Nhiều người chọn cold brew vì cho rằng loại cà phê này êm dịu, ít chua và thân thiện với dạ dày hơn cà phê pha nóng truyền thống. Ngược lại, những người trung thành với cà phê pha nóng lại khẳng định nước sôi mới chiết xuất trọn vẹn hương vị và dưỡng chất quý giá từ hạt cà phê.

Các phân tích hóa học thực tế cho thấy nhiệt độ nước làm thay đổi đáng kể lượng acid chuẩn độ, khả năng chống oxy hóa và hàm lượng các hợp chất bay hơi giữa hai phương pháp ngâm ủ [1], [2]. Cà phê pha nóng thường chứa tổng lượng acid chuẩn độ cao hơn và có hoạt tính chống oxy hóa mạnh hơn [1], [3]. Trong khi đó, cold brew lại giữ được các hương hoa tinh tế và giảm vị đắng gắt [4].

Cơ chế tác động của nhiệt độ nước lên quá trình chiết xuất

Quá trình pha cà phê thực chất là việc hòa tan các hợp chất hữu cơ từ bột cà phê vào nước [5]. Nhiệt độ của nước đóng vai trò như một chất xúc tác vật lý mạnh mẽ. Nước nóng làm thay đổi cấu trúc thẩm thấu của bột cà phê, gia tăng chuyển động phân tử và thúc đẩy tốc độ hòa tan của các hợp chất [2].

Nhiệt độ nước trong quá trình chiết xuất ảnh hưởng rõ rệt đến việc vận chuyển các phân tử acid từ nền bã cà phê vào pha nước, đủ để làm thay đổi tổng lượng acid chuẩn độ và hoạt tính chống oxy hóa của ly cà phê thành phẩm [1]. Nhiệt độ cao cung cấp mức năng lượng lớn hơn, giúp hòa tan nhanh các hợp chất chống oxy hóa [3]. Ngược lại, quá trình ủ lạnh diễn ra chậm rãi hơn, hạn chế giải phóng một số acid hữu cơ và hợp chất vị đắng [4], [2].

Tổng lượng acid chuẩn độ và độ pH: Thực tế khoa học nói gì?

Một ngộ nhận phổ biến là cold brew có độ kiềm cao hơn nhiều so với cà phê nóng. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu làm rõ sự khác biệt giữa hai khái niệm: độ pH và tổng lượng acid chuẩn độ [6]. Độ pH phản ánh nồng độ ion hydro tự do (các phân tử acid đã tách proton), trong khi tổng lượng acid chuẩn độ đo lường toàn bộ lượng proton mang tính acid, bao gồm cả các acid chưa phân ly [6].

Nghiên cứu về độ acid công bố năm 2018 chỉ ra rằng phương pháp pha nóng có xu hướng chiết xuất thêm các acid chưa phân ly so với phương pháp ủ lạnh [1]. Chính các phân tử acid bổ sung này khiến tổng lượng acid ở cà phê nóng cao hơn mẫu pha lạnh [1]. Tuy nhiên, nghiên cứu năm 2017 cho thấy nồng độ acid 3-chlorogenic (3-CGA) và độ pH thực tế lại tương đương nhau giữa hai cách ngâm ủ [5]. Sự khác biệt về độ acid tổng thể không bắt nguồn từ 3-CGA, bởi vì hầu hết acid này hòa tan rất nhanh trong nước [5].

Nghiên cứu năm 2021 đối với hạt Arabica rang cho thấy phương pháp pha nóng nhìn chung tạo ra dịch chiết có tính acid cao hơn (pH thấp hơn) so với pha lạnh [6]. Tương tự, nghiên cứu năm 2022 bằng phương pháp trích ly laser pico-giây cũng xác nhận rằng sự chênh lệch pH giữa pha lạnh và pha nóng tuy nhỏ nhưng mang ý nghĩa thống kê, chứng minh cà phê pha nóng hơi chua hơn cà phê pha lạnh [7].

Tính chống oxy hóa: Cà phê nóng chiếm ưu thế

Bên cạnh độ chua, khả năng thu dọn gốc tự do của cà phê là yếu tố được người tiêu dùng quan tâm hàng đầu. Nghiên cứu năm 2018 phát hiện cà phê pha nóng có dung lượng chống oxy hóa cao hơn cà phê cold brew đối chứng [1]. Ở cold brew, tổng nồng độ caffeoylquinic acid (CQA) có mối tương quan thuận rất chặt chẽ với hoạt tính chống oxy hóa [1]. Ngược lại, ở cà phê nóng, mối liên hệ này yếu hơn vì dịch chiết nước nóng sở hữu hệ thống hóa học phức tạp, đa dạng hơn hẳn [1].

Nghiên cứu công bố năm 2021 phân tích hàm lượng polyphenol (TPC) và flavonoid (TFC) của cà phê từ nhiều vùng địa lý [3]. Kết quả ghi nhận phần lớn mẫu cà phê pha nóng đạt hàm lượng polyphenol cao nhất, dao động từ 22,02 đến 33,46 mg đương lượng acid gallic (GAE) trên mỗi gam cà phê, flavonoid đạt 3,18 đến 4,08 mg đương lượng quercetin (QE)/g [3]. Nồng độ các chất này ở mẫu cold brew ngâm 24 giờ thấp hơn rõ rệt [3]. Thử nghiệm DPPH và ABTS chứng minh hệ thống pha nước nóng có mức năng lượng cao hơn, thúc đẩy tốc độ trích xuất các chất chống oxy hóa hòa tan [3]. Mức chênh lệch polyphenol cao nhất xuất hiện ở hạt cà phê Guatemala (23%) và El Salvador (21%) [3].

Dù vậy, điều kiện ngâm ủ lạnh cũng tạo ra những ngoại lệ. Nghiên cứu năm 2020 phát hiện mẫu cold brew ủ ở 20 độ C trong 12 giờ lại đạt mức hoạt tính chống oxy hóa cao nhất, trong khi pha nóng (80 độ C và 95 độ C) có hoạt tính chỉ tương đương với cold brew ủ ở 5 độ C [8]. Điều này chứng minh rằng việc điều chỉnh thời gian và nhiệt độ có thể thay đổi tỷ lệ các chất có lợi trong ly cà phê [8].

Chiết xuất hợp chất bay hơi và cảm quan hương vị

Nhiệt độ ngâm ủ quyết định trực tiếp tới việc giữ lại hay làm mất đi các mùi hương tự nhiên của hạt cà phê. Nghiên cứu cảm quan năm 2022 cho thấy cà phê pha lạnh ít đắng, ít chua hơn và đậm nốt hương hoa hơn so với pha nóng [4].

Nốt hương hoa đến từ các hợp chất bay hơi tự nhiên như phenylacetaldehyde, linalool, geraniol hay (E)-beta-damascenone [4]. Do mang tính chất dễ bay hơi, nhiệt độ nước sôi trong phương pháp pha nóng khiến các phân tử hương thơm này bốc hơi nhanh ra không khí trước khi quá trình chiết xuất hoàn tất [4]. Ngược lại, môi trường nước lạnh giữ lại trọn vẹn các phân tử bay hơi này trong dung dịch [4].

Về vị giác, phần lớn các acid hữu cơ tạo vị chua đều tan dễ dàng ở mọi nhiệt độ nước, tạo ra sự chênh lệch rất nhỏ về acid chuẩn độ trong cảm nhận [4]. Tuy nhiên, các chất tạo vị đắng như caffeine, chlorogenic acid lactone và trigonelline lại phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ và tan nhiều hơn khi gặp nước nóng [4]. Sự gia tăng nồng độ caffeine và các chất đắng làm tăng cộng hưởng cảm nhận về độ chua của acid citric [4]. Do đó, người uống thường thấy cà phê nóng có vị chua gắt và đắng hơn cold brew dù chênh lệch nồng độ acid thực tế không quá lớn [4], [7].

Hiểu lầm thường gặp khi so sánh hai loại cà phê

Nhiều người tin rằng cold brew hoàn toàn không có acid và an toàn tuyệt đối cho người đau dạ dày. Thực tế, cold brew chỉ có tổng lượng acid chuẩn độ thấp hơn, còn độ pH giữa hai loại chỉ chênh lệch nhẹ [1], [7], [6]. Tính acid vẫn hiện diện trong cold brew và acid hữu cơ vẫn được hòa tan trong quá trình ủ [4], [5].

