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何如创造一杯让打工人和煦的咖啡?来用这些科学冲泡手法

2024-01-30 16:36:49
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  困扰于本身做的咖啡老是滋味不宁静,你或者需求阐明哪些身分对韵味有影响,并对合系参数做更精准的驾御变量。令人欣慰的是,咖啡韵味的调控也是学术界体贴的话题,许多科研处事家正正在帮你处分这些题目。

  无论西方照旧东方全国,咖啡都曾经成为很多人的平常口粮。与守旧的茶文明将茶叶浸泡饮用分别,主流的咖啡造备工艺流程是将咖啡豆研磨成粉,再用热水冲过咖啡粉萃取获取。品鉴时,少了吐茶叶入杯的老干部神态,多了吞残留咖啡粉入口的社畜风貌。

  现在,忙里偷闲的打工人不息探求加倍甘旨与宁静的咖啡韵味,结果却只算差硬汉意。本文将从咖啡的韵味、口感、浓度需求动身,钻探咖啡口胃精准驾御的门径计谋,以期帮帮读者做一杯加倍宁静而完满的咖啡。

  正在我还对比习气惺惺作态的时间,测试考虑过图1所示的咖啡韵味轮盘。祈望正在接过一杯50mL、刚才用9bar压强萃取(化学上的“萃取”多用来透露液体/液体溶出离散,咖啡则是“固-液”萃取,化学上用“浸取”表达为主。)出来的意式浓缩时,疾速吮吸入口,然后并得出诸如“前调有坚果和黑巧克力的滋味,后调则有明明的柑橘韵味”之类的结论。

  但现正在,我只能爱提前点好一杯跟生计一律苦的冰美式,一饮而尽。掷开或者并非全面人都能离此表繁复的咖啡韵味轮盘,咖啡自身的滋味确实是繁复而诱人的,由于咖啡液中就包括了抢先2000种分子。如图2所示,除了最直接被需求的分子以表,百般芬芳类分子、有机酸分子、碳水化合物、脂类等归纳正在一同组成了咖啡的韵味,比如异丁醛供给了辣味,乙醛带来了生果香味,呋喃酮会让咖啡爆发还甘,而吡嗪类则给咖啡带来泥土的滋味,等等。这些酸、苦、涩、生果香味等滋味,以及少少酯类供给的顺滑的口感,协同酿成了咖啡的韵味。而咖啡豆种类、产地的分别天然不问可知,各式咖啡豆的经管体例,如水洗、日晒、烘焙温度与光阴、发酵水平等,城市影响咖啡豆中的各式因素与其比例。这正在精品咖啡店中尤为要紧——很多非常的豆子搭配熟练的咖啡师,才让咱们喝到一杯充满惊喜的咖啡。

  图2 咖啡中代表性分子[1]。除表,还包含含硫有机物、醛酮类、酚类、呋喃类以及吡嗪等浩瀚有机物。

  采购一台咖啡机从而便本地正在家或办公室随时造造咖啡,是不少人的拣选。这能够更好地依据自己爱好调控咖啡的口胃,也比每天去咖啡店购置撙节本钱。令人颓靡的是,本身用咖啡机做的虽然难与精品咖啡店的产物相媲美,乃至相较运用同样咖啡豆的连锁咖啡店的产物也有不幼的差异。况且运用同样的机械、同样的咖啡豆冲泡,做出的咖啡口胃也难以宁静。(口胃无法预测的咖啡,加上变脸比川剧还速的率领,让社畜们的生计趁火劫掠。)

  那么,有没有手段用家用咖啡机做出宁静而甘旨的咖啡呢?有的。对待大大都咖啡机而言,根蒂的咖啡产物是意式浓缩(Espresso)。进程简便调造,意式浓缩又天然衍生出美式、拿铁等种类。所以,要是操作了造备意式浓缩的主旨技巧,就能够正在各式花式咖啡中遥遥当先。意式浓缩做法很简便,把15-22g咖啡豆磨成粉,铺满粉碗中压实,再用9-10bar的压强注入92-95℃的热水至粉碗当中,搜罗30-60g的咖啡液即可。彷佛只需求驾御好上述压强、温度、体积等变量,咖啡的口感和韵味该当很宁静才对。

  可惜的是,无误的压强、温度驾御需求繁复的呆板构造和腾贵的传感器,比如念要无误、宁静地驾御出水温度,就需求保温功能好、加热宁静的汽锅来供给热水,所以唯有价钱腾贵的商用咖啡性能够相对无误地驾御上述身分,家用咖啡机实质的处事形态往往因为功能不够而爆发不幼的缺点。但不要紧,本身的咖啡机便是特意为本身任事的,通过驾御变量的门径,咱们总能把本身的咖啡机打变成为本身造造“特调”咖啡的利器。

