VAI TRÒ CỦA ÁP SUẤT TRONG PHA CHẾ CÀ PHÊ

Trong pha chế đồ uống, đặc biệt là Espresso, áp suất là một trong những yếu tố chủ chốt quyết định đến quá trình chiết xuất cà phê. Áp suất trong pha chế cà phê không chỉ đơn thuần là một biến số độc lập mà còn phụ thuộc vào trạng thái cân bằng giữa lực tác động của dòng nước lên lớp bột cà phê và sức cản của lớp bột cà phê chống lại sự thẩm thấu của nước. Việc nghiên cứu về áp suất không chỉ đơn giản là xác định áp lực từ máy bơm, mà còn phức tạp hơn rất nhiều. Các yếu tố khác như dòng chảy, kích thước và phân bố hạt cà phê, thời gian chiết xuất, nhiệt độ và tính chất của bột cà phê trong quá trình pha chế đều có tác động đáng kể đến áp suất. Do đó, để đạt được chất lượng Espresso tốt, cần phải tìm hiểu và điều chỉnh các yếu tố này một cách tinh tế và chính xác. Việc làm này không chỉ đảm bảo được áp suất phù hợp mà còn đảm bảo được hương vị và độ đậm đặc của cà phê được tối ưu hóa. Cùng Cavalry tìm hiểu trong bài viết dưới đây nhé.

Phương pháp pha cà phê đặc trưng nhất sử dụng áp suất cao là Espresso. Trước khi được nén qua một lớp bột cà phê, nước được điều áp đến khoảng chín lần áp suất của không khí ở mực nước biển, tương đương với 9 bar. Áp suất này giúp tạo ra một lượng lớn chất hòa tan hơn so với phương pháp pha cà phê không sử dụng áp suất. Quá trình này cho phép nước đi qua lớp bột cà phê một cách đồng đều và nhanh chóng, giúp tăng cường quá trình chiết xuất và tạo ra hương vị và độ đậm đặc đặc trưng của Espresso. Tuy nhiên, để đạt được chất lượng Espresso tốt, cần đảm bảo áp suất được điều chỉnh đúng cách, đồng thời sử dụng bột cà phê chất lượng cao và tuân thủ đúng quy trình pha chế.

• Nếu không có Áp suất, Espresso không khác gì một ly drip coffee thông thường

1. Từ lần đầu ứng dụng áp suất trong pha chế cà phê

Đầu thế kỷ 20, nền văn hóa cà phê ở khu vực Nam Âu bắt đầu phát triển, đặc biệt là tại Ý – quê hương của thế hệ máy Espresso đầu tiên. Điều này kéo theo sự ra đời của các nền văn hóa cà phê khác nhau. La Pavoni Ideale (năm 1905) được coi là máy pha cà phê Espresso đầu tiên sử dụng áp lực để tăng tốc độ chiết xuất cà phê. Máy cho phép pha một tách cà phê tươi ngay trước mặt mỗi khách hàng, trái ngược với việc sử dụng bình đựng cà phê pha sẵn số lượng lớn trong các quầy ăn uống vào thời điểm đó. Tuy nhiên, thời gian chiết xuất vẫn còn khá dài (khoảng 50 giây) và áp lực được sử dụng ở mức thấp (từ 1.5-3 bar), do đó, “Espresso đời đầu” có vị giống như một phiên bản đậm đặc của “Drip coffee” hơn.

Vào năm 1948, Achille Gaggia giới thiệu máy pha cà phê Espresso đòn bẩy sử dụng pít-tông lò xo được vận hành bằng tay, tạo áp suất khoảng 9 bar để nén nước qua cà phê. Đây là lần đầu tiên trong quá trình chiết xuất, tinh chất và một lượng lớn CO2 từ cà phê được giữ lại trong cốc, tạo thành lớp bọt vàng óng ánh được gọi là Crema. Từ đó, Crema và áp suất trong pha chế cà phê trở thành các tiêu chuẩn quan trọng cho Espresso và khởi đầu cho các nghiên cứu sâu hơn về tính chất của bọt Crema, cũng như tác động của áp suất lên quá trình chiết xuất cà phê.

2. Áp suất trong các phương pháp pha chế khác nhau

Hiện nay, mỗi phương pháp chiết xuất cà phê có động lực áp suất và tính chất trở lực trừ riêng của nó. Kết quả là, mỗi kỹ thuật đặc trưng bởi phạm vi áp suất pha chế riêng. Để pha Espresso, nước nóng được điều áp bằng máy bơm (cho phép tạo ra áp suất cao hơn), trong khi đối với ấm Moka, áp suất thấp hơn được tạo ra bởi hơi nước đun sôi. Gần đây, phương pháp Aeropress cũng trở nên phổ biến hơn khi cho ra một cốc tương đối giống với Espresso, với áp lực tùy ý từ đôi tay của người pha chế. Mặt khác, đối với phương pháp Drip hoặc Pour over, hầu như không có áp lực nào được tạo ra khi nước chảy qua lớp bột cà phê, chỉ có sức nặng của nước được sử dụng.

AeroPress ban đầu được sử dụng để chiết xuất cà phê bằng phương pháp ngâm, tuy nhiên, với việc thêm một pít-tông ở giai đoạn cuối cùng, cà phê được nén qua giấy lọc, tạo ra sự kết hợp giữa phương pháp lọc và phương pháp ngâm (drip filter & immersion).

Hiệu suất của máy bơm là yếu tố rất quan trọng trong phương pháp pha chế Espresso. Các thông số kỹ thuật của máy bơm, được xác định bởi đường cong công suất của nhà sản xuất, sẽ ảnh hưởng đến đặc tính của nó. Tốc độ dòng nước của máy bơm có tỷ lệ nghịch với áp lực được cung cấp. Điều này có nghĩa là máy bơm sẽ cung cấp áp suất cao nhất ở tốc độ dòng chảy thấp nhất và ngược lại. Khi tốc độ dòng nước tăng, áp suất trong pha chế cà phê cung cấp sẽ giảm xuống.

Phương pháp pha cà phê Ấm Moka (hay Moka pot) là phổ biến nhất ở Ý và được phát minh bởi Alfonso Bialetti vào năm 1933. Không giống như phương pháp pha chế Espresso, áp suất được tạo ra từ buồng hơi của Ấm Moka là thấp hơn đáng kể và không tạo ra Crema. Mặc dù thiết kế và hoạt động khá đơn giản, nhưng quá trình trích xuất trong Ấm Moka rất phức tạp và bao gồm nhiều biến số ảnh hưởng đến quá trình trích xuất. Việc kiểm soát các biến số này khó khăn và không dễ kiểm soát, và có thể dẫn đến việc chiết xuất quá mức. Do đó, việc kết thúc chiết xuất đúng lúc là mấu chốt để tránh tình trạng này.

Ngoài những yếu tố tác động lên bột cà phê từ các lực bên ngoài, tính chất của lớp cà phê thực sự quyết định đến quá trình trích xuất, bởi chúng ảnh hưởng đến khả năng thấm nước và cách nước đi qua cấu trúc hạt. Nếu độ thấm của hạt quá thấp, nó có thể tăng áp suất trích ly và làm cho tốc độ dòng chảy chậm hơn, kéo dài thời gian chiết xuất, và cuối cùng dẫn đến chiết xuất quá mức. Điều này càng cần thiết khi kết thúc chiết xuất đúng lúc, để tránh chiết xuất quá mức và giữ được hương vị tốt nhất của cà phê.

3. Vai trò của áp suất trong pha chế cafe Espresso

Kích thước hạt cà phê sau khi xay là một trong những thông số chính ảnh hưởng đến tính thấm và hiệu quả trích xuất của cà phê. Do đó, điều chỉnh kích cỡ hạt là yếu tố chính để tạo ra một tách cà phê hoàn hảo và đó cũng là một kỹ năng quan trọng đối với các barista. Tùy thuộc vào loại và chất lượng của máy xay, ta sẽ thu được sự phân bố kích thước hạt khác nhau. Do đó, không chỉ kích thước xay trung bình, mà cả hình dạng hạt và sự đồng đều trong kích thước hạt cũng ảnh hưởng đến cách nước chảy qua cà phê.

Mỗi phương pháp pha cà phê đều yêu cầu một kích thước xay tối ưu riêng. Nếu cà phê được xay quá thô, cấu trúc hương vị có thể bị suy giảm so với phiên bản nghiền mịn hơn của cùng loại cà phê. Trong trường hợp của Espresso, việc nghiền hạt nhỏ giúp tăng diện tích tiếp xúc với nước, cho phép quá trình chiết xuất được hiệu quả hơn, đồng thời cũng tăng trở lực đối với áp suất, dẫn đến độ nhớt của cà phê Espresso cao hơn. Cuối cùng, việc nghiền hạt nhỏ còn giúp tăng cường độ hương vị của cà phê.

Tuy nhiên, nếu cà phê được xay quá mịn, nó có thể cản trở sự phân bố đều của nước qua lớp bột cà phê và dẫn đến chiết xuất quá mức. Đồng thời, khoảng cách giữa các hạt cà phê nhỏ hơn sẽ làm tăng áp lực trên lớp bột cà phê và làm giảm tốc độ dòng chảy nước. Những hiệu ứng này được liên kết với mối quan hệ giữa kích thước hạt và hiệu quả trích xuất cà phê. Tuy nhiên, áp suất trong pha chế cà phê là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến hương vị của cà phê sau khi pha.

3. Độ thấm của cà phê trong mối tương quan với áp suất

Khi nước tiếp xúc với bột cà phê, trước hết nó sẽ thấm ướt toàn bộ bột cà phê và hòa tan các hợp chất có độ hòa tan và trọng lượng phân tử thấp, cũng như các hợp chất hương dễ bay hơi. Sau đó, các polysacarit trong cấu trúc hạt cà phê sẽ phồng lên, khiến cho cà phê trương nở lên và gây ra sự cản trở dòng nước (hoặc áp lực đối kháng).

Quá trình trương nở này sẽ dần giảm độ xốp của cà phê, giảm lưu lượng chung và tăng áp lực trên bột cà phê. Do đó, để đạt được kết quả tốt nhất, cà phê cần được xay đủ mịn để cho phép các chất hòa tan được khuếch tán hiệu quả nhưng không quá mịn để tránh tắc nghẽn hoặc kéo dài thời gian chiết xuất. Tuy nhiên, nếu lượng cà phê mịn quá mức, sẽ không đủ cho quá trình trương nở đầy đủ, gây ra sự dồn nén quá mức và cuối cùng làm cặn (chất rắn) lắng đọng trong cốc Espresso. Áp lực trong quá trình chiết xuất cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hương vị của cà phê.

Độ thấm của bột cà phê là yếu tố quyết định áp suất vận hành, tốc độ dòng chảy và thời gian chiết xuất thực tế. Nếu độ thấm của cà phê quá thấp, áp suất chiết sẽ tăng, làm giảm tốc độ dòng chảy chung của nước, kéo dài thời gian chiết xuất và dẫn đến chiết xuất quá mức.

4. Động lực hình thành Crema và trích xuất chất thơm

Trong phương pháp pha chế Espresso, áp lực đóng vai trò quan trọng nhất trong việc tạo ra lớp Crema. Áp lực giúp cho CO2 trong cà phê được giải phóng chậm rãi, tạo thành lớp bọt đặc trên mặt cốc, kèm theo một số chất rắn và dầu. Điều này chỉ xảy ra khi sử dụng phương pháp áp lực, các phương pháp chiết xuất cà phê khác không thể tạo ra Crema tương tự. Do đó, áp lực là rất quan trọng để tạo ra Crema trong Espresso.

Ngoài CO2, áp lực cũng ảnh hưởng đến sự bay hơi của các hợp chất hương liệu trong cà phê. Tuy nhiên, một số hợp chất không bay hơi ít nhạy cảm hơn với áp lực. Trong trường hợp này, áp lực giúp duy trì sự đồng nhất của chiết xuất và tốc độ dòng chảy ổn định. Tùy thuộc vào độ thấm của bột cà phê, áp lực cũng hỗ trợ việc duy trì thời gian dòng chảy phù hợp để trích xuất các chất khỏi pha cân bằng.

Nếu tốc độ dòng chảy quá chậm hoặc quá nhanh, thì chiết xuất cà phê có thể bị ảnh hưởng và không đạt được cấu trúc hương vị mong muốn. Áp lực là một yếu tố quan trọng để điều chỉnh tốc độ dòng chảy sao cho phù hợp và tối ưu hóa chiết xuất cà phê. Vì vậy, điều chỉnh áp lực sẽ giúp đạt được cấu hình hương vị mong muốn cho cà phê.

Áp suất trong quá trình chiết xuất Espresso có tác dụng cuối cùng là trích xuất Lipit (dầu cà phê). Cấu trúc tế bào nhân của hạt cà phê giống như một miếng bọt biển, giúp giữ dầu và các chất hòa tan khác bên trong. Áp suất đủ lớn buộc các giọt dầu di chuyển lên bề mặt hạt, nơi chúng được kéo theo với nước và kết thúc trong tách cà phê. Trong Espresso, hàm lượng dầu không chỉ cao hơn so với các phương pháp pha chế khác mà còn có độ bền cao hơn do thể tích chiết xuất nhỏ hơn. Do đó, Lipit ảnh hưởng đến hương vị với cường độ lớn hơn và giúp cảm nhận vị cà phê trong miệng trở nên rõ ràng hơn, đặc biệt là khi so sánh với phương pháp pour over hoặc immersion.

5. Kết luận

Làm việc với cà phê như một barista đòi hỏi sự quan tâm đến sự tương tác của nhiều biến số khác nhau trong quá trình pha chế. Kích thước và hình dạng của hạt cà phê, sự phân bố kích thước của chúng, lượng nước, nhiệt độ nước, áp suất trong pha chế cà phê và thời gian chảy đều có ảnh hưởng đến quá trình trích xuất và nhiều biến số sẽ tác động lẫn nhau. Ví dụ, việc xay cà phê mịn hơn thường sẽ cải thiện hiệu suất chiết và kéo dài thời gian chảy, tăng tổng số lần chiết. Điều chỉnh nhỏ và thử nếm thường xuyên là cách tốt nhất để cải thiện quá trình pha chế, cùng với việc đo lường khách quan khi có thể.

Để trở thành một barista chuyên nghiệp, không chỉ cần hiểu rõ về tất cả các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất, mà còn cần phải cân nhắc đến những yếu tố môi trường xung quanh như nhiệt độ và độ ẩm trong quán cà phê. Những yếu tố này có thể ảnh hưởng đến các thông số chiết xuất, và một barista phải điều chỉnh các biến số liên quan trong suốt quá trình làm việc. Tuy nhiên, điều chỉnh những yếu tố này đòi hỏi sự kết hợp giữa kinh nghiệm và kỹ năng. Việc thực hiện các điều chỉnh nhỏ và kiểm tra thường xuyên là một phương pháp tốt để đảm bảo chất lượng sản phẩm đồng đều trong suốt ngày làm việc. Nhưng đối với những thay đổi lớn hơn, như thay đổi mùa hay điều kiện thời tiết, sẽ cần đánh giá lại toàn bộ quá trình pha chế và điều chỉnh các biến số để đảm bảo chất lượng sản phẩm.