Một hiểu lầm khác là cold brew bắt buộc phải ủ từ 16 đến 24 giờ mới đủ độ đậm đặc. Nghiên cứu năm 2017 về động học trích ly cho thấy nồng độ caffeine và 3-CGA trong cold brew thực tế đã đạt trạng thái cân bằng chỉ sau 6 đến 7 giờ ngâm [5]. Việc ngâm ủ quá 10 đến 24 giờ theo thói quen phổ biến không làm tăng thêm lượng caffeine hay dưỡng chất này [5].

Ngoài ra, kích thước xay thô hay vừa cũng không làm thay đổi đáng kể hàm lượng 3-CGA và caffeine trong mẫu cold brew, cho thấy tốc độ chiết xuất các hợp chất này không phụ thuộc chủ yếu vào diện tích bề mặt hạt [5]. Riêng với độ rang, hạt rang vừa bảo lưu nồng độ 3-CGA và caffeine trong cold brew tốt hơn hạt rang đậm [5].

Ai nên thận trọng khi lựa chọn cách pha?

Những người có tiền sử viêm loét dạ dày, trào ngược dạ dày thực quản hoặc nhạy cảm với vị chua có thể cân nhắc cold brew như một giải pháp thay thế [1], [6]. Mức acid chuẩn độ thấp hơn và hương vị êm dịu có thể hạn chế kích ứng đường tiêu hóa [1], [6].

Tuy nhiên, người nhạy cảm với caffeine cần đặc biệt cẩn trọng với cold brew. Mẫu cold brew xay thô được ghi nhận có nồng độ caffeine cao hơn đáng kể so với cùng mẫu pha nóng [5]. Người bị tăng huyết áp, rối loạn nhịp tim hoặc phụ nữ mang thai nên theo dõi lượng uống hằng ngày, không nên lạm dụng cold brew vì nghĩ rằng loại cà phê này nhẹ hơn. Người đang điều trị bệnh lý mạn tính nên tham khảo ý kiến bác sĩ về giới hạn dung nạp caffeine phù hợp.

Áp dụng thực tế: Tối ưu ly cà phê mỗi ngày

Để tối ưu hóa dưỡng chất và hương vị tùy theo mục đích sử dụng, bạn có thể áp dụng các bước ngâm ủ chuẩn xác:

  • Khi cần tối đa chất chống oxy hóa: Chọn phương pháp pha nóng (nhiệt độ nước từ 80 đến 95 độ C) [3], [8]. Pha nóng giúp chiết xuất lượng polyphenol, flavonoid và các phân tử chống oxy hóa đa dạng nhanh chóng [1], [3].
  • Khi muốn giảm chua, thưởng thức hương hoa: Chọn phương pháp cold brew [4]. Nên sử dụng cà phê rang vừa để giữ hàm lượng dưỡng chất tốt nhất [5], [2].
  • Thời gian ủ lạnh lý tưởng: Chỉ cần ngâm trong khoảng 6 đến 7 giờ là các hợp chất như caffeine và 3-CGA đã đạt điểm cân bằng [5]. Bạn có thể ủ ở nhiệt độ phòng (khoảng 20 độ C) trong 12 giờ nếu muốn tăng cường hoạt tính chống oxy hóa [8].
  • Cách thưởng thức an toàn: Bảo quản cold brew trong ngăn mát tủ lạnh và dùng hết trong thời gian ngắn. Có thể pha loãng với nước lọc hoặc sữa tươi nếu dịch ủ đậm đặc nhằm hạn chế dung nạp quá nhiều caffeine trong một lần uống.

Cả cà phê pha nóng và cold brew đều sở hữu những đặc tính hóa học và lợi ích riêng biệt. Nước nóng giải phóng tối đa các hợp chất chống oxy hóa phức tạp, trong khi ủ lạnh mang đến trải nghiệm hương vị êm dịu, bảo toàn hương hoa và ít acid chuẩn độ hơn. Lựa chọn phương pháp nào phụ thuộc hoàn toàn vào thể trạng tiêu hóa và sở thích hương vị của mỗi cá nhân.