https://frosthead.com

Chemie a fyzika za dokonalým šálkem kávy

Káva je mezi uměleckými nápoji jedinečná v tom, že sládek hraje významnou roli ve své kvalitě v místě spotřeby. Naproti tomu pijáci kupují točené pivo a víno jako hotové výrobky; jejich jedinou proměnnou řízenou spotřebitelem je teplota, při které je pijete.

Související obsah

  • Zakladatel instituce Smithsonian přišel na to, jak vařit lepší šálek kávy

Proč je to, že káva produkovaná baristou v kavárně vždy chutná jinak, než stejné fazole vařené doma?

Může to být až na roky jejich výcviku, ale pravděpodobně je to jejich schopnost využívat principy chemie a fyziky. Jsem chemička materiálů ve dne a zde platí mnoho fyzikálních úvah, které aplikuji na jiné pevné látky. Proměnné teploty, chemie vody, distribuce velikosti částic, poměru vody k kávě, času a možná nejdůležitější kvality zelené kávy hrají klíčovou roli při výrobě chutného šálku. Je to, jak kontrolujeme tyto proměnné, což umožňuje, aby byl tento pohár reprodukovatelný.

Jak silný šálek joe?

Kromě psychologických a environmentálních příspěvků, proč šálek kávy připravené baristou chutná tak dobře v kavárně, musíme zvážit i samotnou metodu vaření.

Zdá se, že my lidé máme rádi nápoje, které obsahují složky kávy (organické kyseliny, Maillardovy výrobky, estery a heterocykly), jmenovitě několik až 1, 2% hmotnostních (jako ve filtrované kávě), a také upřednostňujeme nápoje obsahující 8 až 10 procent hmotnostních hmotnost (jako v espressu). Provedení koncentrací mimo tyto rozsahy je náročné. Existuje omezený počet technologií, které dosahují koncentrací 8 až 10 procent, nejznámější je espresso.

coffee-in-beaker.jpg Věda pomáhá optimalizovat kávu. (Chris Hendon, CC BY-ND)

Existuje však mnoho způsobů, jak dosáhnout nápoje obsahujícího 1, 2 až 1, 5 procenta kávy. Přístroj na nalévání, turecký, arabský, aeropress, francouzský tisk, sifon nebo šarže (tj. Pravidelné kapání) - každá produkuje kávu, která kolem těchto koncentrací dobře chutná. Tyto metody vaření se také mohou pochlubit výhodou oproti svému protějšku espressa: jsou levné. Stroj na přípravu espressa může produkovat nápoj této koncentrace: Americano, což je jen výstřel z espressa zředěný vodou na koncentraci filtrační kávy.

Všechny tyto metody vedou k přibližně stejnému množství kávy v šálku. Tak proč mohou chutnat tak odlišně?

Když káva potká vodu

V rámci metod s nízkou koncentrací existují dvě rodiny pivovarských zařízení - ty, které zcela ponoří kávu do vařící vody a ty, které tečou vodu přes kávové lože.

Z fyzikálního hlediska je hlavní rozdíl v tom, že teplota kávových částic je vyšší v systému úplného ponoření. Nejpomalejší částí extrakce kávy není rychlost, jakou se sloučeniny rozpouštějí z povrchu částic. Spíše je to rychlost, při které se chuť kávy pohybuje přes tuhé částice do rozhraní voda-káva, a tato rychlost se zvyšuje s teplotou.

file-20170926-13681-1ao0dih.jpg Flavour Wheel Coffee Taster's Flavour Wheel nabízí způsob, jak v nápoji pojmenovat různé chutě.

Vyšší teplota částic znamená, že bude extrahováno více chutných sloučenin zachycených v kávových částicích. Vyšší teplota však také umožňuje, aby se více nežádoucích látek rozpustilo ve vodě. Asociace speciálních káv představuje aromatické kolo, které nám pomáhá mluvit o těchto příchutích - od zeleného / vegetativního nebo papírenského / zatuchlého až po hnědý cukr nebo sušené ovoce.

Průtoky a další průtokové systémy jsou složitější. Na rozdíl od metod úplného ponoření, kde je čas regulován, závisí doba průtoku v závislosti na velikosti mletí, protože půda reguluje průtok.

