วิธีชงกาแฟที่สมบูรณ์แบบโดยใช้เคมีและฟิสิกส์

กาแฟมีความโดดเด่นในหมู่เครื่องดื่มศิลปะโดยที่ผู้ผลิตเบียร์มีบทบาทสำคัญต่อคุณภาพของกาแฟ ณ จุดที่บริโภค ในทางตรงกันข้ามนักดื่มซื้อเบียร์สดและไวน์เป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ตัวแปรที่ผู้บริโภคควบคุมเท่านั้นคืออุณหภูมิที่คุณดื่ม

ทำไมกาแฟที่ผลิตโดยนักบาริสต้าที่ร้านกาแฟมักมีรสชาติที่แตกต่างจากเมล็ดกาแฟที่ผลิตเองที่บ้านเสมอ

อาจลดลงถึงปีที่ผ่านการฝึกอบรม แต่เป็นไปได้มากกว่าที่พวกเขาจะสามารถควบคุมหลักการทางเคมีและฟิสิกส์ได้ ฉันเป็นนักเคมีด้านวัสดุในแต่ละวันและมีการพิจารณาทางกายภาพหลายอย่างที่ฉันใช้กับของแข็งอื่น ๆ ที่นี่ ตัวแปรอุณหภูมิเคมีน้ำการกระจายขนาดอนุภาคอัตราส่วนของน้ำต่อกาแฟเวลาและที่สำคัญที่สุดคุณภาพของกาแฟสีเขียวล้วนมีบทบาทสำคัญในการผลิตถ้วยอร่อย มันเป็นวิธีที่เราควบคุมตัวแปรเหล่านี้ที่อนุญาตให้ทำซ้ำได้

ถ้วยของโจแข็งแกร่งแค่ไหน?

นอกเหนือจากการมีส่วนร่วมทางจิตวิทยาและสิ่งแวดล้อมว่าทำไมกาแฟที่ปรุงโดยบาริสต้าจึงมีรสชาติดีในร้านกาแฟเราต้องพิจารณาวิธีการชงด้วยตัวเอง

มนุษย์เราดูเหมือนจะชอบเครื่องดื่มที่มีส่วนประกอบของกาแฟ (กรดอินทรีย์ผลิตภัณฑ์ Maillard, esters และ heterocycles เพื่อตั้งชื่อไม่กี่) ที่ 1.2 ถึง 1.5 เปอร์เซ็นต์โดยมวล (เช่นในกาแฟกรอง) และยังชอบเครื่องดื่มที่มี 8 ถึง 10 เปอร์เซ็นต์ โดยมวล (เช่นในเอสเพรสโซ) ความเข้มข้นนอกช่วงเหล่านี้มีความท้าทายในการดำเนินการ มีเทคโนโลยีจำนวน จำกัด ที่มีความเข้มข้น 8 ถึง 10 เปอร์เซ็นต์เครื่องทำกาแฟเอสเปรสโซ่เป็นที่คุ้นเคยที่สุด

อย่างไรก็ตามมีหลายวิธีในการบรรลุเครื่องดื่มที่มีกาแฟ 1.2 ถึง 1.5 เปอร์เซ็นต์ เครื่องชงแบบเทตุรกีตุรกีอาหรับเครื่องกดฝรั่งเศสเครื่องกาลักน้ำหรือเครื่องทำแบทช์ (นั่นคือหยดปกติ) - แต่ละเครื่องผลิตกาแฟที่มีรสชาติดีในระดับความเข้มข้นเหล่านี้ วิธีการชงเหล่านี้ยังมีความได้เปรียบกว่ากาแฟเอสเพรสโซ่ของพวกเขา: พวกเขามีราคาถูก เครื่องชงกาแฟสามารถผลิตเครื่องดื่มที่มีความเข้มข้นนี้: Americano ซึ่งเป็นเพียงเอสเพรสโซชอทที่เจือจางด้วยน้ำตามความเข้มข้นของกาแฟกรอง

ดูเพิ่มเติมที่: นักวิทยาศาสตร์กาแฟค้นหาจำนวนถ้วยที่เหมาะสมสำหรับหัวใจที่แข็งแรง

วิธีการทั้งหมดเหล่านี้ส่งผลให้ปริมาณกาแฟในถ้วยประมาณเท่ากัน แล้วทำไมพวกเขาถึงได้ลิ้มรสที่แตกต่างกัน

