Nhà toán học quá cố người Hungary Paul Erdős từng có một câu nói nổi tiếng: "Một nhà toán học là một cỗ máy biến càphê thành các định lý." Thức uống này là chất kích thích thiết yếu cho nhiều nhà nghiên cứu và hàng tỷ người trên thế giới, nhưng tương lai của càphê đang rất bấp bênh.
Kassahun Tesfaye, nhà di truyền học thực vật tại Đại học Addis Ababa (Ethiopia), cảnh báo: "càphê đang bị đe dọa nghiêm trọng bởi biến đổi khí hậu."
Gần như toàn bộ 10 triệu tấn càphê được tiêu thụ hàng năm trên toàn cầu đến từ hai loài: Robusta mạnh mẽ và Arabica có hương vị tinh tế. Tuy nhiên, Arabica sẽ chết nếu nhiệt độ tăng thêm vài độ, còn Robusta lại cần lượng nước khổng lồ và năng suất sẽ giảm mạnh khi hạn hán.
Để cứu vãn tình hình và bảo vệ sinh kế của nông dân ở các quốc gia thu nhập thấp, các nhà khoa học đang chạy đua tìm kiếm giải pháp, từ việc bảo tồn nguồn gene, tìm kiếm các giống càphê hoang dã cho đến áp dụng các thủ thuật hóa học trong pha chế.
Tại Ethiopia - quê hương của càphê Arabica - chính phủ đang nỗ lực bảo tồn sự đa dạng di truyền tự nhiên của loài này.
Hơn 12.000 cây Arabica đang được trồng tại các viện nghiên cứu để làm nguồn lai tạo ra các giống mới có khả năng chịu nhiệt và hạn hán. Tesfaye nhấn mạnh: "Tôi tin rằng chúng ta có đủ vốn gene để chống lại biến đổi khí hậu."
Khi nhiệt độ tăng, việc trồng Arabica có thể phải dời lên các vùng đất cao và mát mẻ hơn, điều này rất khó khăn đối với các nông hộ nhỏ. Một giải pháp khả thi hơn là chuyển sang trồng các loài càphê hoang dã có khả năng chống chịu tốt.
Nhà nghiên cứu Aaron Davis từ Vườn bách thảo Hoàng gia Kew (Anh) đã đi khắp thế giới để xem "nơi nông dân đang đối mặt với những vấn đề sinh tồn, và cách họ đối phó." Ông nhận ra rằng: "Những câu chuyện thành công luôn là về việc thay đổi loài" cây trồng.
Ở những vùng ẩm ướt, nông dân có thể chuyển từ Arabica sang Robusta. Nhưng ở những nơi khác, họ có thể trồng Coffea liberica - loài chịu nhiệt tốt hơn và cần ít nước hơn. Dù ngành công nghiệp càphê từng hoài nghi về hương vị của các loài hoang dã, thực tế lại rất hứa hẹn.
Một số loại C. liberica mang hương thơm mãnh liệt của trái cây nhiệt đới như mít và xoài. Một loài khác từ Tây Phi là C. racemosa lại có mùi chocolate, nấm và thảo mộc. Davis ví von: "Đối với một số người, nó giống như marmite (một loại mứt mặn của Anh). Một số người yêu nó, một số người ghét nó."
Tuy nhiên, các giống như C. excelsa hay con lai giữa Liberica và Excelsa lại có hương vị tuyệt hảo, gần như không thể phân biệt được với Arabica. Đặc biệt, Davis đã thử nghiệm một loài càphê "kỳ quặc" có tên Coffea stenophylla từng bị giới khoa học lãng quên từ thế kỷ 18.
Ông chia sẻ: "Nó vẫn làm tôi hoảng hốt, bởi vì ở đây chúng ta có một loại càphê không có họ hàng với arabica, xuất hiện trong một môi trường khắc nghiệt - và thế nhưng lại có vị giống như một loại arabica rất đặc trưng từ Rwanda." Thách thức hiện tại là lai tạo chúng thành những giống cho năng suất cao và dễ trồng.
Trong khi chờ đợi các giống cây mới, các nhà khoa học cũng tìm cách chiết xuất tối đa hương vị từ nguồn cung Arabica đang ngày càng thu hẹp. Christopher Hendon, nhà khoa học vật liệu tại Đại học Oregon (Mỹ), cho biết: "Có rất nhiều điều bạn có thể làm ở phía tiêu dùng."
Nhóm của ông Hendon phát hiện ra rằng việc xay hạt càphê ở nhiệt độ dưới mức đóng băng sẽ tạo ra các hạt bột nhỏ hơn. Tuy nhiên, bột mịn dễ bị vón cục do lực tĩnh điện, làm giảm diện tích tiếp xúc với nước.
Để khắc phục, việc thêm một chút độ ẩm vào hạt trước khi xay sẽ giúp giảm vón cục. Đáng ngạc nhiên hơn, việc xay thô lại có thể giải phóng nhiều chất ngon hơn cho một ly espresso, nhưng chỉ khi pha ở áp suất thấp khoảng 7 atmosphere (thay vì 10 atmosphere như máy pha thông thường).
Ông Hendon nhấn mạnh hóa học đóng vai trò then chốt trong việc đánh giá các loại càphê thay thế. "Đo lường thành phần là một thách thức lớn," ông nói, "và việc gán một giá trị bằng số cho hương vị cũng vậy." Một tách càphê thông thường có thể chứa hơn 2.000 hợp chất hữu cơ, và nồng độ của chúng thay đổi rất lớn tùy thuộc vào cách trồng và cách rang.
Cuộc chiến cứu lấy càphê không chỉ là bảo vệ một ngành công nghiệp khổng lồ, mà còn là bảo vệ nguồn cảm hứng của nhân loại. Như ông Tesfaye đã đúc kết: "Nhiều khám phá và kiến thức được tạo ra sau khi uống một tách càphê"./.
Theo nhóm nghiên cứu, các bề mặt nhám thường trên chiếc cốc đựng càphê được não bộ liên tưởng đến “độ chua mạnh," trong khi các bề mặt mịn lại gắn với “độ chua nhẹ."