Как да приготвим перфектната чаша кафе, използвайки химия и физика

Кафето е уникално сред занаятчийските напитки, тъй като пивоварът играе значителна роля за неговото качество в точката на консумация. За разлика от тях, пиещите купуват наливна бира и вино като готови продукти; тяхната единствена контролирана от потребителя променлива е температурата, при която ги пиете.

Защо кафето, произведено от бариста в кафене, винаги има вкус по-различно от това на същия боб, приготвен у дома?

Може да се дължи на годините им на обучение, но е по-вероятно те да могат да използват принципите на химията и физиката. Днес съм химик за материали и тук се прилагат много от физическите съображения, които прилагам към други твърди вещества. Променливите на температурата, химията на водата, разпределението на размера на частиците, съотношението на водата към кафето, времето и може би най-важното, качеството на зеленото кафе играят ключова роля при производството на вкусна чаша. Така контролираме тези променливи, които позволяват тази чаша да бъде възпроизводима.

Как силна чаша Джо?

Освен психологическия и екологичен принос за това, че приготвената от бариста чаша кафе е толкова вкусна в кафето, ние трябва да разгледаме самия метод на приготвяне.

Ние като хора харесваме напитки, съдържащи съставки на кафето (органични киселини, продукти на Maillard, естери и хетероцикли, за да назовем само няколко) на 1,2 до 1,5 процента от масата (както при филтърното кафе), и също така предпочитаме напитки, съдържащи 8 до 10 процента по маса (както при еспресо). Концентрациите извън тези граници са трудни за изпълнение. Има ограничен брой технологии, които достигат концентрации от 8 до 10%, а еспресо-машината е най-познатата.

Има обаче много начини да се постигне напитка, съдържаща 1,2 до 1,5% кафе. Поливащ, турски, арабски, аеропрес, френска преса, сифон или партида за варене (т.е. обикновен капещ апарат) - всеки произвежда кафе, което има добър вкус около тези концентрации. Тези методи за приготвяне на кафе също се отличават с предимство пред еспресото: те са евтини. Еспресо-машината може да произведе напитка от тази концентрация: Americano, който е само еспресо, разреден с вода до концентрацията на филтърното кафе.

Вижте също: Кафе Учените откриват оптимален брой чаши за здраво сърце

Всички тези методи водят до приблизително същото количество кафе в чашата. Защо тогава те могат да опитат толкова различно?

Когато кафето отговаря на водата

Има две групи пивоварни устройства в рамките на методите с ниска концентрация - тези, които напълно потапят кафето в приготвената вода и тези, които изтичат водата през леглото за кафе.

От физическа гледна точка основната разлика е, че температурата на кафеените частици е по-висока при пълното потапяне. Най-бавната част от екстракцията на кафе не е скоростта, с която се разтварят съединенията от повърхността на частиците. Напротив, скоростта, с която ароматът на кафето се движи през твърдите частици до интерфейса вода-кафе, и тази скорост се увеличава с температурата.

По-високата температура на частиците означава, че ще бъдат извлечени повече от вкусни съединения, уловени в кафеените частици. Но по-високата температура също позволява повече от нежеланите съединения да се разтварят във водата. Асоциацията Specialty Coffee представя вкусово колело, което ни помага да говорим за тези вкусове - от зелено / вегетативно или хартиено / мухлясно до кафява захар или сушени плодове.

Потокът и други поточни системи са по-сложни. За разлика от методите на пълно потапяне, когато времето се контролира, времето за протичане на заваряване зависи от размера на смилането, тъй като основата контролира скоростта на потока.

Съотношението вода към кафе има значение също в времето на приготвяне. Простото смилане, за да се увеличи екстракцията, винаги променя времето за приготвяне, тъй като водата прониква по-бавно през по-фините основи. Човек може да увеличи съотношението вода към кафе чрез използване на по-малко кафе, но тъй като масата на кафето се намалява, времето за приготвяне също намалява. Оптимизацията на приготвянето на филтърно кафе е следователно многоизмерна и по-трудна от пълните методи на потапяне.

