Sådan brygger du den perfekte kop kaffe ved hjælp af kemi og fysik

Kaffen er unik blandt håndværksmæssige drikkevarer, idet bryggeren spiller en vigtig rolle i sin kvalitet på forbrugsstedet. I modsætning hertil drikker drikker øl og vin som færdige produkter; Deres eneste forbrugerstyrede variabel er den temperatur, hvor du drikker dem.

Hvorfor smager den kaffe, der produceres af en barista på en cafe, altid anderledes end de samme bønner, der brygges hjemme?

Det kan være nede på deres års træning, men mere sandsynligt er det deres evne til at udnytte principperne om kemi og fysik. Jeg er en kemikemi om dagen og mange af de fysiske overvejelser, jeg søger om andre faste stoffer, gælder her. Variabelerne af temperatur, vandkemi, partikelstørrelsesfordeling, forhold mellem vand til kaffe, tid og måske vigtigst af alt, kvaliteten af ​​den grønne kaffe spiller alle vigtige roller i at producere en velsmagende kop. Sådan kontrollerer vi disse variabler, der gør det muligt for kopen at reproduceres.

Hvor stærk en kop af Joe?

Ud over de psykologiske og miljømæssige bidrag til, hvorfor en barista-forberedt kop kaffe smager så godt i caféen, skal vi overveje selve brygningsmetoden.

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

Der er dog mange måder at opnå en drink, der indeholder 1,2 til 1,5 procent kaffe. En pour-over, tyrkisk, arabisk, Aeropress, fransk presse, siphon eller batch brygge (det er regelmæssigt dryp) apparater - hver producerer kaffe, der smager godt omkring disse koncentrationer. Disse brygningsmetoder har også en fordel over deres espresso modstykke: De er billige. En espressomaskine kan producere en drik af denne koncentration: Americano, som kun er et espresso-skud, fortyndet med vand til koncentrationen af ​​filterkaffe.

Se også: Kaffeforskere Find et optimalt antal kopper til et sundt hjerte

Alle disse metoder resulterer i omtrent samme mængde kaffe i koppen. Så hvorfor kan de smag så anderledes?

Når kaffe møder vand

Der er to brygningsfamilier inden for lavkoncentrationsmetoderne - dem, der helt nedsænker kaffen i bryggevandet og dem, som strømmer vandet gennem kaffebesken.

Fra et fysisk synspunkt er den væsentligste forskel, at kaffedimataturs temperatur er højere i det fulde nedsænkningssystem. Den langsommere del af kaffeekstraktion er ikke den hastighed, hvormed forbindelser opløses fra partikeloverfladen. Det er snarere den hastighed, hvormed kaffens smag bevæger sig gennem den faste partikel til vand-kaffefladen, og denne hastighed forøges med temperatur.

En højere partikelformet temperatur betyder, at flere af de velsmagende forbindelser, der er fanget i kaffepartiklerne, vil blive ekstraheret. Men højere temperatur tillader også flere af de uønskede forbindelser opløses i vandet. The Special Coffee Association præsenterer et smagshjul, der hjælper os med at tale om disse smagsoplevelser - fra grøn / vegetativ eller papery / muggen igennem til brunt sukker eller tørret frugt.

Hældninger og andre gennemstrømningssystemer er mere komplekse. I modsætning til fulde nedsænkningsmetoder, hvor tiden styres, afhænger gennemstrømningstiderne af grindstørrelsen, da grunde styrer strømningshastigheden.

Vandet-til-kaffe-forholdet betyder også i bryggetiden. Det er simpelt at male mere fint for at øge udvindingen, og det ændrer altid bryggetiden, da vandet siver langsommere gennem finere grunde. Man kan øge forholdet mellem vand og kaffe ved at bruge mindre kaffe, men efterhånden som kaffemassen reduceres, falder bryggetiden også. Optimalisering af filterkonserves er derfor multidimensional og mere vanskelig end fuld nedsænkning.

Andre variabler at forsøge at kontrollere

Selvom du kan optimere din brygningsmetode og apparat for præcist at efterligne din favorit barista, er der stadig en næsten sikker chance for, at dit hjemmebryggeri smager anderledes end cafeens. Der er tre finesser, der har stor indvirkning på kaffekvaliteten: vandkemi, partikelstørrelsesfordeling produceret af kværnen og kaffefylde.

Først vandkemi: Med kaffe er en sur drik, kan surheden af ​​dit brygvand have stor effekt. Brygger vand indeholdende lave niveauer af både calciumioner og bicarbonat (HCO3-) - det vil sige blødt vand - vil resultere i en meget sur kop, der undertiden beskrives som sur. Brygger vand indeholdende høje niveauer af HCO3 - - typisk hårdt vand - vil producere en kalkholdig kop, da bicarbonatet har neutraliseret de fleste smagsfulde syrer i kaffen.

Ideelt set ønsker vi at brygge kaffe med vand indeholdende kemi et eller andet sted i midten. Men der er en god chance for, at du ikke kender bicarbonatkoncentrationen i dit eget ledningsvand, og en lille ændring gør en stor forskel. For at smage effekten, prøv at brygge kaffe med Evian - et af de højeste bikarbonatkoncentrationsflaskevand ved 360 mg / L.

Den partikelstørrelsesfordeling, du producerer, er også kritisk.

Enhver kaffe entusiast vil med rette fortælle dig, at knivslibere er uforskammet, fordi de producerer en tilsyneladende tilfældig partikelstørrelsesfordeling; der kan være både pulver og i det væsentlige hele kaffebønner sameksisterende. Alternativet, en burrmølle, har to stykker metal med tænder, der skærer kaffen til gradvist mindre stykker. De tillader jordpartikler gennem en blænde kun, når de er små nok.

Der er dog tvivl om, hvordan man optimerer grindindstillingerne, når man bruger en grøntkværn. En tankegang støtter slipning af kaffen så fint som muligt for at maksimere overfladearealet, som giver dig mulighed for at udvinde de mest lækre smag i højere koncentrationer. Den rivaliserende skole fortaler at male så grov som muligt for at minimere produktionen af ​​fine partikler, der giver negativ smag. Måske er den mest nyttige rådgivning her at bestemme, hvad du kan lide bedst baseret på din smag præference.

Endelig er friskheden af ​​selve kaffen 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 vil ikke servere kaffe mere end fire uger ud af steketidspunktet og understrege vigtigheden af ​​at bruge friskbrændte bønner.

Se også: IBM-patentplaner til at levere kaffe til dig via Drone, efter at du har læst dit sind

Man kan afbøde satsen ved at afkøle kaffen (som beskrevet af Arrhenius ligningen). Mens du ikke skal slappe af din kaffe i et åbent fartøj (medmindre du vil have fiskfingebrygger), vil opbevaring af kaffe i en lufttæt beholder i fryseren betydeligt forlænge friskheden.

Så føl dig ikke dårligt, at din omhyggeligt brygede kop kaffe hjemme aldrig stabler op til hvad du køber på caféen. Der er mange variabler - videnskabeligt og ellers - der må vredes for at producere en enkelt superlativ kop. Vær sikker på, at de fleste af disse variabler ikke optimeres af en matematisk algoritme, men snarere af en persons tunge. Det vigtigste er, at din kaffe smager dig godt … bryg efter brew.

Denne artikel blev oprindeligt udgivet på The Conversation af Christopher H. Hendon. Læs den oprindelige artikel her.