[COFFEE TIP] Acidity, acid, pH và vị chua trong cà phê

by Thai Dang


"Cold brew ít chua hơn nên đau dạ dày vẫn uống được."


"Độ pH của espresso thấp hơn drip nên espresso chua hơn."


"Cà phê này nhiều acid hơn nên sẽ chua hơn."


Bạn có thấy những comment này quen thuộc? Đây là cách hiểu có cơ sở nhưng chưa chính xác, vì các loại acid trong cà phê, acidity, độ pH, và vị chua lưỡi cảm nhận được có mối liên hệ phức tạp hơn nhiều.


Acid, sourness, titratable acidity, và pH là những từ bạn dễ thấy khi tìm hiểu về acid. Cùng 96B hiểu sâu hơn về một số khái niệm căn bản nhất nhé.


pH trong cà phê

pH (potential of Hydrogen ions) là khái niệm đo chỉ số độ hoạt động của các ion H+ tự do trong một dung dịch.


Có hai yếu tố ảnh hưởng đến độ pH: độ mạnh của acid (acid đó có sẵn sàng 'nhả' các ion hydro ra trong nước hay không?) và độ đặc của acid trong một dung dịch (càng nhiều acid trong dung dịch thì lượng ion hydro càng cao).


Nói một cách đơn giản, nếu ion H+ trong một dung dịch càng nhiều và hoạt động càng mạnh, thì dung dịch đó có tính acid cao và có pH thấp.


Độ pH tính theo bậc thang cơ số. Dung dịch có pH 3 có gấp 10 lần số ion hydro so với dung dịch có pH 4, và gấp 100 lần so với dung dịch có pH 5.


Nước có pH 7, là dung dịch trung tính. Bột giặt có tính kiềm cao với pH ~10. Acid dạ dày có pH 1, có pH thấp hơn chanh. Còn cà phê thì sao?


Trong hầu hết các nghiên cứu về pH trong cà phê, con số trung bình là 5. Dựa trên 744 mẻ pha, Batali et al. (2021) đo được pH của cà phê với TDS từ 0.8% đến 1.6% cho mẻ rang ‘light' là từ pH 4.9 đến 4.85, cà phê rang ‘medium' từ pH 5 đến 4.95, và rang ‘dark' từ pH 5.2 đến 5.1.


Rao & Fuller (2018) đo được pH trong cold brew nằm trong khoảng pH 4.965.13, tương đương với hot brew có pH 4.85—5.10.


Như vậy là, dù profile rang hay với cách pha khác nhau, pH của cà phê không thay đổi quá nhiều. Ngoài ra, pH của cà phê tương đương với chuối—một kết luận có lẽ khá gây shock 🤣


Nếu pH tương đối ổn định, điều gì khiến cà phê drip nóng có vị chua cao hơn hẳn so với cold brew? Để giải đáp câu hỏi này, ta cần biết tới một khái niệm khác…


Titratable acidity (TA)

TA (acid chuẩn độ) là khái niệm để chỉ cần bao nhiêu base (bazơ) để trung hòa acid trong một dung dịch. Base thường được dùng là NaOH.


Hiểu một cách đơn giản, nếu acid tăng nồng độ ion hydro trong dung dịch, base làm giảm nồng độ các ion này. Nồng độ hydro giảm khiến pH tăng.


Trong ngành công nghiệp bia, TA dùng để chỉ cần bao nhiêu base để pH lên đến ngưỡng 8.2. Nếu pH chỉ tính được số ion hydro tự do (H+), TA tính được tổng số ion hydro (bao gồm ion tự do [H+] và ion hydro vẫn nằm trong 'weak acid', như [COOH]) của dung dịch.


Thông thường, dung dịch có pH thấp sẽ có TA cao (= cần nhiều base hơn để trung hòa), nhưng hai khái niệm này không liên quan đến nhau. Cùng pH nhưng hai dung dịch vẫn có thể có TA khác nhau và ngược lại. Ngoài ra, thang TA không tính theo cơ số như pH. Nếu TA của dung dịch A cao gấp đôi B, người uống thường sẽ thấy A chua gấp đôi B.


TA là khái niệm rất phổ biến trong ngành công nghiệp bia và rượu. pH đóng vai trò quyết định trong việc dự đoán hoạt động của vi khuẩn và nấm men khi nho lên men. Nếu pH không ổn định, nhiều loại vi khuẩn có hại có khả năng sinh trưởng, làm ảnh hưởng đến mùi vị và độ ổn định của rượu. Tuy nhiên, để rượu có độ chua-ngọt cân bằng, TA là con số cần biết.


Trong cà phê, nghiên cứu mới nhất của Batali et al. (2021) khẳng định lại điều này. Với TDS thay đổi từ 0.8% đến 1.6%, TA tăng trung bình từ 4 đến 8 (ml NaOH/50ml cà phê). Các tác giả kết luận rằng TA liên quan rõ ràng đến việc cà phê được đánh giá ‘chua’ hay không, với TA càng cao thì cà phê càng ‘chua'. Trong khi đó, pH không thể dự đoán chính xác được độ ‘chua’ của cà phê.


Acids và vị chua (sourness)

Tuy nhiên, TA chưa là tất cả. Trên thực tế, hai dung dịch có TA tương đương nhưng có các loại acids khác nhau sẽ có độ chua và vị chua khác nhau.


Viện nghiên cứu White Labs từng so sánh pH và TA của một số loại bia Gose (bia chua) và kết luận rằng pH và TA không liên quan đến nhau,TA là thông số quan trọng hơn khi ta muốn dự đoạn bia nào có vị chua cao hơn.


Tuy nhiên, có một chi tiết thú vị nếu bạn nhìn kĩ bảng này. Tất cả các bia có vị chua cao hơn 2 đều chứa Acetic acid (acid tiêu biểu trong giấm). Bia D có pH thấp nhất nhưng không có acetic acid, và vị chua chỉ là 1.95. Bia A có không có TA cao nhất, nhưng được coi là chua nhất với đủ 4 loại acid.


Acid trong cà phê cũng vậy.


8 đến 10% cà phê xanh là acid, bao gồm aliphatic acids (tiêu biểu nhất là citric, malic, lactic, maleic, ascorbic, succinic, fumaric), phenolic (như caffeic acid), alicylic (như quinic acid), chlorogenic acids (CGA), acid vô cơ (= acid không chứa carbon, như phosphoric acid).

Một số loại acid bay hơi và không bay hơi

(Pinheiro et al. in Louzada & Moreira)


Mỗi loại acid có cường độ chua (intensity), hậu vị, vị đắng, chát hay mặn riêng. Mỗi loại cà phê, tùy giống, điều kiện địa lý hay khí hậu, chất lượng đất vv. có lượng acid khác nhau. Coffea arabica thường có lượng malic, citric quinic acid cao hơn robusta. Robusta có lượng CGA cao hơn hẳn so với arabica. Đây là một trong những lý do dẫn đến hương vị hoàn toàn khác biệt giữa hai giống này.


Quá trình rang tạo ra acid mới (một phần malic acid chuyển hóa thành maleicfumaric acid) hoặc khiến acid biến mất. Các loại đường, nhất là sucrose, cũng có thể chuyển hóa thành acid mới. CGA có thể chuyển hóa thành các phức hợp mùi hương mới như guaiacol hay phenol.


Acetic acid có cường độ cao hơn tartariccitric acid. Malic acidlactic acid không chua bằng nhưng có hậu vị dài hơn. Lactic acid có độ ‘buttery' nhất định, trong khi đó phosphoric acid có note của trái bưởi.


Trong khi hầu hết các loại aliphatic acids chỉ ảnh hưởng đến vị, các loại acid dễ bay hơi (volatile) như acetic acid là nên góp phần vào cả mùi của cà phê. Butyric acid có mùi sữa bị chua hay mùi phô mai. Vì mùi ảnh hưởng rất nhiều đến quá trình cảm nhận vị, ly cà phê có nhiều acid dễ bay hơi dễ được coi là chua hơn.


Acid không chỉ ảnh hưởng đến việc cảm nhận vị chua. Trong cà phê, quinic, formic hay caffeic acids có thể đắng hoặc chát. CGA có thể đắng, chát, thậm chí có vị kim loại. Succinic acid có thể vừa mặn vừa đắng. Do vậy, một ly cà phê có nhiều acid hơn chưa chắc đã chua hơn. Vị đắng và chát từ caffeic hay CGA có thể át hoàn toàn vị chua dễ chịu từ citric hay malic acid.


Tạm kết