Приготовление эспрессо — это не банальная фильтрация горячей воды через измельчённые зёрна, а сложный процесс, в котором переплетаются физика и химия, а конечный результат зависит от множества переменных.
Одним из наиболее значимых явлений, влияющих на конечный вкус, является каналирование — ситуация, когда вода проходит через кофейную таблетку неравномерно, образуя своеобразные «тропы» и снижая степень экстракции.
Группа учёных из Варшавского университета изучила природу этого эффекта и представила свои выводы на Глобальном саммите Американского физического общества, прошедшем в Анахайме, штат Калифорния.
Стандарты, установленные Specialty Coffee Association, предусматривают строгие параметры приготовления эспрессо — вода температурой 92-95 °C проходит через 7-9 граммов молотого кофе под высоким давлением в течение 20-30 секунд. Однако в реальности бариста часто корректируют условия заваривания, что приводит к вариациям вкуса.
Каналирование нарушает процесс равномерной экстракции, т. к. вода проникает преимущественно через участки с наименьшим сопротивлением, оставляя часть кофейной таблетки практически нерастворённой. Это снижает содержание экстрагированных веществ и негативно сказывается на вкусовых характеристиках напитка.
Ранее Кристофер Хендон из Университета Орегона провёл исследования, показавшие, что наилучших результатов можно добиться, используя меньший объём кофе, более крупный помол и сокращённое количество воды. В последующих экспериментах его команда выяснила, что предварительное увлажнение зёрен перед помолом уменьшает статическое электричество, предотвращает слипание частиц и способствует более равномерному распределению воды в кофейной таблетке.
Новое исследование, проведённое физиками из Варшавского университета под руководством Мацея Лисицкого, сосредоточилось на механических процессах, происходящих в момент заваривания. Участники проекта рассматривали эспрессо как реактивный поток, проходящий через изменяющуюся во время экстракции пористую структуру.
Эксперименты начинались с бытовой кофемашины, но позже учёные перешли к профессиональному оборудованию. В сотрудничестве с польской компанией Coffeelab и крупнейшим поставщиком кофейных аппаратов CoffeeMachineSale специалисты использовали эспрессо-машину с датчиками давления, расходомерами и весами. Благодаря специализированному программному обеспечению удавалось точно контролировать параметры подачи воды и давления внутри кофейной таблетки.
Применяя методы спектроскопии для анализа кофейных растворов, исследователи подтвердили, что каналирование действительно снижает уровень экстракции. При этом, вопреки распространённому мнению, оно не влияет на общий поток воды. Это объясняется тем, что под давлением около 10 атмосфер кофейная таблетка уплотняется и расширяется, оказывая сопротивление движению жидкости.
Ещё по теме: