"Mùi dâu, đào, xoài hay trái cây nhiệt đới trong một ly cà phê không phải lúc nào cũng đến từ giống cây hay vùng trồng. Rất nhiều trong số đó được tạo ra bởi những sinh vật nhỏ bé: nấm men (yeast)."

Trong khoảng 10 năm trở lại đây, lên men (fermentation) đã trở thành một trong những chủ đề được nghiên cứu nhiều nhất trong ngành cà phê đặc sản. Nếu trước đây quá trình lên men chỉ nhằm loại bỏ lớp nhầy (mucilage), thì ngày nay người ta chủ động kiểm soát hệ vi sinh vật để tạo ra những hương vị hoàn toàn mới. Đó là lý do các phương pháp như Anaerobic, Carbonic Maceration, Thermal Fermentation, Inoculated Fermentation ngày càng phổ biến tại các cuộc thi World Brewers Cup và World Barista Championship.

Điều thú vị là yeast không trực tiếp tạo ra mùi trái cây, mà chúng chuyển hóa đường và amino acid thành hàng trăm hợp chất thơm (volatile aroma compounds). Chính những phân tử này bay lên khi pha cà phê và được não bộ diễn giải thành mùi dứa, xoài, đào, nho, dâu hay hoa trắng.

Men đang làm gì trong quả cà phê?

Trong quá trình chế biến, quả cà phê vẫn chứa rất nhiều:

• Glucose
• Fructose
• Sucrose
• Amino acid
• Acid hữu cơ

Yeast sử dụng các chất này làm nguồn năng lượng.

Thông qua các con đường sinh hóa như:

• Glycolysis
• Ehrlich pathway
• Esterification

chúng tạo ra ethanol, CO₂ cùng rất nhiều hợp chất thơm.

Điều quan trọng là mỗi loài yeast tạo ra "bộ phân tử mùi" khác nhau, giống như mỗi chủng men trong rượu vang hay bia đều tạo nên hương vị riêng.

Vì sao ester tạo ra mùi trái cây?

Nhóm hợp chất quan trọng nhất chính là esters.

Trong hóa học, ester được tạo thành khi:

Alcohol + Organic Acid → Ester + Water

Esters có đặc điểm:

• Bay hơi rất tốt
• Ngưỡng cảm nhận cực thấp
• Não bộ con người nhận diện chúng như mùi trái cây chín

Đây cũng chính là nhóm hợp chất tạo hương cho:

• rượu vang
• champagne
• bia
• trái cây chín
• cacao lên men

và cả cà phê.

Một số phân tử tạo nên mùi trái cây

Nhiều hợp chất này xuất hiện trong các giống Ethiopia hoặc Geisha, nhưng quá trình lên men có thể làm tăng nồng độ của chúng lên nhiều lần.

Yeast không chỉ tạo ester

Ngoài ester, yeast còn tạo:

Alcohols

• 2-Phenylethanol (hoa)
• Benzyl alcohol (hoa nhài)

Terpenes

• Linalool
• Geraniol

Lactones

• đào
• kem
• sữa

Thiols

• chanh dây
• bưởi
• blackcurrant

Đây đều là các hợp chất được GC-MS phát hiện trong cà phê chế biến lên men.

Tại sao cùng một giống cà phê nhưng hương vị lại khác nhau?

Hãy tưởng tượng cùng là Ethiopia Washed.

Nếu lên men tự nhiên:

• hệ vi sinh vật rất đa dạng
• kết quả khó dự đoán

Nếu cấy chủng Saccharomyces cerevisiae

→ nhiều ester hơn

→ hương trái cây rõ hơn

Nếu dùng Pichia kluyveri

→ nhiều hợp chất hoa hơn

Nếu dùng Torulaspora delbrueckii

→ vị ngọt tăng

→ acid mềm hơn

Vì vậy hiện nay nhiều nông trại đã sử dụng starter culture giống như ngành sản xuất rượu vang.

Anaerobic làm tăng hương trái cây như thế nào?

Trong môi trường thiếu oxy:

Yeast hoạt động mạnh hơn.

Đồng thời:

• vi khuẩn hiếu khí giảm
• oxy hóa giảm
• ester được giữ lại tốt hơn
• nhiều hợp chất thơm mới được hình thành

Đó là lý do Anaerobic thường mang lại:

• dứa
• xoài
• rượu vang
• cherry
• berry
• tropical fruit

rõ ràng hơn chế biến washed truyền thống.

Carbonic Maceration có gì đặc biệt?

Carbonic Maceration vốn được phát triển trong ngành rượu vang Beaujolais.

Quả cà phê nguyên trái được đặt trong môi trường giàu CO₂.

Trước khi yeast hoạt động mạnh, bản thân tế bào quả cà phê đã trải qua enzyme fermentation nội bào (intracellular fermentation).

Điều này giúp giữ được:

• hương hoa
• acid sáng
• trái cây nhiệt đới

trong khi hạn chế các nốt lên men quá mạnh.

Rang có giữ được những hợp chất này không?

Không hoàn toàn.

Nhiều ester rất dễ bay hơi.

Light Roast giữ được nhiều nhất.

Medium Roast mất khoảng 20–40%.

Dark Roast có thể phá hủy phần lớn ester, thay thế bằng:

• pyrazines
• phenols
• furans

vì vậy rang càng đậm, hương trái cây càng giảm.

GC-MS giúp chúng ta thấy điều gì?

Máy Gas Chromatography–Mass Spectrometry (GC-MS) có thể xác định hàng trăm hợp chất thơm trong cà phê.

Thay vì chỉ mô tả:

"Có mùi xoài"

GC-MS cho biết:

• Ethyl octanoate tăng
• Isoamyl acetate tăng
• Linalool tăng
• Geraniol tăng

Nhờ đó các nhà nghiên cứu có thể liên kết quy trình lên men → hợp chất hóa học → cảm quan một cách khoa học.

Kết luận

Yeast không "bơm" hương trái cây vào cà phê. Chúng hoạt động như những nhà máy hóa học tí hon, chuyển hóa đường và amino acid thành hàng trăm hợp chất thơm. Khi người rang biết giữ lại các phân tử này và người pha chiết xuất đúng cách, chúng sẽ tạo nên những nốt hương dứa, đào, berry, xoài hay hoa trắng mà chúng ta cảm nhận trong tách cà phê. Điều này cho thấy hương vị của cà phê không chỉ được quyết định bởi giống cây hay terroir, mà còn bởi cả một hệ sinh học vi mô diễn ra trong quá trình chế biến.