  2020年,美国俄勒冈大学的Christopher H. Hendon和朴次茅斯大学的Jamie M. Foster正在Matter杂志揭橥论文,报道了一个能够体例优化意式浓缩的数学模子。如图3所示,要是把意式浓缩的造备进程看作一个化工萃取进程,那么萃取产生的园地便是充满咖啡粉的粉碗,而咖啡的造备进程便是从咖啡粉中萃取出来韵味因素至咖啡液,萃取至咖啡液中的物质占干咖啡豆的重量比被界说为萃取率(extraction yield,EY)。

  依照特种咖啡协会(Specialty Coffee Association,SCA)的倡导,意式浓缩该当有17-23%的萃取率,抢先23%的萃取率时,咖啡会偏苦;而低于17%的萃取率时,咖啡会偏酸。明显,咖啡粉的研磨环境、萃取热水的压强、咖啡粉的用量会直接影响到最终咖啡的萃取率,以及咖啡的口感。

  起初是研磨咖啡豆。依据Hendon的模子,如图4所示,用磨豆机将咖啡豆磨碎,其颗粒越细,则萃取率越大。这很契合直觉,由于越细的颗粒,总轮廓积越大,越容易把咖啡粉中的韵味物质萃取出来(图4C中的蓝线)。而模子还依据实质环境举行了修改,由于正在施行中,跟着磨豆机配置的生机粒径越来越幼,并非全面的咖啡豆都能被平均地磨细,总有少少相对较大的颗粒没有被磨至生机粒径。正在热水冲调时,这些大颗粒与水、其他细粉的彼此用意不尽不异,酿成个人窒息的流体。(对待个人窒息流体,Hendon模子用图4C中的黄线来举行了透露。)

  正在试验中,当磨豆机配置颗粒较细时,实质萃取率(圆圈)更贴近个人窒息流体;而当配置颗粒较粗的时间,因为个人窒息情景不复存正在,实质萃取率(圆圈)更贴近轨范流体。

  图4 (A-B)咖啡粉的粒径分散;(C)固定萃取压力至6bar环境下,咖啡粉研磨粗细与萃取率的联系。蓝线是轨范流体模子,即颗粒越细,萃取率越高;黄线是个人窒息的流体模子,即有大有幼的咖啡粉环境下,流体不会平均流下。圈圈为实质环境,细研磨环境下贴近黄线,粗研磨环境下贴近蓝线。

  造造咖啡的另一个要害题目是,要用多少咖啡粉?如图5所示,咖啡粉的量越大,则咖啡的萃取率越低。这有点反直觉,结果粉越多,咖啡该当越浓才对啊,若何会萃取率越低呢?实质上,咖啡粉越多,做出的意式浓缩相信会加倍芳香;但对待悉数咖啡粉而言,萃取出来的物质所占咖啡粉的比例降落了。这意味着要是咖啡粉放得多,相对较粗的研磨水平,就能够获取芳香的(粉多)偏酸(萃取率低)的意式浓缩;也能够用相对较少的咖啡粉,造造出对比淡(粉少)但偏苦的咖啡(萃取率高)。

  至于为什么萃取率会影响到韵味,熔化度或者是要害身分之一。咖啡中酸性的物质,如奎宁酸的熔化度较大,所以很容易熔化出来,正在较低的萃取率下也会大个人溶出;而对待少少偏苦的韵味物质,如苯基林丹(phenylindane)、奎尼内酯(quinides)则熔化度偏幼,正在较高的萃取率下才具溶出。故而低萃取率偏酸而高萃取率偏苦。

  图5(A)粉量与萃取率的联系:粉越多,萃取率越低(但咖啡或者越浓);(B)压强与萃取率的联系:压强越大,萃取率越低(但或者带出更多不易溶于水的韵味物质)。

  另一个风趣的事变是萃取压强与萃取率、韵味的联系。如图5(B)所示,因为驾御了咖啡液的总量为40g,更高的萃取压强意味着水流速速,水疾速流过咖啡粉,天然萃取率偏低。但对待咖啡中非常的韵味物质而言,有些熔化度至极幼,它们是被流过的热水带出来而非熔化出来的(就像洗手,水把某些污垢带走,而非熔化正在水里),所以正在施行中加倍高的萃取压强往往会带来加倍充分的滋味,也需求更细的咖啡粉来搭配获取中和的口感。

