chimia și Fizica din spatele Cupei perfecte de cafea

cafeaua este unică printre băuturile artizanale prin faptul că producătorul de bere joacă un rol semnificativ în calitatea sa la punctul de consum. În schimb, băutorii cumpără bere la halbă și vin ca produse finite; singura lor variabilă controlată de consumator este temperatura la care le bei.

de ce cafeaua produsă de un barist la o cafenea are întotdeauna un gust diferit de aceleași boabe preparate acasă?

s-ar putea să se rezume la anii lor de pregătire, dar mai probabil este capacitatea lor de a valorifica principiile chimiei și fizicii. Sunt chimist de materiale pe timp de zi și multe dintre considerațiile fizice pe care le aplic altor solide se aplică aici. Variabilele de temperatură, chimia apei, distribuția dimensiunii particulelor, raportul dintre apă și cafea, timpul și, poate cel mai important, calitatea cafelei verzi joacă un rol crucial în producerea unei cești gustoase. Modul în care controlăm aceste variabile permite ca acea cupă să fie reproductibilă.

cât de tare o ceașcă de joe?

pe lângă contribuțiile psihologice și de mediu la motivul pentru care o ceașcă de cafea preparată de barista are un gust atât de bun în cafenea, trebuie să luăm în considerare metoda de preparare în sine.

noi, oamenii, par să ne placă băuturile care conțin constituenți de cafea (acizi organici, produse Maillard, esteri și heterocicluri, pentru a numi câteva) la 1,2 până la 1,5% în masă (ca în cafeaua la filtru) și, de asemenea, favorizează băuturile care conțin 8 până la 10% în masă (ca în espresso). Concentrațiile din afara acestor intervale sunt dificil de executat. Există un număr limitat de tehnologii care ating concentrații de 8 până la 10%, espressorul fiind cel mai familiar.

cu toate acestea, există multe modalități de a obține o băutură care conține 1,2 până la 1,5% cafea. Un aparat de turnare, turc, arab, Aeropress, presă franceză, sifon sau preparare în serie (adică picurare obișnuită) – fiecare produce cafea care are un gust bun în jurul acestor concentrații. Aceste metode de preparare au, de asemenea, un avantaj față de omologul lor espresso: sunt ieftine. O mașină de espresso poate produce o băutură de această concentrație: Americano, care este doar o lovitură de espresso diluată cu apă până la concentrația de cafea filtrantă.

toate aceste metode au ca rezultat aproximativ aceeași cantitate de cafea în ceașcă. Deci, de ce pot avea un gust atât de diferit?

când Cafeaua întâlnește apa

există două familii de dispozitive de preparare în cadrul metodelor cu concentrație scăzută-cele care scufundă complet cafeaua în apa de preparare și cele care curg apa prin patul de cafea.

din punct de vedere fizic, diferența majoră este că temperatura particulelor de cafea este mai mare în sistemul de imersie completă. Cea mai lentă parte a extracției cafelei nu este viteza cu care compușii se dizolvă de pe suprafața particulelor. Mai degrabă, este viteza cu care aroma de cafea se deplasează prin particula solidă la interfața apă-cafea, iar această viteză crește odată cu temperatura.

o temperatură mai ridicată a particulelor înseamnă că vor fi extrași mai mulți compuși gustoși prinși în particulele de cafea. Dar temperatura mai ridicată permite, de asemenea, mai mulți compuși nedoriți să se dizolve și în apă. Asociația Specialty Coffee prezintă o roată de aromă pentru a ne ajuta să vorbim despre aceste arome – de la verde/vegetativ sau hârtie/mucegai până la zahăr brun sau fructe uscate.

turnările și alte sisteme de curgere sunt mai complexe. Spre deosebire de metodele de imersie completă în care timpul este controlat, timpii de preparare a debitului depind de dimensiunea măcinării, deoarece motivele controlează debitul.

raportul apă-cafea contează, de asemenea, în timpul preparării. Pur și simplu măcinarea mai fină pentru a crește extracția schimbă invariabil timpul de preparare, deoarece apa se scurge mai încet prin terenuri mai fine. Se poate crește raportul apă-cafea folosind mai puțină cafea, dar pe măsură ce masa de cafea este redusă, timpul de preparare scade și el. Optimizarea preparării cafelei cu filtru este, prin urmare, multidimensională și mai dificilă decât metodele de imersiune completă.