เมื่อกาแฟพบกับน้ำ

มีสองครอบครัวของอุปกรณ์การต้มเบียร์ภายในวิธีการที่มีความเข้มข้นต่ำ - ผู้ที่ดื่มกาแฟในน้ำกลั่นและที่ไหลของน้ำผ่านเตียงกาแฟ

จากมุมมองทางกายภาพความแตกต่างที่สำคัญคืออุณหภูมิของอนุภาคกาแฟสูงกว่าในระบบการแช่แบบเต็ม ส่วนที่ช้าที่สุดของการสกัดกาแฟไม่ใช่อัตราที่สารประกอบละลายจากผิวอนุภาค แต่เป็นความเร็วที่รสชาติกาแฟเคลื่อนที่ผ่านอนุภาคของแข็งไปยังส่วนต่อประสานน้ำกับกาแฟและความเร็วนี้เพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิ

อุณหภูมิของอนุภาคสูงขึ้นหมายความว่าสารที่มีรสอร่อยติดอยู่ภายในอนุภาคกาแฟจะถูกแยกออก แต่อุณหภูมิที่สูงขึ้นก็ทำให้สารประกอบที่ไม่ต้องการละลายในน้ำได้เช่นกัน สมาคมกาแฟพิเศษนำเสนอวงล้อรสเพื่อช่วยให้เราพูดคุยเกี่ยวกับรสชาติเหล่านี้ - จากสีเขียว / พืชหรือ papery / musty ผ่านน้ำตาลทรายแดงหรือผลไม้แห้ง

ระบบโอเวอร์ - โอเวอร์และไหลผ่านอื่น ๆ มีความซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งแตกต่างจากวิธีการแช่เต็มรูปแบบที่มีการควบคุมเวลาเวลาเบียร์ไหลผ่านขึ้นอยู่กับขนาดบดเพราะพื้นที่ควบคุมอัตราการไหล

อัตราส่วนน้ำต่อกาแฟมีความสำคัญเช่นกันในเวลาชง เพียงแค่บดละเอียดมากขึ้นเพื่อเพิ่มการสกัดที่เปลี่ยนแปลงเวลาชงอย่างสม่ำเสมอเนื่องจากน้ำจะไหลช้าลงผ่านบริเวณที่ละเอียดกว่า เราสามารถเพิ่มอัตราส่วนน้ำต่อกาแฟโดยใช้กาแฟน้อยลง แต่เมื่อปริมาณกาแฟลดลงเวลาชงจึงลดลง การเพิ่มประสิทธิภาพของการต้มกาแฟกรองจึงเป็นหลายมิติและยุ่งยากกว่าวิธีการแช่แบบเต็ม

ตัวแปรอื่น ๆ ที่จะลองควบคุม

แม้ว่าคุณจะสามารถปรับวิธีการชงและเครื่องมือของคุณให้ดีที่สุดเพื่อเลียนแบบบาริสต้าที่คุณชื่นชอบอย่างแน่นอน แต่ก็ยังมีโอกาสใกล้ที่โรงเบียร์ที่บ้านของคุณจะได้ลิ้มรสที่แตกต่างจากร้านกาแฟของ มีสามรายละเอียดปลีกย่อยที่มีผลกระทบอย่างมากต่อคุณภาพกาแฟ: เคมีน้ำการกระจายขนาดอนุภาคที่ผลิตโดยเครื่องบดและความสดของกาแฟ

ขั้นแรกเคมีของน้ำ: กาแฟที่ให้มาเป็นเครื่องดื่มที่เป็นกรดความเป็นกรดของน้ำที่คุณชงจะมีผลอย่างมาก น้ำกลั่นที่มีระดับของไอออนแคลเซียมและไบคาร์บอเนต (HCO₃⁻) ในระดับต่ำนั่นคือน้ำอ่อนจะส่งผลให้เกิดถ้วยที่มีความเป็นกรดสูงซึ่งบางครั้งก็มีรสเปรี้ยว น้ำกลั่นที่มีส่วนผสมของHCO₃⁻ระดับสูง - โดยทั่วไปแล้วน้ำกระด้าง - จะผลิตถ้วยชอล์คเนื่องจากไบคาร์บอเนตมีกรดที่มีรสชาติที่เป็นกลางที่สุดในกาแฟ

เป็นการดีที่เราต้องการชงกาแฟด้วยน้ำที่มีสารเคมีอยู่ตรงกลาง แต่มีโอกาสดีที่คุณไม่ทราบถึงความเข้มข้นของไบคาร์บอเนตในน้ำประปาของคุณเองและการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยนั้นสร้างความแตกต่างอย่างมาก เพื่อลิ้มรสผลกระทบลองชงกาแฟกับ Evian ซึ่งเป็นหนึ่งในน้ำดื่มบรรจุขวดที่มีความเข้มข้นสูงสุดของไบคาร์บอเนตที่ 360 มก. / ลิตร