V době vaření je důležitý také poměr voda-káva. Jednodušší broušení jemnější pro zvýšení extrakce neustále mění dobu vaření, protože voda jemnější půdou prosakuje pomaleji. Jeden může zvýšit poměr voda-káva použitím méně kávy, ale jak se snižuje hmotnost kávy, snižuje se také doba vaření. Optimalizace vaření filtrační kávy je tedy vícerozměrná a složitější než metody úplného ponoření.

barista.jpg Co ví, že ne? (Redd Angelo na Unsplash, CC BY)

Další proměnné, které se snaží ovládat

I když můžete optimalizovat způsob a zařízení vaření přesně tak, aby přesně napodobovalo váš oblíbený barista, stále existuje téměř určitá šance, že váš domácí nápoj bude chutnat jinak než v kavárně. Existují tři jemnosti, které mají obrovský dopad na kvalitu kávy: chemie vody, distribuce velikosti částic produkovaná mlýnem a čerstvost kávy.

Za prvé, chemie vody: Vzhledem k tomu, že káva je kyselý nápoj, může mít kyselost vařené vody velký účinek. Pivovarská voda obsahující nízké hladiny iontů vápníku a hydrogenuhličitanu (HCO₃⁻) - tedy měkké vody - povede k vysoce kyselému šálku, někdy označovanému jako kyselá. Pivovarská voda obsahující vysoké hladiny HCO₃⁻ - obvykle tvrdá voda - vytvoří křehký šálek, protože hydrogenuhličitan neutralizuje většinu aromatických kyselin v kávě.

Ideálně chceme vařit kávu s vodou obsahující chemii někde uprostřed. Existuje však velká šance, že neznáte koncentraci hydrogenuhličitanu ve vlastní vodovodní vodě a malá změna má velký význam. Chcete-li ochutnat dopad, zkuste vařit kávu s Evianem - jednou z nejvyšších koncentrací bikarbonátu v lahvových vodách, při 360 mg / l.

Rozdělení velikosti částic, které vaše bruska produkuje, je také kritické.

Každý kávový nadšenec vám správně řekne, že mlecí kotouče jsou nepříznivé, protože vytvářejí zdánlivě náhodné rozdělení velikosti částic; může existovat současně prášek a v podstatě celá kávová zrna. Alternativa, bruska na otřepy, obsahuje dva kusy kovu se zuby, které rozřezávají kávu na postupně menší kousky. Umožňují zemní částice skrz otvor pouze tehdy, když jsou dostatečně malé.

Existuje však názor, jak optimalizovat nastavení mletí při použití brusky na otřepy. Jedna myšlenková škola podporuje mletí kávy co nejjemnější, aby se maximalizovala povrchová plocha, což vám umožní extrahovat nejchutnější příchutě ve vyšších koncentracích. Konkurenční škola obhajuje broušení co nejdrsnější, aby se minimalizovala produkce jemných částic, které dodávají negativní aroma. Snad nejužitečnější radou zde je zjistit, co se vám líbí nejlépe na základě vaší chuti.

Konečně, čerstvost samotné kávy je rozhodující. Pražená káva obsahuje značné množství CO₂ a dalších těkavých látek zachycených v pevné kávové matrici: V průběhu času tyto plynné organické molekuly uniknou z fazole. Méně těkavých látek znamená méně aromatický šálek kávy. Většina kaváren nebude kávu podávat déle než čtyři týdny od data pečení, což zdůrazňuje význam používání čerstvě pražených bobů.

Jeden může zmírnit rychlost zastavení ochlazením kávy (jak je popsáno Arrheniovou rovnicí). I když byste neměli chlazit kávu v otevřené nádobě (pokud nechcete ryby rybí prsty), skladování kávy ve vzduchotěsné nádobě v mrazničce výrazně prodlouží čerstvost.

Takže se nemusíte cítit špatně, že váš pečený šálek kávy doma nikdy nesedí to, co si koupíte v kavárně. Existuje spousta proměnných - vědeckých a jiných -, které musí být hádány, aby vytvořily jediný superlativní pohár. Vezměte si pohodlí, že většina z těchto proměnných není optimalizována nějakým matematickým algoritmem, ale spíše něčím jazykem. Nejdůležitější je, že vaše káva vám chutná dobře ... vaří se po vaření.

Tento článek byl původně publikován v The Conversation. Christopher H. Hendon, docent výpočetních materiálů a chemie, University of Oregon Konverzace
Chemie a fyzika za dokonalým šálkem kávy