Làn sóng lên men Koji – Khi công nghệ Sake gặp gỡ Cà phê

Lên men Koji trong cà phê là gì và vì sao kỹ thuật dùng nấm Aspergillus oryzae lại có thể ‘mở khóa’ tinh bột, tạo Umami, tăng độ ngọt và nâng tầm hương vị vượt xa các phương pháp truyền thống?

Nếu vài năm trước, cụm từ “Anaerobic” (lên men yếm khí) hay “Carbonic Maceration” làm mưa làm gió trong giới Specialty Coffee, thì hiện nay, những đôi mắt tò mò của các nhà sơ chế đang đổ dồn về một chân trời mới: Koji Super-process.

Thế giới cà phê đang chứng kiến sự giao thoa kỳ lạ giữa truyền thống làm rượu Sake hàng nghìn năm của Nhật Bản và khoa học sơ chế cà phê hiện đại. Đây không đơn thuần là việc ngâm ủ hạt cà phê cho lên men chua, mà là kỹ thuật cấy bào tử nấm Aspergillus oryzae (loại nấm dùng để làm rượu Sake, nước tương, Miso) trực tiếp vào hạt cà phê.

Điểm đột phá nằm ở đâu? Khác với các phương pháp lên men thông thường chỉ tác động vào lớp vỏ nhầy (mucilage), lên men Koji có khả năng phá vỡ cấu trúc tinh bột (starch) vốn rất khó xử lý trong hạt cà phê, chuyển hóa chúng thành đường đơn và axit amin. Kết quả là sự ra đời của vị Umami (vị ngon thứ 5) và một cấu trúc hương vị (body) dày dặn, ngọt sâu mà các phương pháp truyền thống khó lòng đạt được.

Lên men Koji: Aspergillus Oryzae là gì và nó làm gì với hạt cà phê?

Để hiểu về lên men Koji, chúng ta cần hiểu về “nhân vật chính”: Aspergillus oryzae. Đây là một loại nấm sợi được thuần hóa tại Châu Á hàng nghìn năm nay. Trong văn hóa ẩm thực Nhật Bản, nó được gọi là “Koji-kin”.

Tuy nhiên thế giới lên men không chỉ có mỗi lên men Koji, để hiểu hơn về khoa học lên men, hãy đọc tại: [Khoa học lên men – “Giả kim thuật” làm thay đổi cả thế giới cà phê]

Cơ chế sinh hóa: Sự khác biệt cốt lõi

Trong sơ chế cà phê truyền thống (Washed, Natural, Honey), chúng ta phụ thuộc chủ yếu vào nấm men (Yeast) và vi khuẩn (Bacteria) tiêu thụ đường có sẵn trong lớp thịt quả (pulp) để tạo ra acid và cồn. Tuy nhiên, các vi sinh vật này hiếm khi tác động sâu vào bên trong hạt nhân (bean), nơi chứa nhiều tinh bột và protein dự trữ.

Koji làm được điều mà nấm men thường không làm được. Khi cấy bào tử Koji lên hạt cà phê (thường là cà phê đã xát vỏ hoặc cà phê xanh), nấm sẽ tiết ra hai loại enzyme quan trọng:

Amylase: Enzyme này hoạt động như một chiếc kéo, cắt đứt các chuỗi tinh bột dài (vốn không có vị) thành các đường đơn giản (glucose). Điều này làm gia tăng đáng kể độ ngọt của hạt cà phê sau khi rang.

• Phản ứng:

• Kết quả:

Protease: Enzyme này phân giải các chuỗi protein phức tạp thành các axit amin tự do. Đây chính là chìa khóa tạo ra vị Umami và các tiền chất hương thơm cho phản ứng Maillard khi rang.

• Phản ứng: 

Protein → Protease phân cắt → Peptide → Tiếp tục thủy phân → Axit amin tự do

• Kết quả:

Sự hình thành Umami: Quá trình này giải phóng Glutamate và Aspartate – hai axit amin chịu trách nhiệm chính cho vị Umami (vị ngon/ngọt thịt). Đây là lý do cà phê Koji thường có body (thể chất) dày, mượt và cảm giác miệng (mouthfeel) rất tròn trịa, đôi khi gợi nhớ đến trà mặn hoặc nước dùng thanh nhẹ.

Tiền chất cho Maillard: Axit amin tự do là một trong hai nhân tố bắt buộc (cùng với đường khử) để phản ứng Maillard xảy ra trong lò rang. Hiểu đơn giản: Koji đã chuẩn bị sẵn một “kho thuốc súng” (Axit amin + Đường).

Tại sao điều này quan trọng?

Hơn 40-50% trọng lượng khô của hạt cà phê là các hợp chất cao năng lượng nhưng “bị khóa” (polysaccharide). Sơ chế truyền thống thường bỏ phí kho tàng này. Koji chính là chìa khóa để “mở khóa” tiềm năng đó.

Điều này đặc biệt có ý nghĩa với các giống cà phê có hương vị đơn giản hoặc phẩm chất thấp (như một số dòng Robusta hoặc Catimor cũ). Bằng cách gia tăng lượng tiền chất hương vị (đường & axit amin), Koji có thể “nâng cấp” thang điểm cupping của chúng lên một tầm cao mới, mở ra cơ hội kinh tế to lớn cho người nông dân mà không cần phải thay đổi giống cây trồng ngay lập tức.

Góc nhìn từ ILOTA: Chúng tôi nhận thấy rằng, sự can thiệp của Koji tạo ra một phổ hương hoàn toàn mới. Không chỉ là hương hoa quả (fruity) thường thấy, cà phê Koji thường mang những nốt hương của mạch nha, caramel, kem béo và đôi khi là vị mặn nhẹ của nước tương cao cấp, tạo cảm giác tròn đầy trong khoang miệng.

Từ phòng thí nghiệm đến trạm sơ chế: Nghệ thuật “đi trên dây” của vi sinh

Quy trình lên men Koji không đơn thuần là một công thức nấu ăn, mà là một quy trình nuôi cấy sinh học nghiêm ngặt. Sự khác biệt giữa một mẻ cà phê Koji “siêu phẩm” và một mẻ cà phê bị hỏng (mốc độc) chỉ cách nhau vài độ C và vài giờ đồng hồ.

Dưới đây là giải mã chi tiết các biến số kỹ thuật trong quy trình Koji tiêu chuẩn (tham chiếu từ mô hình El Paraiso và các nghiên cứu thực nghiệm):

Bước 1: Kích hoạt “đội quân” Koji (Inoculum Preparation)

Bạn không thể ném trực tiếp bào tử ngủ đông vào cà phê và mong chờ phép màu. Chúng cần được “đánh thức”.

• Kỹ thuật: Bào tử Aspergillus oryzae thường được cấy lên giá thể tinh bột chín (thường là gạo hấp) để tạo thành Koji Rice.

• Tại sao cần bước này? Gạo cung cấp nguồn năng lượng (glucose) dễ tiếp cận nhất để nấm phát triển hệ sợi ban đầu mạnh mẽ. Khi trộn Koji Rice vào cà phê, chúng ta đang đưa vào một “đội quân” đã khỏe mạnh, sẵn sàng làm việc ngay lập tức, giảm thiểu thời gian trễ (lag phase) – giai đoạn mà các vi khuẩn gây hại khác có thể xâm nhập.

Bước 2: Phối trộn và Thiết lập môi trường (Inoculation)

• Đối tượng: Cà phê nhân xanh (Green bean) hoặc cà phê thóc (Parchment).

Lưu ý: Bề mặt hạt cần được tiệt trùng nhẹ hoặc làm sạch kỹ lưỡng để loại bỏ nấm mốc hoang dại.

• Tỷ lệ vàng: Tỷ lệ phối trộn Koji Rice và cà phê thường dao động, nhưng mục tiêu là đảm bảo sự tiếp xúc đồng đều trên bề mặt.

• Mẹo chuyên gia: Tại bước này, việc kiểm soát độ ẩm của hạt cà phê là sống còn. Độ ẩm lý tưởng cần đạt mức để nấm phát triển nhưng không quá ướt để vi khuẩn gây chua (acetic bacteria) sinh sôi.

Bước 3: Kiểm soát “Sốt chuyển hóa” (Incubation & Temperature Control)

Đây là giai đoạn căng thẳng nhất, được ví như hành động “đi trên dây”.

