At brygge en god kop kaffe afhænger af kemi og fysik

Kaffe er enestående blandt håndværksdrikke, idet bryggeren spiller en væsentlig rolle for dens kvalitet ved indtagelsen. I modsætning, drikkende køber fadøl og vin som færdige produkter; deres eneste forbrugerkontrollerede variabel er den temperatur, du drikker dem ved.

Hvorfor er det, at kaffe produceret af en barista på en café altid smager anderledes end de samme bønner brygget derhjemme?

Det kan skyldes deres års træning, men mere sandsynligt er det deres evne til at udnytte principperne for kemi og fysik. Jeg er materialekemiker om dagen, og mange af de fysiske overvejelser, jeg anvender på andre faste stoffer, gælder her. Variablerne for temperatur, vandkemi, partikelstørrelsesfordeling, forholdet mellem vand og kaffe, tid og, måske vigtigst, kvaliteten af ​​den grønne kaffe spiller alt sammen afgørende roller for at producere en velsmagende kop. Det er, hvordan vi kontrollerer disse variabler, der gør det muligt for den kop at være reproducerbar.

Hvor stærk en kop joe?

Udover de psykologiske og miljømæssige bidrag til hvorfor en barista-tilberedt kop kaffe smager så godt i cafeen, vi skal overveje selve brygmetoden.

Vi mennesker synes at kunne lide drikkevarer, der indeholder kaffebestanddele (organiske syrer, Maillard produkter, estere og heterocykler, for at nævne nogle få) ved 1,2 til 1,5 masseprocent (som i filterkaffe), og foretrækker også drikkevarer, der indeholder 8 til 10 vægtprocent (som i espresso). Koncentrationer uden for disse områder er udfordrende at udføre. Der er et begrænset antal teknologier, der opnår koncentrationer på 8 til 10 procent, espressomaskinen er den mest kendte.

Der er mange måder, selvom, for at opnå en drik, der indeholder 1,2 til 1,5 procent kaffe. En hæld over, Tyrkisk, arabisk, Aeropress, fransk presse, sifon eller batchbryg (dvs. almindeligt dryp)-apparat – hver producerer kaffe, der smager godt omkring disse koncentrationer. Disse brygmetoder har også en fordel i forhold til deres espresso-modstykke:De er billige. En espressomaskine kan fremstille en drik med denne koncentration:Americano, som blot er et espressoshot fortyndet med vand til koncentrationen af ​​filterkaffe.

Alle disse metoder resulterer i nogenlunde samme mængde kaffe i koppen. Så hvorfor kan de smage så forskelligt?

Når kaffe møder vand

Der er to familier af bryggeanordninger inden for lavkoncentrationsmetoderne - dem, der helt nedsænker kaffen i bryggevandet, og dem, der flyder vandet gennem kaffelejet.

Fra et fysisk perspektiv, Den største forskel er, at temperaturen på kaffepartiklerne er højere i systemet med fuld nedsænkning. Den langsomste del af kaffeekstraktion er ikke den hastighed, hvormed forbindelser opløses fra den partikelformede overflade. Hellere, det er den hastighed, hvormed kaffesmag bevæger sig gennem den faste partikel til grænsefladen mellem vand og kaffe, og denne hastighed øges med temperaturen.

En højere partikeltemperatur betyder, at flere af de velsmagende forbindelser fanget i kaffepartiklerne vil blive ekstraheret. Men højere temperatur lader også flere af de uønskede forbindelser opløses i vandet, også. Specialty Coffee Association præsenterer et smagshjul, der hjælper os med at tale om disse smagsvarianter – fra grøn/vegetativ eller papiragtig/muggen til brun farin eller tørret frugt.

Pour-overs og andre gennemstrømningssystemer er mere komplekse. I modsætning til fuld nedsænkningsmetoder, hvor tiden styres, Gennemstrømningsbrygtiden afhænger af malestørrelsen, da grunden styrer flowhastigheden.

