogenic axit bị tiêu hủy trong quá trình sản sinh ra axit quinic và axit caffeic. Axit quinic rất thiết yếu cho chất lượng ly cà phê cũng như mùi vị, hình thành ra các nhóm chất tạo màu trong phản ứng Maillard và sản xuất ra malenoidins – một chất chống oxi hóa mạnh. Axit quinic còn đóng góp cho vị đắng cũng như độ sánh, còn axit caffeic là một chất chống oxi hóa hoạt động mà trong rượu vang cũng có.

Xét về mặt mùi vị, độ chua là yếu tố quyết định. Sự cân bằng của các nhóm axit trong ly cà phê quyết định ly cà phê có ngon hay không, và khi được cân bằng đúng cách, ly cà phê sẽ không như nước lã.

ANCALOIT

Trigonelline là một loại ancaloit đắng có mặt trong cả hạt cà phê xanh lẫn rang. Ngoài sự đóng góp tích cực vào mùi và hương vị của ly cà phê, chất này còn mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe. Trong quá trình rang, trigonelline phân hủy và sản sinh một số các nhóm chất bao gồm axit nicotinic – được biết đến nhiều dưới cái tên vitamin B₃ hoặc niacin. Một ly cà phê chứa từ 1 đến 3 milligrams chất này. Viện Sức Khỏe Quốc Gia Mỹ (US NIH) đề nghị mỗi ngày một người nên nạp từ 12 đến 16 milligrams niacin, tùy thuộc vào giới tính và tuổi tác.

KHOÁNG CHẤT

Cà phê chứa kali, phốt-phát, ma-nhê, man-gan và một hàm lượng cực nhỏ khoảng ba mươi nhóm khoáng chất chác. Tuy nhiên, không nên dựa vào cà phê để làm nguồn cung cấp chính các khoáng chất bởi vì các hàm lượng này tùy thuộc nhiều vào loại hạt cà phê và điều kiện nuôi trồng.

1. Šlebodova, A., Brezova, V., and Staško, A. 2009. “Coffee as a source of antioxidants: An EPR study.” Food Chemistry, 114, 859–868
2. Richelle, M., Tavazzi, I., and Offord, E. 2001. “Comparison of the Antioxidant Activity of Commonly Consumed Polyphenolic Beverages (Coffee, Cocoa, and Tea) Prepared per Cup Serving.” Journal of Agricultural and Food Chemistry 49 (7): 3438–3442
3. Urgert, R., Essed, N., van der Weg, G., Kosmeijer-Schuil, T., and Katan, M. 1997. “Separate effects of the coffee diterpenes cafestoland kahweol on serum lipids and liver aminotransferases.” The American Journal of Clinical Nutrition 65 (2): 519–524
4. Calvin, C., Holzhaeuser, D., Scharf, G., Constable, A., Huber, W., and Schilter, B. 2002. “Cafestol and kahweol, two coffee-specificditerpenes with anticarcinogenic activity.” Food and Chemical Toxicology 40 (8): 1155–1163
5. Ratnayake, W., Hollywood, R., O’Grady, E., and Stavric, B. (1993). “Lipid content and composition of coffee brews prepared bydifferent methods.” Food and Chemical Toxicology 13 (4): 263–269