Nhiệt sinh học (Metabolic Heat): Khi Koji ăn tinh bột, chúng toả nhiệt rất mạnh. Nhiệt độ khối ủ có thể tự động vọt lên trên 45°C – 50°C chỉ trong vài giờ nếu không được kiểm soát.

Kỹ thuật Đảo trộn (Te-ire): Mượn thuật ngữ từ quy trình làm rượu Sake, người sơ chế phải thường xuyên đảo trộn khối cà phê. Mục đích không chỉ là làm đều, mà là để xả nhiệt và cung cấp Oxy (vì Koji là nấm hiếu khí – cần oxy để thở).

• Nếu thiếu Oxy: Nấm ngừng phát triển.
• Nếu quá nhiệt (>40-42°C): Enzyme Amylase bị biến tính (hỏng), nấm chết, và các phản ứng tạo hương vị mong muốn chấm dứt.

Biểu đồ nhiệt độ lý tưởng (Tham khảo):

• Giai đoạn 0-12h: Tăng dần từ nhiệt độ phòng lên 30°C (Thích nghi).

• Giai đoạn 12-36h: Duy trì ổn định 30°C – 35°C (Giai đoạn enzyme hoạt động mạnh nhất – Cần đảo trộn liên tục).
• Giai đoạn >36h: Cần giám sát chặt chẽ dấu hiệu sinh bào tử.

Bước 4: Điểm dừng hoàn hảo (The Halting Point)

Làm sao biết khi nào thì dừng lại?

• Dấu hiệu thị giác: Khi bề mặt hạt cà phê được bao phủ bởi một lớp tơ trắng mịn (mycelium) như tuyết. Đây là lúc nấm đang ở giai đoạn sinh dưỡng (vegetative stage) – giai đoạn tốt nhất.

• Dấu hiệu nguy hiểm: Nếu lớp tơ chuyển sang màu vàng lục hoặc xanh lá cây, đó là lúc nấm bắt đầu sinh sản (sporulation). Lúc này, hương vị sẽ xuất hiện mùi mốc (musty), mùi đất khó chịu và giảm chất lượng trầm trọng.

• Xử lý: Ngay khi lớp tơ trắng đạt đỉnh (thường sau 36-48h), toàn bộ mẻ cà phê phải được đưa vào máy sấy cơ học (Mechanical Dryer) ngay lập tức để tiêu diệt nấm và rút ẩm về 10-12%.

Lên men truyền thống và Lên men Koji

Nếu bạn muốn tìm hiểu sâu hơn về cách kiểm soát biến số trong môi trường yếm khí để so sánh với Koji, hãy đọc thêm bài viết: [Lên men yếm khí (Anaerobic Fermentation) và điều biến hương vị – Chìa khóa vàng của cà phê đặc sản] và [Infused Coffee: Kỹ thuật lên men lấy cảm hứng từ rượu vang]

Tiềm năng và Thách thức: Liệu Koji có cứu rỗi được Robusta?

Một trong những giả thuyết hấp dẫn nhất mà lên men Koji trong cà phê mang lại là khả năng nâng cấp chất lượng cho các giống cà phê kém hương vị hơn, đặc biệt là Robusta hoặc Catimor.

Tiềm năng “nâng cấp” (Upcycling)

Robusta thường bị đánh giá thấp vì hàm lượng đường thấp, caffeine cao và vị chát gắt.

• Giải pháp Koji: Bằng cách chuyển hóa tinh bột trong hạt Robusta thành đường, Koji bổ sung vị ngọt mà tự nhiên giống cây này không có.

• Giảm đắng: Các enzyme protease có thể phân cắt một số chuỗi protein gây vị chát, đồng thời tạo ra vị Umami làm cân bằng cảm giác đắng của caffeine.

Thực tế cho thấy, một số lô Robusta được xử lý Koji đã đạt điểm cupping cao bất ngờ nhờ độ dày (body) và hậu vị ngọt kéo dài, xóa nhòa định kiến về loại cà phê “chỉ để làm cà phê hòa tan”.

Thách thức an toàn thực phẩm: “Con dao hai lưỡi”

Chúng tôi cần nhấn mạnh rằng, làm việc với nấm mốc là một cuộc chơi mạo hiểm. Dù Aspergillus oryzae được công nhận là an toàn (GRAS), nhưng môi trường để nó phát triển cũng là thiên đường cho Aspergillus ochraceus – loại nấm sinh ra độc tố Ochratoxin A (gây hại cho thận).

