täydellisen kahvikupin takana oleva kemia ja fysiikka

kahvi on ainutlaatuinen käsityöläisjuomien joukossa siinä mielessä, että panimolla on merkittävä rooli sen laadussa juomapaikalla. Sitä vastoin juojat ostavat valmista olutta ja viiniä; heidän ainoa kuluttajan kontrolloima muuttuja on lämpötila, jossa juot niitä.

miksi kahvilassa baristan valmistama kahvi maistuu aina erilaiselta kuin kotona haudutetut samat pavut?

kyse voi olla heidän vuosien harjoittelustaan, mutta todennäköisemmin kyse on heidän kyvystään valjastaa kemian ja fysiikan periaatteet. Olen päivisin materiaalikemisti, ja monet fysikaaliset näkökohdat, joita sovellan muihin kiinteisiin aineisiin, pätevät täällä. Lämpötilamuuttujat, veden kemia, hiukkaskokojakauma, veden suhde kahviin, aika ja, ehkä tärkeintä, raakakahvin laatu ovat kaikki ratkaisevassa roolissa maukkaan kupin tuottamisessa. Se, miten kontrolloimme näitä muuttujia, mahdollistaa sen, että kuppi on toistettavissa.

kuinka vahva kuppi Joeta?

sen lisäksi, miksi barista valmistettu kahvikupillinen maistuu kahvilassa niin hyvältä, on mietittävä itse olutmenetelmää.

me ihmiset pidämme juomista, jotka sisältävät kahvin ainesosia (orgaanisia happoja, Maillard-tuotteita, estereitä ja heterosyklejä, muutamia mainitaksemme) 1,2-1,5 painoprosenttia (kuten suodatinkahvi), ja suosimme myös juomia, jotka sisältävät 8-10 painoprosenttia (kuten espresso). Pitoisuudet näiden alueiden ulkopuolella ovat haastavia toteuttaa. On olemassa rajallinen määrä tekniikoita, joilla saavutetaan 8-10 prosentin pitoisuudet, espressokeitin on tutuin.

1,2-1,5-prosenttista kahvia sisältävän juoman saa kuitenkin aikaan monella tavalla. Turkin, arabian, Aeropressin, ranskalaisen puristimen, siphonin tai erävalmisteen (eli tavallisen tiputuksen) laite – jokainen tuottaa kahvia, joka maistuu hyvältä näiden pitoisuuksien ympärillä. Näillä keittomenetelmillä on myös etulyöntiasema espresson vastineeseen nähden: ne ovat halpoja. Espressokeittimellä voidaan valmistaa tämän pitoisuutta vastaava juoma: Americano, joka on vain vedellä suodatinkahvin konsentraatioon laimennettu espresso.

kaikilla näillä menetelmillä saadaan suurin piirtein sama määrä kahvia kuppiin. Miksi ne voivat maistua niin erilaisilta?

kun kahvi kohtaa veden

matalakonsentraatiomenetelmissä on kaksi keittolaitteperhettä: ne, jotka upottavat kahvin kokonaan keitinveteen, ja ne, jotka virtaavat veden kahvipöydän läpi.

fysikaalisesta näkökulmasta suurin ero on siinä, että kahvihiukkasten lämpötila on suurempi täydessä upotusjärjestelmässä. Hitainta kahvin uuttamisessa ei ole se nopeus, jolla yhdisteet liukenevat hiukkasten pinnalta. Pikemminkin se on nopeus, jolla kahvin maku liikkuu kiinteän hiukkasen kautta vesi-kahvi rajapintaan, ja tämä nopeus kasvaa lämpötilan myötä.

korkeampi hiukkaslämpötila tarkoittaa sitä, että kahvihiukkasiin jääneistä maukkaista yhdisteistä saadaan lisää uutetta. Mutta korkeampi lämpötila antaa myös enemmän ei-toivottuja yhdisteitä liueta veteen, liian. Erikoiskahviliitto esittelee makupyörän, joka auttaa meitä puhumaan näistä mauista-vihreästä / kasvullisesta tai paperisesta / tunkkaisesta ruskeaan sokeriin tai kuivattuihin hedelmiin.

kaato-ja muut läpivirtausjärjestelmät ovat monimutkaisempia. Toisin kuin täysi Upotus menetelmiä, joissa aika on ohjattu, läpivirtaus hautua kertaa riippuu jauhatuksen koosta, koska perusteet ohjaavat virtausnopeutta.

