Непредсказуемый эспрессо: как образование каналов влияет на вкус вашего кофе

Процесс приготовления эспрессо — это не просто проливание горячей воды через молотый кофе, а сложный физико-химический процесс, зависящий от множества факторов. Одним из ключевых явлений, влияющих на качество напитка, является образование каналов — процесс, при котором вода неравномерно протекает через кофейные зерна, создавая «предпочтительные пути» и снижая эффективность экстракции.

Фото: commons.wikimedia.org by Бенрейс, https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/

Эспрессо с водой, сахаром и печеньем

Исследователи из Варшавского университета изучили механизмы этого явления и представили свои результаты на Глобальном саммите Американского физического общества в Анахайме, Калифорния. Они выяснили, что образование каналов нарушает равномерную экстракцию: вода проникает через области с наименьшим сопротивлением, в результате чего часть кофе плохо экстрагируется. Это приводит к снижению содержания растворимых твердых веществ и ухудшению вкуса напитка, пишет болгарское издание Kaldata.

Ранее исследования Кристофера Хендона из Университета Орегона показали, что оптимальный способ приготовления эспрессо предполагает использование меньшего количества кофе, более грубого помола и меньшего количества воды. Команда Хендона также обнаружила, что добавление небольшого количества воды к зернам перед помолом снижает статическое электричество, предотвращает слипание частиц и улучшает постоянство потока воды.

Новое исследование, проведенное физиками из Варшавского университета под руководством Мацея Лисицкого, сосредоточено на механических аспектах кипения. Ученые рассматривают эспрессо как реактивный поток через сложную пористую среду, которая меняет свою структуру в процессе заваривания.

Исследователи начали с экспериментов с домашней кофеваркой, но затем перешли на профессиональное оборудование. В рамках сотрудничества с польской компанией Соffееlаb и крупнейшим поставщиком кофейного оборудования СоffееМасhіnеХ, исследователи используют профессиональную эспрессо-машину, оснащенную датчиками давления, расходомерами и весами. Система управляется специализированным программным обеспечением, которое позволяет точно контролировать параметры расхода воды и давления в кофейном отсеке.

Проанализировав растворы кофе с помощью спектроскопических методов, исследователи подтвердили, что сточные воды снижают экстракцию. Однако, вопреки распространенному мнению, они обнаружили, что образование каналов не влияет на общий поток воды — это происходит потому, что кофе уплотняется и расширяется под высоким давлением (~10 атмосфер), создавая сопротивление потоку воды.

Исследователи продолжают работать над многочисленными моделями экстракции и создают атлас различных структур кофейных таблеток с использованием микрокомпьютерной томографии. Их выводы могут помочь кофейной индустрии лучше контролировать процесс приготовления эспрессо за счет снижения влияния случайных факторов.

Уточнения

Эспре́ссо (от итал. espresso) — метод приготовления кофе путём прохождения горячей воды (92—96 °C) под давлением (около 9 бар) через фильтр с молотым кофе.