alte variabile pentru a încerca să controlați

chiar dacă vă puteți optimiza metoda de preparare și aparatul pentru a imita cu precizie barista preferată, există încă o șansă aproape sigură că berea dvs. de acasă va avea un gust diferit de cel al cafenelei. există trei subtilități care au un impact extraordinar asupra calității cafelei: chimia apei, distribuția dimensiunii particulelor produse de râșniță și prospețimea cafelei.

în primul rând, chimia apei: Având în vedere că cafeaua este o băutură acidă, aciditatea apei de preparare poate avea un efect mare. Apa de preparare a cafelei care conține niveluri scăzute atât de ioni de calciu, cât și de bicarbonat (HCO₂⁻) – adică apă moale – va avea ca rezultat o ceașcă foarte acidă, uneori descrisă ca acră. Apa de preparare care conține un nivel ridicat de HCOBH – de obicei, apa dură-va produce o ceașcă calcaroasă, deoarece bicarbonatul a neutralizat majoritatea acizilor aromatici din cafea.

în mod ideal, vrem să preparăm cafea cu apă care conține chimie undeva la mijloc. Dar există șanse mari să nu cunoașteți concentrația de bicarbonat din propria apă de la robinet, iar o mică schimbare face o mare diferență. Pentru a gusta impactul, încercați să preparați cafea cu Evian – una dintre cele mai mari ape îmbuteliate cu concentrație de bicarbonat, la 360 mg/L.

distribuția dimensiunii particulelor pe care o produce polizorul dvs. este critică.

fiecare pasionat de cafea vă va spune pe bună dreptate că mașinile de tocat lame sunt defavorizate, deoarece produc o distribuție aparent aleatorie a dimensiunii particulelor; pot exista atât pulbere, cât și boabe de cafea în esență întregi. Alternativa, o râșniță de burr, prezintă două bucăți de metal cu dinți care taie cafeaua în bucăți progresiv mai mici. Acestea permit particulelor de sol printr-o deschidere numai după ce sunt suficient de mici.

există o dispută cu privire la modul de optimizare a setărilor de măcinare atunci când utilizați un polizor burr. O școală de gândire susține măcinarea cafelei cât mai fină posibil pentru a maximiza suprafața, ceea ce vă permite să extrageți cele mai delicioase arome în concentrații mai mari. Școala rivală susține măcinarea cât mai grosieră pentru a minimiza producția de particule fine care conferă arome negative. Poate că cel mai util sfat aici este să determinați ce vă place cel mai bine pe baza preferințelor dvs. gustative.

în cele din urmă, prospețimea cafelei în sine este crucială. Cafeaua prăjită conține o cantitate semnificativă de CO₂ și alte substanțe volatile prinse în matricea solidă a cafelei: în timp, aceste molecule organice gazoase vor scăpa de fasole. Mai puține substanțe volatile înseamnă o ceașcă de cafea mai puțin aromată. Majoritatea cafenelelor nu vor servi cafea mai mult de patru săptămâni de la data fripturii, subliniind importanța utilizării boabelor proaspăt prăjite.

se poate atenua rata de stagnare prin răcirea cafelei (așa cum este descris de ecuația Arrhenius). În timp ce nu ar trebui să vă răcoriți cafeaua într-un vas deschis (cu excepția cazului în care doriți preparate cu degetul de pește), depozitarea cafelei într-un recipient etanș la congelator va prelungi semnificativ prospețimea.

deci, nu vă simțiți rău că ceașca dvs. de cafea preparată cu grijă acasă nu se ridică niciodată la ceea ce cumpărați de la CAF. Există o mulțime de variabile – științifice și de altă natură – care trebuie să fie încurcate pentru a produce o singură ceașcă superlativă. Ia confort că cele mai multe dintre aceste variabile nu sunt optimizate de un algoritm matematic, ci mai degrabă de limba cuiva. Ceea ce este cel mai important este că cafeaua are un gust bun pentru tine… brew după brew.