Други променливи, които се опитват да контролират

Дори ако можете да оптимизирате Вашия метод и апарат за приготвяне на варя, за да имитирате точно любимия си бариста, все още има почти сигурен шанс, че Вашето домашно приготвяне ще има различен вкус от кафето. Има три тънкости, които оказват огромно влияние върху качеството на кафето: химия на водата, разпределение на размера на частиците, получено от мелницата и свежестта на кафето.

Първо, химията на водата: като се има предвид, че кафето е кисела напитка, киселинността на вашата варяща вода може да има голям ефект. Водата за варене, съдържаща ниски нива на калциеви йони и бикарбонат (HCO) - т.е. мека вода - ще доведе до силно кисела чаша, понякога описана като кисела. Водата за варене, съдържаща високи нива на HCO₃⁻ - обикновено твърда вода - ще произведе чаша с варовик, тъй като бикарбонатът неутрализира повечето от вкусовите киселини в кафето.

В идеалния случай искаме да приготвим кафе с вода, съдържаща химия някъде по средата. Но има голям шанс да не знаете концентрацията на бикарбонат в собствената си чешмяна вода, а малка промяна прави голяма разлика. За да опитате вкуса, опитайте да приготвите кафе с Evian - една от най-високите бутилирани води с концентрация на бикарбонат, при 360 mg / L.

Разпределението на размера на частиците, което произвежда вашата мелница, също е от решаващо значение.

Всеки ентусиаст на кафе с право ще ви каже, че остриетата за остриета са неблагоприятни, защото произвеждат привидно случайно разпределение на размера на частиците; могат да съществуват както прахови, така и по същество цели зърна кафе. Алтернативата - шлифовъчна машина - има два парчета метал със зъби, които разрязват кафето на по-малки парчета. Те позволяват грундирани частици през отвор само след като са достатъчно малки.

Въпреки това има спорове за това как да се оптимизират настройките за смилане, когато се използва шлифовъчна машина. Едно училище подкрепя меленето на кафето, колкото е възможно по-фино, за да се максимизира повърхността, което ви позволява да извличате най-вкусните аромати в по-високи концентрации. Съперничещата школа препоръчва възможно най-грубото смилане, за да се сведе до минимум производството на фини частици, които придават негативни аромати. Може би най-полезният съвет тук е да определите какво най-много харесвате въз основа на предпочитанията си за вкус.

И накрая, свежестта на самото кафе е от решаващо значение. Печено кафе съдържа значително количество CO₂ и други летливи вещества, уловени в матрицата за твърдо кафе: с течение на времето тези газообразни органични молекули ще избягат от зърната. По-малко летливи вещества означава по-малко ароматна чаша кафе. Повечето кафенета няма да сервират кафе повече от четири седмици след печене, подчертавайки важността на използването на прясно изпечени зърна.

Вижте също: Плановете на IBM за патенти за доставка на кафе чрез Drone, след като прочетете вашия ум

Човек може да намали скоростта на заклинване чрез охлаждане на кафето (както е описано от уравнението на Аррениус). Макар че не трябва да охлаждате кафето си в отворен съд (освен ако не искате варене на рибни пръсти), съхраняването на кафе в херметически затворен контейнер във фризера значително ще удължи свежестта.

Така че не се чувствайте зле, че вашата внимателно приготвена чаша кафе у дома никога не се подрежда до това, което купувате в кафенето. Има много променливи - научни и по друг начин - които трябва да бъдат разчупени, за да произведат една превъзходна чаша. Обърнете се към удобството, че повечето от тези променливи не са оптимизирани от някакъв математически алгоритъм, а по-скоро от някой език. Най-важното е, че вашето кафе е добро за вас… варете след приготвяне.

Тази статия първоначално е била публикувана на разговор от Кристофър Хендън. Прочетете оригиналната статия тук.