  对待本身的家用咖啡机而言,咱们曾经操作了调控滋味的要害。增添粉量能够擢升浓度,增添压强能够进步滋味充分水平,而驾御研磨粒径能够调控萃取率——当认为咖啡滋味偏酸的时间,就把粉研磨细少少,并削减粉量;要是认为浓度不敷苦,就增添粉量,用压强来驾御酸度。要是念要非常归纳的韵味,那么乃至能够用分别参数做两杯,然后混正在一同。如图6所示,咱们能够用较少的咖啡粉、较粗的研磨颗粒,获取不太浓、苦味比例高的一杯浓缩咖啡(绿点);再用较多的咖啡粉、更高的研磨颗粒,获取酸度对比高、浓度高的另一杯浓缩咖啡(紫点)。二者同化之后,就能够获取酸度、苦度对比中和的双倍意式浓缩。比本身的生计更苦,比看别人的年终奖更酸。

  图6 归纳韵味能够用紫色+绿色的两杯混正在一同获取。又酸又苦,生计可是如斯。

  咱们或者曾经浮现,研磨彷佛是咖啡造造中驾御最为繁复的一环。俄勒冈大学的Christopher H. Hendon等人正在2024年1月出书的Matter杂志进取一步协商了研磨对咖啡粉的摩擦生电题目。[3]真相上,正在咖啡研磨进程中,因为咖啡豆与刀片的摩擦、咖啡裂开进程中的电荷分散不均等起因,咖啡粉会带电。与刀片摩擦带电很容易阐明冲泡,因为两种物质的彼此摩擦接触,此中一种物质的电子改变到另一种,其结果便是落空电子的物质带正电,而取得电子的物质带负电。

  值得一提的是,咖啡豆裂开的进程也会爆发静电,其道理与火山灰炸裂带电至极贴近。如图7所示,正在幼颗粒层面,咖啡颗粒裂开时,因为伴跟着共价键的断裂,此中的电子/离子会被开释[4],所以残留的咖啡粉会领导正电或者负电,这是研磨取得细颗粒的进程中咖啡粉带电的苛重起因。

  图7 火山灰带电与后续凝固机理。正在幼颗粒层面冲泡,颗粒裂开之后周围电子被开释,从而残留的颗粒领导正电。

  咖啡粉带电会导致咖啡粉聚会,影响其粒径分散。考虑者浮现,咖啡豆的种类、烘焙门径与研磨获取的咖啡粉带电环境和粒径分散联系不大,但深度烘焙的豆子相对带电较少,咖啡粉聚会较为弱幼。这也许便是星巴克店里用深度烘培豆子偏多的起因?

  图8 横轴为分别咖啡豆品牌,纵轴为咖啡粉的电荷/质地比。灰色为第一次细磨,玄色为第二次粗磨。能够看到粒径分散稳固,但咖啡粉带电环境明显改革。

  其余冲泡冲泡,要是不怕烦杂的话,二次研磨能够明显削减咖啡豆的带电和聚会环境。如图8所示,先细磨一次获取较细的咖啡粉,但此时咖啡粉带电多,聚会较为重要;再用更粗的挡位磨一次,这固然不会让咖啡粉变细,却能够削减咖啡粉带电和聚会环境。

  更为要害的是,湿度增添能够削减咖啡粉带电环境。如图9所示,无论何种咖啡豆,正在安插入研磨机之前喷一点水,就能够明显削减咖啡粉的带电和聚会题目,改革咖啡出品水准。这或者便是社交媒体上通俗散布的“ross droplet technique”技巧(咖啡豆正在研磨之前喷一下水,能够有用削减静电飞粉)的性子起因。

  图9 研磨时正在咖啡豆喷一点水,咖啡粉聚会削减,粒径更细。所以咖啡液流出速率变慢,咖啡浓度增添

  合于咖啡造造的考虑无间今后是学术界体贴的风趣范畴,比如意大利卡美日诺大学的Sauro Vittori正在2015年对比了意式浓缩与冲泡咖啡正在韵味和化学因素上的分别[5],冲泡咖啡的与绿原酸含量相较意式浓缩都高少少,这意味着冲泡咖啡的提神后果或者更好。要是更祈望从泉源上驾御咖啡的造备,波兰波兹南工业大学的Magdalena Jeszka‑Skowron正在2016年揭橥作品协商了咖啡豆种类、烘焙工艺对造品咖啡豆韵味因素的影响[6]。

  也许正在不久的异日,当咱们能解析并轻松获取咖啡中全面的韵味分子,那么做出的咖啡韵味或者加倍宁静:咱们拣选、单宁酸,百般硫醇、酚类的量,用步骤驾御将各式韵味物质分子定量注入水中,加热摇匀送得手中。滋味恒久维持恒定,恒久能够定造,但也许这曾经脱节了咖啡的本源需求——松开而非提神。

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