Chất lượng cà phê là một vấn đề then chốt đối với tất cả những ai quan tâm lĩnh vực cà phê. Nông dân thường nhận được giá cao hơn khi bán cà phê chất lượng tốt hơn, các nhà rang xay có thể sử dụng chúng để nâng cao thương hiệu và cải thiện lợi nhuận của họ, và người tiêu dùng ngày càng tìm kiếm các loại cà phê chất lượng cao.
Với thị trường cà phê đặc sản toàn cầu được dự đoán trị giá 83,5 tỷ đô la Mỹ vào năm 2025 , nhu cầu ngày càng tăng về chất lượng này dường như vẫn tiếp tục. Và trong khi chúng tôi có một số quy trình kiểm soát và đảm bảo chất lượng để tận dụng trong toàn bộ chuỗi cung ứng, các nhà nghiên cứu luôn tìm kiếm những cách thức mới để xác định và tối đa hóa chất lượng trong quá trình sản xuất.
Một trong những phương pháp này là phân tích sinh hóa, nơi các nhà nghiên cứu kiểm tra cấu trúc hóa học phức tạp của cà phê dựa trên điểm số của cốc và các dấu hiệu chất lượng khác. Để tìm hiểu thêm về việc liệu đây có phải là một cách khả thi để dự đoán chất lượng cà phê hay không, tôi đã nói chuyện với bốn người tham gia dự án nghiên cứu BREEDCAFS. Đọc tiếp để tìm hiểu những gì họ đã nói.
SỬ DỤNG PHÂN TÍCH SINH HÓA ĐỂ DỰ ĐOÁN CHẤT LƯỢNG CÀ PHÊ
Nhờ nhiều thập kỷ nghiên cứu, chúng ta biết rằng cấu trúc sinh hóa của cà phê ảnh hưởng đến hương vị và hương thơm mà chúng ta cảm nhận được khi chúng ta tiêu thụ nó.
Benoît Bertrand là nhà di truyền học tại tổ chức nghiên cứu nông nghiệp Pháp CIRAD . Ông nói: “Hơn 850 hợp chất sinh hóa đã được mô tả trong hương thơm của cà phê rang, và hơn 300 hợp chất trong cà phê nhân”.
Claudine Campa là Nhà khoa học cấp cao tại IRD , một tổ chức nghiên cứu công cam kết đạt được các Mục tiêu Phát triển Bền vững của Liên hợp quốc. Cô giải thích: “Các hợp chất sinh hóa là những chất tự nhiên được tạo ra bởi các sinh vật sống, đóng một vai trò quan trọng trong sinh lý và sự trao đổi chất của chúng. “Protein, cacbohydrat phức hợp, axit hữu cơ, lipid, hợp chất phenol và ancaloit… tất cả đều là những hợp chất sinh hóa được tạo ra bởi tế bào cà phê.”
Mỗi hợp chất, một mình hoặc thông qua sự kết hợp hoặc tương tác của nó với các hợp chất khác, có thể ảnh hưởng đến chất lượng của cà phê nhân. Tuy nhiên, thành phần sinh hóa của cà phê thay đổi khi hạt cà phê được rang.
Bằng cách kích hoạt sự tái kết hợp giữa các phân tử, rang làm tăng đáng kể sự hiện diện của các hợp chất dễ bay hơi, có liên quan đến hương thơm và hương vị.
Mỗi điều này có mối quan hệ khác nhau với chất lượng cà phê. Ví dụ, carbohydrate và lipid làm tăng cảm giác ngon miệng của cà phê, trong khi axit hữu cơ và các dẫn xuất phenolic làm tăng mức độ axit và hương vị trái cây.
Furio Suggi Liverani là Giám đốc Khoa học của illycaffè . Ông nói: “Hầu hết các chất bay hơi của cà phê được hình thành trong quá trình rang bởi một loạt các phản ứng phức tạp. Những chất này phá vỡ các thành phần tự nhiên của đậu xanh thô.
“Chúng ta có thể tìm thấy các hợp chất tạo mùi thơm đặc trưng bởi hương trái cây và hương hoa cũng như các loại hạt, caramel, bánh mì nướng và sô cô la. Những hợp chất này giống như những nhạc cụ riêng lẻ, kết hợp với nhau để tạo ra một dàn nhạc ”.
Tuy nhiên, mặc dù số lượng nghiên cứu cho thấy các hợp chất sinh hóa ảnh hưởng đến hương vị, nhưng ít người biết chính xác cách chúng ảnh hưởng đến chất lượng cà phê.
TẠI SAO CHÚNG TA MUỐN DỰ ĐOÁN CHẤT LƯỢNG CÀ PHÊ?
Trong toàn bộ chuỗi cung ứng, có một số động lực khác nhau để dự đoán chất lượng cà phê ở cấp độ sinh hóa.
Benoît nói: “Các nhà khoa học đã mơ ước có thể xác định chất lượng cà phê một cách khách quan nhất có thể trong hơn 200 năm.
