Cà phê

Cà phê arabica là cây gỗ nhỏ hay bụi lớn thường xanh, cao 4–8 m khi canh tác (tới 15 m ở dạng hoang dã), phân cành đối xứng. Lá mọc đối, đơn, hình trứng – bầu dục, dai và bóng, dài 10–15 cm, mép hơi gợn sóng, có lá kèm (stipule) ở nách. Hoa lưỡng tính, màu trắng, thơm, thường 5 cánh, mọc thành chùm 2–4 hoa ở nách lá; cây chủ yếu tự thụ phấn (khoảng 90%) nên quần thể khá đồng nhất về di truyền. Quả là quả mọng (drupe, gọi là 'cherry' hay 'cà phê quả') hình bầu dục dài khoảng 1,5 cm, chuyển từ xanh sang vàng rồi đỏ khi chín, thường chứa hai hạt (nhân) dẹt có rãnh dọc ở mặt phẳng. Bộ rễ ăn nông, nhiều rễ tơ nên cần đất tơi xốp, giàu hữu cơ. Cà phê arabica là loài dị đa bội (allotetraploid) 2n = 4x = 44.

Theo Kew POWO, vùng bản địa của Coffea arabica là Đông Nam Sudan (cao nguyên Boma), Tây Nam Ethiopia và Bắc Kenya (núi Marsabit), mọc trong rừng thường xanh ẩm và kiểu sinh cảnh nhiệt đới khô theo mùa ở độ cao khoảng 1.000–2.000 m. Trung tâm nguồn gốc và đa dạng là các khu rừng cao nguyên Tây Nam Ethiopia, Nam Sudan và Bắc Kenya; đây là loài cây chủ yếu tự thụ phấn nên đa dạng di truyền vốn thấp. Từ thế kỷ 14, hạt cà phê được đưa từ Ethiopia sang Yemen — nơi cà phê bắt đầu được trồng đại trà và trở thành trung tâm lan truyền thứ cấp ra toàn thế giới qua các dòng Typica và Bourbon (Scalabrin và cộng sự, 2020). Cà phê đến Việt Nam từ thế kỷ 19 thời Pháp thuộc, nay tập trung ở Tây Nguyên (Đắk Lắk, Lâm Đồng, Gia Lai, Đắk Nông) và Sơn La; Việt Nam là nước xuất khẩu cà phê lớn thứ hai thế giới, chủ yếu là robusta, còn arabica tập trung ở Lâm Đồng, Sơn La và Điện Biên. Brazil là nước sản xuất cà phê lớn nhất, tiếp theo là Colombia, Việt Nam, Indonesia và Ethiopia.

Về hóa học, hạt cà phê arabica chứa hơn 1.000 hợp chất, trong đó nhóm chức năng chính gồm caffeine, acid chlorogenic (CGA), trigonelline, diterpen cafestol và kahweol, cùng melanoidin tạo thành khi rang. Caffeine là một methylxanthine, chiếm khoảng 1,2–1,5% khối lượng khô ở arabica (thấp hơn robusta – Coffea canephora, vốn 1,7–4%). Acid chlorogenic là nhóm polyphenol chiếm 5–8% khối lượng khô, trong đó 5-O-caffeoylquinic acid (5-CQA) là thành phần chính (chiếm 36–40% tổng CGA); khoảng một phần ba lượng 5-CQA ăn vào vào được tuần hoàn toàn thân, đạt nồng độ đỉnh trong huyết tương sau 0,5–1,5 giờ. Trigonelline là alkaloid đặc trưng (khoảng 1% khối lượng khô), tham gia tạo hương khi rang và có tiềm năng hạ đường huyết. Nhóm diterpen cafestol và kahweol có nhiều trong cà phê không lọc (ống nhỏ: espresso, French press) và có thể làm tăng cholesterol. Khi rang, phản ứng Maillard tạo melanoidin và các hợp chất hương (pyrazine, furan, lactone), đồng thời làm giảm CGA. Hạt xanh còn chứa protein (khoảng 11%), lipid (khoảng 12%), carbohydrat và khoáng (kali, magiê).

Cà phê là một trong những đồ uống phổ biến nhất thế giới: hạt rang được pha espresso, pha phin, pha lọc; là nguyên liệu cho bánh, kẹo, kem; caffeine được chiết xuất cho đồ uống năng lượng và dược phẩm; lá cà phê được dùng làm 'trà lá cà phê' giàu polyphenol; bã cà phê dùng trong mỹ phẩm tẩy tế bào, phân bón và giá thể. Về nghiên cứu, một tổng quan (PMC, 2024) tổng hợp tác dụng của các thành phần chức năng cà phê (caffeine, trigonelline, CGA, cafestol, kahweol, melanoidin): CGA hoạt hóa con đường Nrf2 chống oxy hóa và ức chế α-glucosidase điều hòa đường huyết sau ăn, một nghiên cứu theo dõi 9 năm cho thấy uống cà phê liên quan giảm nguy cơ sa sút trí tuệ (ADRD) và bệnh Parkinson. Hàm lượng caffeine trong một khẩu phần cà phê dao động 48–317 mg (Ludwig và cộng sự, 2014). Nghiên cứu Koshiro và cộng sự (2006) phân tích biến động caffeine và trigonelline trong quá trình chín của quả; de Andrade và cộng sự (2023) cho thấy caffeine và trigonelline đều có vai trò chống oxy hóa. Bộ gen dị đa bội của C. arabica đã được giải trình tự (Salojärvi và cộng sự, Nature Genetics, 2024).

Về an toàn, theo Cơ quan An toàn Thực phẩm châu Âu (EFSA, 2015), người lớn khỏe mạnh có thể dùng tới 400 mg caffeine/ngày (một liều đơn tới 200 mg); phụ nữ mang thai nên giới hạn ở 200 mg/ngày và trẻ em ở mức 3 mg/kg/ngày. Uống cà phê không lọc (espresso, French press) nhiều có thể làm tăng LDL-cholesterol do cafestol và kahweol. Cà phê có thể gây lo âu, mất ngủ, tim đập nhanh ở người nhạy cảm và tương tác với một số thuốc; khi rang tạo acrylamide và hạt xanh có thể nhiễm ochratoxin A (cần kiểm soát chất lượng). Nghiên cứu dịch tễ cho thấy uống điều độ 3–4 tách/ngày (300–400 mg caffeine) ít có nguy cơ và có thể có lợi (Higdon & Frei, 2006); IARC (2016) xếp cà phê vào Nhóm 3 (không xếp loại được về khả năng gây ung thư), trong khi đồ uống quá nóng trên 65 °C thuộc Nhóm 2A. Về bảo tồn, Liên minh Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế (IUCN) xếp Coffea arabica là Loài Nguy cấp (EN) trong đánh giá năm 2020 (Moat và cộng sự, e.T18289789) do biến đổi khí hậu thu hẹp mạnh sinh cảnh thích hợp của quần thể hoang dã; Kew POWO cũng ghi nhận đánh giá dự kiến ở mức Sắp nguy cấp (VU). Nguy cơ chính là biến đổi khí hậu, phá rừng, bệnh gỉ sắt cà phê (nấm Hemileia vastatrix) và nền di truyền hẹp từ một sự kiện đa bội duy nhất. Ưu tiên bảo tồn là giữ quần thể hoang dã ở Ethiopia, Nam Sudan, Kenya và Yemen, cùng các ngân hàng gen (như CATIE và World Coffee Research).