Chemia i fizyka za idealną filiżanką kawy

kawa jest wyjątkowa wśród napojów rzemieślniczych, ponieważ piwowar odgrywa znaczącą rolę w jej jakości w punkcie spożycia. Natomiast pijący kupują piwo z beczki i wino jako gotowe produkty; ich jedyną regulowaną przez konsumenta zmienną jest temperatura, w której je pijesz.

dlaczego kawa produkowana przez baristę w kawiarni zawsze smakuje inaczej niż te same ziarna parzone w domu?

to może wynikać z ich wieloletniego treningu, ale bardziej prawdopodobne, że to ich zdolność do okiełznania zasad chemii i fizyki. Jestem chemikiem materiałów na dzień, i wiele z aspektów fizycznych, które stosuję do innych ciał stałych stosuje się tutaj. Zmienne temperatury, Chemia wody, rozkład wielkości cząstek, stosunek wody do kawy, czas i, CO być może najważniejsze, jakość zielonej kawy odgrywają kluczową rolę w produkcji smacznego kubka. To w jaki sposób kontrolujemy te zmienne pozwala na powtarzalność tego kubka.

jak mocna filiżanka joe?

oprócz psychologicznego i środowiskowego wpływu na to, dlaczego przygotowana przez baristę filiżanka kawy smakuje tak dobrze w kawiarni, musimy rozważyć samą metodę parzenia.

wydaje się, że ludzie lubią napoje zawierające składniki kawy (kwasy organiczne, produkty Maillarda, estry i heterocykle, aby wymienić tylko kilka) w 1,2 do 1,5 procent masy (jak w kawie filtracyjnej), a także preferują napoje zawierające 8 do 10 procent masy (jak w espresso). Stężenia poza tymi zakresami są trudne do wykonania. Istnieje ograniczona liczba technologii, które osiągają stężenia od 8 do 10 procent, przy czym najbardziej znany jest ekspres do kawy.

istnieje jednak wiele sposobów na uzyskanie napoju zawierającego od 1,2 do 1,5 procent kawy. Urządzenie do nalewania, tureckiego, arabskiego, Aeropress, francuskiego press, syfonu lub zaparzania wsadowego (czyli regularnego kroplowania) – każdy z nich wytwarza kawę, która dobrze smakuje w tych stężeniach. Te metody parzenia mają również przewagę nad ich odpowiednikiem espresso: są tanie. Ekspres do kawy może wytworzyć napój o takim stężeniu: Americano, który jest po prostu espresso Shot rozcieńczonym wodą do stężenia kawy filtracyjnej.

wszystkie te metody dają mniej więcej taką samą ilość kawy w filiżance. Dlaczego więc mogą tak inaczej smakować?

gdy kawa spotyka się z wodą

istnieją dwie rodziny urządzeń do parzenia w ramach metod o niskim stężeniu-te, które całkowicie zanurzają kawę w wodzie do parzenia i te, które przepływają wodę przez łóżko do parzenia kawy.

z fizycznego punktu widzenia główną różnicą jest to, że temperatura cząstek kawy jest wyższa w systemie pełnego zanurzenia. Najwolniejszą częścią ekstrakcji kawy nie jest szybkość rozpuszczania się związków z powierzchni cząstek stałych. Jest to raczej szybkość, z jaką smak kawy przemieszcza się przez cząstkę stałą do interfejsu woda-kawa, a prędkość ta wzrasta wraz z temperaturą.

wyższa temperatura cząstek oznacza, że więcej smacznych związków uwięzionych w cząsteczkach kawy zostanie wyekstrahowanych. Ale wyższa temperatura pozwala również więcej niepożądanych związków rozpuścić w wodzie, zbyt. Specialty Coffee Association prezentuje koło smakowe, które pomaga nam rozmawiać o tych smakach-od zielonego/wegetatywnego lub papierowego/stęchłego po brązowy cukier lub suszone owoce.

przelewy i inne systemy przepływowe są bardziej złożone. W przeciwieństwie do metod pełnego zanurzenia, w których czas jest kontrolowany, czas przepływu zależy od wielkości mielenia, ponieważ podłoże kontroluje szybkość przepływu.

stosunek wody do kawy ma również znaczenie w czasie parzenia. Po prostu drobniejsze mielenie w celu zwiększenia ekstrakcji niezmiennie zmienia czas parzenia, ponieważ woda przesiąka wolniej przez drobniejsze podłoże. Można zwiększyć stosunek wody do kawy, używając mniejszej ilości kawy, ale wraz ze zmniejszeniem masy kawy zmniejsza się również czas parzenia. Optymalizacja filtracyjnego parzenia kawy jest więc wielowymiarowa i trudniejsza niż metody pełnego zanurzenia.