Ngoài ra, biến đổi khí hậu đã và đang có tác động đến sản xuất cà phê. Hiểu rõ hơn về chất lượng cà phê có thể đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ người sản xuất đối phó với vấn đề này.
Về lý thuyết, việc sử dụng các xét nghiệm sinh hóa để dự đoán chính xác và nhất quán về chất lượng cà phê có thể giúp người trồng xác định các giống có khả năng chống chịu tốt hơn với hình dạng tách thích hợp, sau đó có thể trồng ở những vùng khí hậu ấm hơn.
“Muốn dự đoán chất lượng dựa trên các hợp chất sinh hóa cũng giống như muốn hiểu tại sao Bản giao hưởng số 9 của Beethoven là một tác phẩm tuyệt vời và phổ quát, hoặc tại sao một bức tranh lại là một tác phẩm tuyệt vời so với rất nhiều bức khác,” Benoît nói thêm.
Ngày nay, chúng tôi đánh giá chất lượng dựa trên các đặc tính vật lý và cảm quan của cà phê, nhưng cả hai đều mang tính chủ quan và cần có chuyên môn hoặc kiến thức hiện có để thực hiện.
Chất lượng vật lý của cà phê nhân được đánh giá bằng cách ghi nhận số lượng khuyết tật trong mẫu, thường được định nghĩa là những sai lệch đáng chú ý về kích thước, màu sắc, mùi và hình dạng.
Chất lượng cảm quan, tuy nhiên, được đánh giá thông qua giác . Đây là lúc các mẫu cà phê rang xay được xay và ủ theo một quy trình nghiêm ngặt. Mỗi mẫu đều được nếm thử bởi các chuyên gia được chứng nhận, những người cho điểm về hương thơm, độ chua, độ ngậy, vị ngọt của cà phê, v.v.
Tuy nhiên, các quy trình kiểm soát chất lượng thủ công này tốn nhiều thời gian và yêu cầu quyền truy cập vào thiết bị và cơ sở hạ tầng. Việc phát triển một hệ thống định lượng hơn chỉ dựa vào phân tích sinh hóa sẽ không chỉ nhanh hơn mà còn nhất quán hơn, tăng độ chính xác cho các tác nhân trong chuỗi cung ứng cà phê.
NHỮNG HỢP CHẤT NÀO ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG CÀ PHÊ?
Để tìm hiểu thêm về cách phân tích sinh hóa có thể được sử dụng để dự đoán chất lượng, CIRAD đã hợp tác với IRD, illycaffé, Plateforme Metabolome ( Univ. Bordeaux ) và Eurofins (một phòng thí nghiệm thử nghiệm hàng đầu thế giới).
Benoît nói với tôi rằng một phần của nghiên cứu liên quan đến việc xác định các hợp chất sinh hóa ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng cà phê.
“Chúng tôi hy vọng có thể giới hạn một số quy tắc nhất định dựa trên sự hài hòa, cân bằng, [và] một số hương vị nhất định được mọi người công nhận là dễ chịu và có thể loại bỏ các ‘ghi chú sai’,” ông giải thích.
Tuy nhiên, cùng với điều này, dự án BREEDCAFS cũng đang khám phá cách một số hợp chất, thường là chất bay hơi, cho thấy chất lượng tăng lên.
Ví dụ, pyrazines và furan có liên quan đến hương vị ngon hơn và ghi chú nếm giống như caramel, thường được mong muốn trong cốc và cải thiện điểm số.
CHÚNG TA CÓ THỂ DỰ ĐOÁN ĐIỀU GÌ BẰNG CÁCH SỬ DỤNG PHÂN TÍCH SINH HÓA?
Dự án BREEDCAFS đã thử nghiệm một lô cà phê nhân “mù” được chọn từ một thử nghiệm nông học. Nguồn gốc, chủng loại và chất lượng cốc đều không được tiết lộ.
Mẫu này được chia sẻ giữa CIRAD, IRD, illycaffè, Metabolome Plateforme và Eurofins để thử nghiệm. Tuy nhiên, mục tiêu của dự án không chỉ là dự đoán chất lượng cà phê mà còn để xem liệu có thể xác định được nguồn gốc của nó hay không.
Claudine cho tôi biết thêm về cách các đối tác nghiên cứu khác nhau thực hiện các phân tích của họ cho dự án này.
Cô giải thích: “Để làm nổi bật những dấu ấn sinh hóa này, các phòng thí nghiệm khác nhau đã hợp lực sử dụng các kỹ thuật khác nhau. “Điều này giúp chúng tôi có thể phân tích nhiều hợp chất nhất có thể trong rất nhiều cà phê nhân”.
Phân tích nhằm xác định nguồn gốc của cà phê (vốn đã bị che giấu với các nhà nghiên cứu) và phục vụ như một dự đoán về chất lượng tổng thể của tách.