การกระจายขนาดอนุภาคของเครื่องบดของคุณเป็นสิ่งสำคัญเช่นกัน

ผู้ที่ชื่นชอบกาแฟทุกคนจะบอกคุณอย่างถูกต้องว่าเครื่องบดใบมีดไม่ได้ผลเพราะพวกมันผลิตการกระจายขนาดอนุภาคแบบสุ่ม อาจมีทั้งแบบผงและเมล็ดกาแฟทั้งเมล็ด อีกทางเลือกหนึ่งเครื่องบดเสี้ยนมีโลหะสองชิ้นพร้อมฟันที่ตัดกาแฟเป็นชิ้นเล็ก ๆ พวกเขาอนุญาตให้อนุภาคพื้นดินผ่านรูรับแสงเมื่อมีขนาดเล็กพอ

มีข้อโต้แย้งเกี่ยวกับวิธีปรับการตั้งค่าการบดให้เหมาะสมเมื่อใช้เครื่องบดเสี้ยน โรงเรียนแห่งความคิดแห่งหนึ่งสนับสนุนการบดกาแฟให้ละเอียดที่สุดเท่าที่จะทำได้เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวซึ่งจะช่วยให้คุณสามารถแยกรสชาติที่อร่อยที่สุดในระดับความเข้มข้นที่สูงขึ้น โรงเรียนคู่แข่งสนับสนุนการบดหยาบที่สุดเท่าที่จะทำได้เพื่อลดการผลิตอนุภาคละเอียดที่ให้รสชาติเชิงลบ บางทีคำแนะนำที่มีประโยชน์ที่สุดที่นี่คือการกำหนดสิ่งที่คุณชอบที่สุดตามรสนิยมของคุณ

ในที่สุดความสดของกาแฟนั้นมีความสำคัญ กาแฟคั่วประกอบด้วยCO₂จำนวนมากและสารระเหยอื่น ๆ ที่ติดอยู่ภายในเมทริกซ์กาแฟที่เป็นของแข็ง: เมื่อเวลาผ่านไปโมเลกุลของก๊าซอินทรีย์เหล่านี้จะหนีออกจากถั่ว สารระเหยน้อยลงหมายถึงกาแฟที่มีรสชาติน้อยลง ร้านกาแฟส่วนใหญ่จะไม่ให้บริการกาแฟเกินกว่าสี่สัปดาห์นับจากวันคั่วโดยเน้นความสำคัญของการใช้ถั่วคั่วสด

ดูเพิ่มเติมที่: สิทธิบัตรของไอบีเอ็มมีแผนที่จะส่งกาแฟให้คุณผ่านโดรนหลังจากอ่านใจคุณแล้ว

หนึ่งสามารถลดอัตราการ staling โดยเย็นกาแฟ (ตามที่อธิบายโดยสมการ Arrhenius) ในขณะที่คุณไม่ควรทำใจให้สบายกาแฟในภาชนะเปิด (ยกเว้นกรณีที่คุณต้องการทำฟิงเกอร์ปลา) การจัดเก็บกาแฟไว้ในภาชนะบรรจุภัณฑในตู้เย็นจะช่วยยืดอายุความสดของคุณได้อย่างมาก

ดังนั้นอย่ารู้สึกแย่ที่กาแฟที่ชงอย่างระมัดระวังที่บ้านของคุณจะไม่มีวันหยุดซ้อนกับสิ่งที่คุณซื้อที่ร้านกาแฟ มีตัวแปรมากมาย - ทางวิทยาศาสตร์และอื่น ๆ - ที่จะต้องมีการถกเถียงกันในการผลิตถ้วยชั้นเยี่ยมเดียว ใช้ความสบายใจว่าตัวแปรเหล่านี้ส่วนใหญ่ไม่ได้รับการปรับให้เหมาะสมโดยอัลกอริทึมทางคณิตศาสตร์บางอย่าง แต่ใช้ภาษาของใครบางคน สิ่งที่สำคัญที่สุดคือกาแฟของคุณมีรสชาติที่ดีสำหรับคุณ … ชงหลังจากชง

บทความนี้ถูกตีพิมพ์ครั้งแรกใน The Conversation โดย Christopher H. Hendon อ่านบทความต้นฉบับที่นี่