Vand-til-kaffe-forholdet har betydning, også, i bryggetiden. Blot at male mere fint for at øge ekstraktion ændrer uvægerligt bryggetiden, da vandet siver langsommere gennem finere grunde. Man kan øge vand-til-kaffe-forholdet ved at bruge mindre kaffe, men efterhånden som kaffemassen reduceres, bryggetiden falder også. Optimering af filterkaffebrygning er derfor multidimensionel og mere vanskelig end fuld nedsænkningsmetoder.

Andre variabler at prøve at kontrollere

Selvom du kan optimere din brygmetode og dit apparat til præcist at efterligne din yndlingsbarista, der er stadig en næsten sikker chance for, at dit hjemmebryg smager anderledes end cafeens. Der er tre finesser, der har en enorm indflydelse på kaffekvaliteten:vandkemi, partikelstørrelsesfordeling produceret af kværnen og kaffens friskhed.

Først, vandkemi:givet kaffe er en sur drik, surhedsgraden i dit bryggevand kan have en stor effekt. Brygvand, der indeholder lave niveauer af både calciumioner og bicarbonat (HCO₃⁻) – dvs. blødt vand – vil resultere i en meget sur kop, nogle gange beskrevet som sur. Brygvand, der indeholder høje niveauer af HCO₃⁻ – typisk, hårdt vand – vil producere en kalkholdig kop, da bikarbonatet har neutraliseret de fleste smagsgivende syrer i kaffen.

Ideelt set ønsker vi at brygge kaffe med vand, der indeholder kemi et sted i midten. Men der er en god chance for, at du ikke kender bikarbonatkoncentrationen i dit eget postevand, og en lille ændring gør en stor forskel. For at smage virkningen, prøv at brygge kaffe med Evian – et af flaskevand med den højeste bikarbonatkoncentration, ved 360 mg/L.

Partikelstørrelsesfordelingen din kværn producerer er kritisk, også.

Enhver kaffeentusiast vil med rette fortælle dig, at bladkværne er ugunstige, fordi de producerer en tilsyneladende tilfældig partikelstørrelsesfordeling; der kan være både pulver og i det væsentlige hele kaffebønner, der eksisterer side om side. Alternativet, en gratkværn, har to stykker metal med tænder, der skærer kaffen i gradvist mindre stykker. De tillader kun jordpartikler gennem en åbning, når de er små nok.

Der er uenighed om, hvordan man optimerer slibeindstillingerne, når man bruger en gratsliber, selvom. En tankegang støtter at male kaffen så fint som muligt for at maksimere overfladearealet, som lader dig udvinde de lækreste smage i højere koncentrationer. Den rivaliserende skole går ind for at male så groft som muligt for at minimere produktionen af ​​fine partikler, der giver negativ smag. Det måske mest nyttige råd her er at bestemme, hvad du bedst kan lide baseret på din smagspræference.

Endelig, selve kaffens friskhed er afgørende. Brændt kaffe indeholder en betydelig mængde CO₂ og andre flygtige stoffer fanget i den faste kaffematrix:Over tid vil disse gasformige organiske molekyler undslippe bønnen. Færre flygtige stoffer betyder en mindre smagfuld kop kaffe. De fleste cafeer serverer ikke kaffe mere end fire uger efter ristningsdatoen, understreger vigtigheden af ​​at bruge friskristede bønner.

Man kan mindske forældelseshastigheden ved at afkøle kaffen (som beskrevet af Arrhenius-ligningen). Selvom du ikke bør køle din kaffe i en åben beholder (medmindre du ønsker fiskefingerbryg), opbevaring af kaffe i en lufttæt beholder i fryseren vil forlænge friskheden betydeligt.

Så du skal ikke have det dårligt med, at din omhyggeligt bryggede kop kaffe derhjemme aldrig holder til det, du køber i caféen. Der er en masse variabler - videnskabelige og andre - der skal skændes om for at producere en enkelt superlativ kop. Tag trøst med, at de fleste af disse variabler ikke er optimeret af en matematisk algoritme, men snarere efter nogens tunge. Det vigtigste er, at din kaffe smager godt for dig... bryg efter bryg.

Denne artikel blev oprindeligt publiceret på The Conversation. Læs den originale artikel.