Dự đoán nguồn gốc
IRD đã sử dụng phương pháp sắc ký lỏng để tách và định lượng các hợp chất khác nhau trong cà phê. Điều này làm nổi bật nồng độ caffein và axit chlorogenic, tạo ra một dấu hiệu ban đầu cụ thể cho hạt đậu.
Nghiên cứu của IRD phát hiện ra rằng có thể xác định được các giống cà phê hoang dã và các giống cà phê cụ thể bằng cách sử dụng kỹ thuật này.
Ngược lại, nghiên cứu tại Plateforme Metabolome đã sử dụng phương pháp sắc ký khí thay vì phương pháp sắc ký lỏng. Điều này cho phép các nhà nghiên cứu phân tách và định lượng các axit béo trong cà phê xanh.
Sau đó, Claudine nói rằng các nhà nghiên cứu có thể kết hợp hai kết quả để phác thảo một “dấu vân tay” sinh hóa cho loại cà phê được đề cập.
Claudine giải thích: “Mỗi loại cà phê nhân có một đặc điểm sinh hóa độc nhất. “Chúng tôi có thể xác thực nguồn gốc này từ nguồn gốc khác bằng cách sử dụng chữ ký này.”
Tuy nhiên, để xác định rõ hơn “dấu vân tay” độc đáo của cà phê, dự án đã làm việc với một phòng thí nghiệm đối tác của Eurofins tại Pháp.
Freddy Thomas là Giám đốc Xác thực Nghiên cứu & Phát triển của Eurofins Analytics Pháp. Ông giải thích rằng Eurofins đã sử dụng một kỹ thuật gọi là chụp ảnh cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) để tìm hiểu thêm về các dấu hiệu sinh hóa trong cà phê.
Freddy nói: “NMR là một kỹ thuật định lượng. “Cường độ của mỗi tín hiệu tỷ lệ với nồng độ của một phân tử cụ thể. Điều này cho phép chúng tôi tính toán nồng độ của các hợp chất hữu cơ (đường, axit amin, axit hữu cơ…) cùng một lúc ”.
Quá trình phân tích này cần ít sự chuẩn bị và tổng cộng mất khoảng 30 phút để hoàn thành. Điều này có nghĩa là khoảng 50 mẫu có thể được kiểm tra mỗi ngày. Giống như phương pháp sắc ký khí và lỏng, hình ảnh NMR tạo ra một “dấu vân tay” duy nhất cho mỗi loại cà phê.
Nó cũng cho phép các loại cà phê khác nhau được phân nhóm theo đặc điểm sinh hóa chung của chúng, cho phép các nhà nghiên cứu xác định loại cà phê nào đến từ các khu vực giống nhau hoặc tương tự nhau.
Dự đoán chất lượng
Mặc dù dự đoán chất lượng cà phê từ các dấu hiệu sinh hóa là một quá trình phức tạp đến khó tin, nhưng Claudine nói với tôi rằng một số tiến bộ đã đạt được.
Bà nói: “Bằng cách so sánh các đặc điểm sinh hóa của hạt cà phê và các đặc tính cảm quan của cà phê [khi đã được nếm thử], chúng tôi sẽ có thể làm nổi bật các dấu hiệu sinh hóa về chất lượng.
“Hầu hết các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng nồng độ của các hợp chất này trong cà phê nhân phụ thuộc vào giống đang được sử dụng, cũng như các điều kiện môi trường như độ cao và cường độ ánh sáng mặt trời.”
Trong khi IRD tiến hành nghiên cứu bằng phương pháp sắc ký và Eurofins dựa vào hình ảnh NMR, Claudine nói với tôi rằng illycaffè đã thực hiện phân tích cảm quan đầy đủ trên các loại cà phê đã chọn.
Phân tích này cho phép dự án phân lập các hợp chất bay hơi cụ thể chịu trách nhiệm cho một số hương vị mong muốn và không mong muốn.
Cùng với phân tích sinh hóa, về lý thuyết, điều này cho phép các nhà nghiên cứu dự đoán chất lượng cà phê.
Trong khi cần nghiên cứu thêm, nhiệm vụ xác định chất lượng cà phê bằng cách sử dụng phân tích sinh hóa đang được tiến hành tốt.
Benoit kết luận: “Điều này rất quan trọng đối với toàn ngành cà phê và người tiêu dùng, cũng như các nhà sản xuất. “Mục tiêu cuối cùng là tăng chất lượng.”
Trong bối cảnh giá cả thị trường C biến động , biến đổi khí hậu và nhu cầu ngày càng tăng trên toàn cầu đối với cà phê chất lượng cao hơn, việc tìm ra giải pháp chưa bao giờ quan trọng hơn.
>> Cà phê Excelsa là gì? | Helena., JSC
>> Kiểm soát chất lượng, lợi nhuận và dinh dưỡng cây cà phê cho bà con nông dân | Helena., JSC
>> Bệnh gỉ lá cà phê: Các nhà nghiên cứu Colombia phát hiện ra các biến thể mới
