https://frosthead.com

Keemia ja füüsika täiusliku kohvitassi taga

Kohv on käsitööstuses toodetud jookide hulgas ainulaadne, kuna õlletootjal on oluline roll selle kvaliteedis tarbimiskohas. Seevastu joodikud ostavad veiniõlut ja veini valmistoodetena; nende ainus tarbija kontrollitav muutuja on temperatuur, mille juures neid joote.

Seotud sisu

  • Smithsoniani asutuse asutaja mõtles välja, kuidas paremat tassi kohvi valmistada

Miks on nii, et kohvikus, mida kohvikus valmistab barista, maitseb alati erinev kui samad kodus pruulitud oad?

Võib-olla jääb nende aastatepikkune väljaõpe alla, kuid tõenäolisem on nende võime rakendada keemia ja füüsika põhimõtteid. Olen päevast päeva keemiatehnik ja siin kehtivad paljud füüsikalised kaalutlused, mida ma rakendan teiste tahkete ainete suhtes. Maitsva tassi valmistamisel on määrava tähtsusega temperatuurimuutujad, veekeemia, osakeste suuruse jaotus, vee ja kohvi suhe, aeg ja mis kõige tähtsam - rohelise kohvi kvaliteet. See, kuidas me neid muutujaid kontrollime, võimaldab seda tassi korrata.

Kui tugev tass joe?

Lisaks psühholoogilisele ja keskkonnaalasele panusele, miks barista valmistatud kohvitass kohvikus nii hea maitseb, peame kaaluma ka õlle valmistamise meetodit.

Tundub, et meile, inimestele, meeldivad joogid, mis sisaldavad kohvi koostisosi (orgaanilised happed, Maillardi tooted, estrid ja heterotsüklid) massiprotsentides 1, 2–1, 5 (nagu filtrikohvis), ning eelistavad ka jooke, mis sisaldavad 8–10 protsenti massist mass (nagu espressos). Nendest vahemikest väljaspool asuvate koondumiste täitmine on keeruline. On piiratud arv tehnoloogiaid, mis saavutavad kontsentratsiooni 8–10 protsenti, espressomasin on kõige tuttavam.

kohvi-keeduklaasis.jpg Teadus aitab kohvi optimeerida. (Chris Hendon, CC BY-ND)

1, 2–1, 5 protsenti kohvi sisaldava joogi saavutamiseks on siiski palju viise. Läbilaske-, türgi-, araabia-, aeropress-, prantsuse ajakirjandus-, sifooni- või portsjonpruulimisseade (see tähendab tavalist tilgutit) - igaüks neist toodab kohvi, mis nende kontsentratsioonide ümber maitseb hästi. Nendel keetmismeetoditel on eelis ka espressomasina ees: Need on odavad. Espressomasin võib toota selle kontsentratsiooniga jooki: Americano, mis on lihtsalt espresso, mis on lahjendatud veega filtrikohvi kontsentratsioonini.

Kõigi nende meetodite tulemuseks on tassis kohvi umbes sama palju. Miks nad saavad nii erinevaid maitseid tunda?

Kui kohv kohtub veega

Madala kontsentratsiooniga meetodites on kaks keetmisseadmete perekonda - need, mis sukeldavad kohvi täielikult keeduvette, ja need, mis voolavad vett läbi kohvipõhja.

Füüsikalises plaanis on peamine erinevus selles, et kohviosakeste temperatuur on täieliku sukeldamise korral kõrgem. Kohvi ekstraheerimise aeglaseim osa ei ole ühendite tahkete osakeste pinnalt lahustumise kiirus. Pigem on see kiirus, millega kohvi maitse liigub läbi tahke osakese vee-kohvi liidesesse, ja seda kiirust suurendatakse temperatuuriga.

fail-20170926-13681-1ao0dih.jpg Kohvi maitsja maitseratas annab võimaluse nimetada joogis erinevaid maitseid.

Kõrgem osakeste temperatuur tähendab seda, et ekstraheeritakse rohkem kohviosakestesse kinni jäänud maitsvaid ühendeid. Kuid kõrgem temperatuur laseb ka vees lahustuda rohkematel soovimatutel ühenditel. Spetsiaalse kohvi liit esitleb maitseratast, mis aitab meil nendest maitsetest rääkida - rohelisest / vegetatiivsest või paberist / mustast kuni pruuni suhkru või kuivatatud puuviljadeni.

Üleminekud ja muud läbivoolusüsteemid on keerukamad. Erinevalt täieliku sukeldamise meetoditest, kus aeg on kontrollitud, sõltuvad läbivooluaja läbimise ajad jahvatatud suurusest, kuna pinnas juhib voolukiirust.