veden ja kahvin suhteella on merkitystä myös keittoajassa. Pelkkä hienomman jauhamisen lisääminen uuttamisen lisäämiseksi muuttaa poikkeuksetta valmistusaikaa, koska vesi tihkuu hitaammin hienompien perusteiden läpi. Veden ja kahvin suhdetta voi lisätä käyttämällä vähemmän kahvia, mutta kun kahvin massa vähenee, myös keittoaika lyhenee. Suodatinkahvinvalmistuksen optimointi on siis moniulotteisempaa ja hankalampaa kuin täydet upotusmenetelmät.

muita muuttujia, joiden avulla voit yrittää hallita

vaikka voit optimoida panimomenetelmäsi ja laitteesi jäljittelemään tarkasti suosikkibaristaasi, on silti olemassa lähes varma mahdollisuus, että kotipanimosi maistuu erilaiselta kuin kahvilan. kahvin laatuun vaikuttaa kolme vivahdetta: vesikemia, kahvimyllyn tuottama partikkelikokojakauma ja kahvin tuoreus.

ensimmäinen, vesikemia: Koska kahvi on hapan juoma, Oman keitinveden happamuudella voi olla iso vaikutus. Keitinvesi, jossa on pieniä määriä sekä kalsiumioneja että bikarbonaattia (HCO₃⁻) – eli pehmeää vettä – johtaa erittäin happamaan kuppiin, jota joskus kuvaillaan happamaksi. Runsaasti HCO₃⁻ – – tyypillisesti kovaa vettä sisältävä keitinvesi tuottaa liitumaisen kupin, sillä bikarbonaatti on neutralisoinut suurimman osan kahvin makuisista hapoista.

mieluiten haluamme keittää kahvia kemiaa sisältävällä vedellä jossain välissä. On kuitenkin mahdollista, ettet tiedä bikarbonaattipitoisuutta omassa vesijohtovedessäsi, ja pienellä muutoksella on iso merkitys. Jos haluat maistaa vaikutusta, kokeile kahvin valmistamista Evian-pullovedellä, joka on yksi korkeimmista bikarbonaattipitoisuuksista, 360 mg / l.

jauhimesi tuottama hiukkaskokojakauma on myös kriittinen.

jokainen kahviharrastaja voi perustellusti kertoa, että terähiomakoneet ovat epäsuosiossa, koska ne tuottavat näennäisen sattumanvaraisen partikkelikokojakauman; rinnakkain voi olla sekä jauhetta että periaatteessa kokonaisia kahvipapuja. Vaihtoehdossa, burr-hiomakoneessa, on kaksi metallinpalaa, joiden hampaat leikkaavat kahvin vähitellen pienemmiksi paloiksi. Ne päästävät maahiukkaset aukon läpi vasta, kun ne ovat tarpeeksi pieniä.

on kuitenkin kiistaa siitä, miten voidaan optimoida jauhinasetukset, kun käytetään hiomakonetta. Yksi koulukunta tukee kahvin jauhamista mahdollisimman hienoksi pinta-alan maksimoimiseksi, jolloin voit poimia herkullisimmat maut suuremmissa pitoisuuksissa. Kilpaileva koulukunta kannattaa jauhamista mahdollisimman karkeaksi, jotta negatiivisten makujen antavien pienhiukkasten tuotanto vähenisi. Ehkä hyödyllisin neuvo tässä on määrittää, mitä pidät eniten makumieltymyksesi perusteella.

lopulta itse kahvin tuoreus on ratkaisevaa. Paahdetussa kahvissa on huomattava määrä hiilivetyjä ja muita haihtuvia aineita, jotka jäävät kiinteään kahvimatriisiin: ajan myötä nämä kaasumaiset orgaaniset molekyylit karkaavat pavusta. Vähemmän haihtuvia aineita tarkoittaa vähemmän makuista kahvia. Useimmat kahvilat eivät tarjoa kahvia yli neljän viikon kuluttua paahtopäivän, korostaen juuri paahdettujen papujen käytön tärkeyttä.

staalausnopeutta voi lieventää jäähdyttämällä kahvia (Arrheniuksen yhtälön kuvaamana). Vaikka kahvia ei kannata jäähdyttää avoimessa astiassa (ellei halua kalapuikkoja), kahvin säilyttäminen ilmatiiviissä astiassa pakastimessa pidentää tuoreutta merkittävästi.

älä siis harmittele sitä, että kotona huolellisesti haudutettu kahvikuppisi ei koskaan kasaudu sen suuruiseksi, mitä kahvilasta ostat. On paljon muuttujia – tieteellisiä ja muita-jotka täytyy vääntää, jotta saadaan aikaan yksi superlatiivi kuppi. Lohduttaudu sillä, että useimpia näistä muuttujista ei optimoida jollakin matemaattisella algoritmilla, vaan jonkun kielellä. Tärkeintä on, että kahvisi maistuu sinulle.