Do đó, lên men Koji không dành cho quy mô hộ gia đình thiếu kiểm soát. Nó đòi hỏi quy trình vệ sinh nghiêm ngặt, nguồn giống nấm tinh khiết và kiểm nghiệm độc tố trước khi đưa ra thị trường.

Khi hạt cà phê được “may đo” hương vị riêng tại ILOTA

Dù công nghệ sơ chế có tiên tiến đến đâu, công đoạn Rang (Roasting) vẫn là chốt chặn cuối cùng quyết định hương vị. Với cà phê Koji, việc rang càng trở nên thách thức hơn. Lượng đường và axit amin dồi dào khiến hạt Koji rất nhạy cảm với nhiệt, dễ xảy ra phản ứng Maillard sớm và cháy khét nếu thợ rang không kiểm soát tốt.

Ở đâu đó ngoài kia, cà phê được rang hàng loạt theo cùng một công thức – nhanh, nhiều, tiện. Việc rang chúng theo cùng một cách cũng giống như việc dùng một cỡ áo cho tất cả mọi người vậy – sẽ không bao giờ vừa vặn và hoàn hảo. Nhưng tại ILOTA, chúng tôi tin rằng mỗi loại hạt cà phê, đến từ mỗi vùng đất khác nhau, đều mang trong mình một câu chuyện và một cá tính riêng biệt.

Đó là lý do Xưởng rang ILOTA ra đời, với một triết lý đơn giản: Trở thành một “nghệ nhân may đo” cho cà phê.

Và công việc của chúng tôi – những người thợ rang ở ILOTA Roastery – chính là lắng nghe câu chuyện ấy. Với chúng tôi, mỗi mẻ rang là một cuộc đối thoại. Không chỉ nhìn vào đồng hồ và nhiệt kế, chúng tôi lắng nghe tiếng nổ tí tách của hạt, cảm nhận hương thơm đang biến chuyển từng giây, và “trò chuyện” với từng hạt cà phê để tìm ra “điểm vàng” – nơi hương vị của hạt được bộc lộ một cách rực rỡ nhất.

Bằng hệ thống máy rang cao cấp nhập khẩu từ Thụy Sĩ (Buhler) và Hà Lan (Giesen), ILOTA áp dụng công nghệ rang khí nóng (Hot-air), cho phép kiểm soát chính xác từng thông số về nhiệt độ và thời gian. Nhờ vậy, những mẻ rang từ ILOTA luôn có chất lượng vượt trội và tính đồng nhất cao.

Đó chính là lý do chúng tôi gọi quy trình ấy là “rang may đo”. Không phải làm để cho khác biệt, mà làm để cho đúng bản chất. Với cà phê Koji, chúng tôi điều chỉnh Profile rang để “nâng niu” lượng đường quý giá mà quá trình lên men đã tạo ra, giữ lại trọn vẹn vị Umami độc bản.

Kết luận

Lên men Koji chắc chắn không chỉ là một trào lưu nhất thời (hype). Sự xuất hiện của nó đánh dấu một cột mốc trưởng thành quan trọng của ngành cà phê đặc sản thế giới: Thời điểm chúng ta chuyển dịch từ việc “phụ thuộc vào thiên nhiên” sang “hiểu và cộng tác với thiên nhiên”.

Thay vì chỉ trông chờ vào may mắn của thời tiết hay thổ nhưỡng, các nhà sơ chế hiện đại đã bắt đầu nhìn sâu vào cấu trúc hóa học của hạt cà phê. Họ sử dụng vi sinh vật như những “công nhân tí hon” để chủ động thiết kế (engineer) nên những hồ sơ hương vị mà trước đây được cho là không thể tồn tại.

Khám phá ngay [bộ sưu tập cà phê rang mộc “may đo” của ILOTA] – nơi chúng tôi mang những thành tựu sơ chế mới nhất thế giới vào tách cà phê mỗi sáng của bạn.

ILOTA – Nhà rang Cà phê “May đo” 

Địa chỉ: Biệt thự 3, ngõ 2A Chế Lan Viên, phường Đông Ngạc, Hà Nội.

Zalo: 0989 099 033 (Mr Thắng)

Website: ilota.vn

Facebook: ILOTA Coffee and Tea