inne zmienne, aby spróbować kontrolować

nawet jeśli możesz zoptymalizować metodę parzenia i aparaturę, aby dokładnie naśladować ulubionego baristę, nadal istnieje prawie pewna szansa, że Twój napar domowy będzie smakował inaczej niż w kawiarni. istnieją trzy subtelności, które mają ogromny wpływ na jakość kawy: Chemia wody, rozkład wielkości cząstek wytwarzanych przez młynek i świeżość kawy.

po pierwsze, Chemia wody: Biorąc pod uwagę, że kawa jest kwaśnym napojem, kwasowość wody naparu może mieć duży wpływ. Woda naparowa zawierająca niski poziom zarówno jonów wapnia, jak i wodorowęglanu (HCO₃ -) – czyli miękkiej wody-spowoduje powstanie wysoce kwaśnego kubka, czasami określanego jako kwaśny. Woda naparowa zawierająca wysoki poziom HCO₃-zazwyczaj twarda woda-wytworzy kredowy kubek, ponieważ wodorowęglan zneutralizował większość aromatycznych kwasów w kawie.

najlepiej zaparzyć kawę z wodą zawierającą chemię gdzieś pośrodku. Ale istnieje duża szansa, że nie znasz stężenia wodorowęglanów we własnej wodzie z kranu, a mała zmiana robi dużą różnicę. Aby posmakować wpływu, spróbuj zaparzyć kawę z Evian-jednym z najwyższych stężeń wodorowęglanów w wodzie butelkowanej, przy 360 mg / L.

rozkład wielkości cząstek wytwarzany przez młynek również ma kluczowe znaczenie.

każdy entuzjasta kawy słusznie powie, że Szlifierki do ostrzy są niesmaczne, ponieważ wytwarzają pozornie przypadkowy rozkład wielkości cząstek; mogą istnieć zarówno proszek, jak i zasadniczo całe ziarna kawy. Alternatywa, młynek do zadziorów, zawiera dwa kawałki metalu z zębami, które przecinają kawę na coraz mniejsze kawałki. Przepuszczają cząstki ziemi przez otwór tylko wtedy, gdy są wystarczająco małe.

istnieją jednak spory dotyczące optymalizacji ustawień szlifowania podczas używania Szlifierki zadziorów. Jedna szkoła myśli wspiera mielenie kawy tak dobrze, jak to możliwe, aby zmaksymalizować powierzchnię, co pozwala wyodrębnić najsmaczniejsze smaki w wyższych stężeniach. Konkurencyjna Szkoła opowiada się za szlifowaniem tak grubo, jak to możliwe, aby zminimalizować produkcję drobnych cząstek, które nadają negatywnym smakom. Być może najbardziej przydatną radą jest ustalenie, co najbardziej lubisz w oparciu o preferencje smakowe.

wreszcie świeżość samej kawy jest kluczowa. Palona kawa zawiera znaczną ilość co₂ i innych substancji lotnych uwięzionych w stałej matrycy kawy: z czasem te gazowe cząsteczki organiczne wydostaną się z ziarna. Mniej substancji lotnych oznacza mniej aromatyczną filiżankę kawy. Większość kawiarni nie będzie podawać kawy dłużej niż cztery tygodnie od daty pieczenia, podkreślając znaczenie świeżo palonych ziaren.

można złagodzić szybkość starzenia przez chłodzenie kawy (zgodnie z równaniem Arrheniusa). Podczas gdy nie należy chłodzić kawy w otwartym naczyniu (chyba że chcesz napar z palca rybnego), przechowywanie kawy w hermetycznym pojemniku w zamrażarce znacznie przedłuży świeżość.

więc nie czuj się źle, że Twoja starannie zaparzona filiżanka kawy w domu nigdy nie dorównuje temu, co kupujesz w kawiarni. Istnieje wiele zmiennych-naukowych i innych-które muszą być podzielone, aby stworzyć jeden superlatywny Puchar. Pociesz się, że większość tych zmiennych nie jest zoptymalizowana przez jakiś algorytm matematyczny, ale raczej przez czyjś język. Najważniejsze jest to, że kawa smakuje ci dobrze … parz za parzeniem.