Vee ja kohvi suhe on oluline ka keetmise ajal. Ekstraheerimise suurendamiseks lihtsalt peenemaks jahvatamine muudab alati keetmisaega, kuna vesi imbub läbi peenemate pinnaste aeglasemalt. Vee ja kohvi suhet saab suurendada, kui kasutate vähem kohvi, kuid kuna kohvi mass väheneb, väheneb ka kohvi valmistamise aeg. Filtrikohvi valmistamise optimeerimine on seega mitmemõõtmeline ja keerukam kui täielik sukeldamine.

barista.jpg Mida nad teavad, et me ei tee? (Redd Angelo on Unsplash, CC BY)

Muud muutujad, mida proovida kontrollida

Isegi kui saate oma küpsetusmeetodit ja -seadet optimeerida, et see jäljendaks täpselt teie lemmikbaristit, on siiski peaaegu kindel võimalus, et teie kodune pruul maitseb kohviku omast erinevalt. Kohvi kvaliteedile on tohutult suur mõju kolmel peensusel: veekeemia, veski toodetav osakeste suurusjaotus ja kohvi värskus.

Esiteks, veekeemia: kuna kohv on happeline jook, võib teie keedetud vee happelisusel olla suur mõju. Pruulimisveest, mis sisaldab nii kaltsiumioonide kui ka vesinikkarbonaadi (HCO₃⁻) madalat taset - see tähendab pehmet vett - tekib väga happeline tass, mida mõnikord nimetatakse hapukaks. Pruulivesi, mis sisaldab kõrge HCO₃⁻ sisaldust - tavaliselt kõva vesi -, tekitab kriidist tassi, kuna vesinikkarbonaat on neutraliseerinud suurema osa kohvi maitsestavatest hapetest.

Ideaalis tahame kohvi keeta keemiat sisaldava veega kuskilt keskelt. Kuid on olemas hea võimalus, et te ei tunne vesinikkarbonaadi kontsentratsiooni oma kraanivees ja väike muudatus teeb selle suureks. Mõju maitsmiseks proovige pruulida kohvi Evianiga - ühe kõrgeima vesinikkarbonaadisisaldusega pudeliveega, kontsentratsiooniga 360 mg / L.

Teie veski toodetav osakeste suurus jaotus on samuti kriitiline.

Iga kohvihuviline ütleb teile õigesti, et teraveskid on ebasoovitavad, kuna nende osakeste suurus on näiliselt juhuslik; koos võib esineda nii pulbrit kui ka sisuliselt terveid kohviube. Sellel alternatiivil, jahvatajal, on kaks hammastega metallitükki, mis lõikavad kohvi järjest väiksemateks tükkideks. Need võimaldavad maapealseid osakesi läbi ava ainult siis, kui nad on piisavalt väikesed.

Jahvatatakse siiski, kuidas jahvatusseadeid optimeerida, kui kasutate jahvatusmasinat. Üks mõttekool toetab kohvi jahvatamist võimalikult peeneks, et pinda maksimaalselt suurendada, mis võimaldab teil maitsvaimad maitsed kõrgema kontsentratsiooniga eraldada. Rivaalide kool soovitab jahvatada võimalikult jämedalt, et minimeerida negatiivsete maitsetega peenete osakeste teket. Võib-olla on kõige kasulikum nõuanne oma maitse-eelistuse põhjal kindlaks teha, mis teile kõige rohkem meeldib.

Lõpuks on kohvi enda värskus ülioluline. Röstitud kohv sisaldab märkimisväärses koguses tahket kohvimaatriksisse lõksus olevat C02 ja muid lenduvaid aineid: Aja jooksul pääsevad need gaasilised orgaanilised molekulid oast välja. Vähem lenduvaid aineid tähendab vähem lõhnavat tassi kohvi. Enamik kohvikuid ei paku kohvi rohkem kui neli nädalat pärast röstimiskuupäeva, rõhutades värskelt röstitud ubade kasutamise tähtsust.

Varastamiskiirust saab leevendada kohvi jahutamisega (nagu on kirjeldatud Arrheniuse võrrandis). Kuigi te ei tohiks oma kohvi avatud anumas jahutada (välja arvatud juhul, kui soovite kala näpuotsa), pikendab kohvi hoidmine õhukindlas anumas sügavkülmas märkimisväärselt värskust.

Nii et ärge tundke halvasti, et teie kodus hoolikalt keedetud kohvitass ei kohvi kunagi kohvikus ostmata. Muutujaid on palju - nii teaduslikke kui ka muid -, mida tuleb ühe ülivõrre tassi saamiseks keerutada. Võtke lohutuseks, et enamikku neist muutujatest ei optimeeri mingid matemaatilised algoritmid, vaid kellegi keel. Kõige tähtsam on see, et teie kohv maitseks teile hästi ... pärast pruulimist keeta.

See artikkel avaldati algselt lehel The Conversation. Christopher H. Hendon, Oregoni ülikooli arvutuslike materjalide ja keemia abiprofessor Vestlus
Keemia ja füüsika täiusliku kohvitassi taga