Среда, 21 февраля, 2024
ДомойНаукаПростое всплеск воды: научный прорыв в создании превосходного эспрессо

Простое всплеск воды: научный прорыв в создании превосходного эспрессо

- Advertisement -

Исследователи обнаружили, что статическое электричество, возникающее во время помола кофе, зависит от содержания влаги в зернах. Добавление воды перед помолом снижает статическое электричество и улучшает качество эспрессо. Эти результаты, приносящие экономическую выгоду кофейной индустрии стоимостью 343,2 миллиарда долларов, также улучшают консистенцию порций эспрессо.

Добавление влаги в кофейные зерна перед помолом снижает статическое электричество, улучшая качество эспрессо и предлагая значительные преимущества для кофейной индустрии.

Разрушение и трение кофейных зерен во время помола генерирует электричество, которое заставляет частицы кофе слипаться и прилипать к кофемолке. Об этом исследователи сообщают 6 декабря в журнале. Иметь значение что кофейные зерна с более высокой внутренней влажностью производят меньше статического электричества, а это означает, что меньше кофе тратится впустую и меньше беспорядка, который нужно убирать. Этот эффект можно смоделировать, добавив в зерна небольшое количество воды непосредственно перед их измельчением. Команда также показала, что при измельчении с добавлением воды получается более плотный и насыщенный эспрессо.

«Влага, будь то остаточная влага внутри обжаренного кофе или внешняя влага, добавленная во время помола, — это то, что определяет количество заряда, образующегося во время помола», — говорит старший автор Кристофер Хендон, химик по вычислительным материалам в Университет Орегона. «Вода не только снижает статическое электричество и, следовательно, уменьшает беспорядок во время измельчения, но также может существенно повлиять на интенсивность напитка и, потенциально, на возможность получения более высоких концентраций полезных вкусов.

Добавление воды в кофейные зерна перед их измельчением может значительно снизить статическое электричество, что приведет к получению более насыщенного и однородного эспрессо, что потенциально изменит практику кофейной индустрии.

По мнению исследователей, эти улучшения в экстракции кофе могут иметь огромные экономические последствия для кофейной индустрии, стоимость которой составляет 343,2 миллиарда долларов, или 1,5% валового внутреннего продукта США. «Повышение концентрации на 10–15% для той же массы сухого кофе имеет огромные последствия для экономии денег и улучшения качества», — говорит Хендон.

Изучение причин электрификации кофе

Тот факт, что помол кофе производит статическое электричество, давно известен в кофейной индустрии, где эта электризация вызывает комкование и периодические удары, но мало что было известно о том, как различные свойства кофе способствуют этому явлению или как оно влияет на заваривание. Чтобы выявить факторы, связанные с образованием статического электричества во время помола кофе, Хендон объединился с вулканологами, которые изучают аналогичные процессы электрификации во время извержений вулканов.

«Во время извержения магма распадается на множество мелких частиц, которые затем выходят из вулкана в виде большого шлейфа, и в течение всего этого процесса эти частицы трутся друг о друга и заряжаются до точки образования молнии», — говорит первый. автор и вулканолог Джошуа Мендес Харпер из Портлендского государственного университета. «В упрощенном виде это похоже на помол кофе: вы берете зерна и измельчаете их до мелкого порошка».

Помол кофе с водой и без воды

В этом видео показано, как ведет себя кофе при помоле с добавлением воды и без нее. Фото: Джошуа Мендес Харпер.

Исследователи измерили количество статического электричества, вырабатываемого при измельчении различных кофейных зерен, обжаренных как в коммерческих целях, так и в домашних условиях, которое варьировалось в зависимости от таких факторов, как страна происхождения, метод обработки (натуральный, промытый или без кофеина), цвет обжарки и содержание влаги. Они также сравнили влияние крупности помола на количество производимой электроэнергии.

Не было никакой связи между статическим электричеством и страной происхождения или методом обработки кофе, но исследователи обнаружили связь между электризацией и содержанием воды, цветом обжарки и размером частиц. Меньше электроэнергии производилось, когда кофе имел более высокое внутреннее содержание влаги и когда кофе был помолот более грубо. Светлая обжарка давала меньше заряда, и этот заряд, скорее всего, был положительным, тогда как более темная обжарка, которая также имеет тенденцию быть более сухой, заряжалась отрицательно и давала больший общий заряд. Исследователи также показали, что кофе темной обжарки производит гораздо более мелкие частицы, чем кофе легкой обжарки, если помолоть его при тех же условиях.

Улучшение приготовления эспрессо

Затем команда проверила, изменило ли измельчение водой способ заваривания эспрессо. Когда они сравнили эспрессо, приготовленный из идентичных кофейных зерен, измельченных с добавлением воды или без нее, они обнаружили, что измельчение с водой приводит к увеличению времени экстракции и более крепкому напитку. Измельчение с водой также привело к тому, что порции эспрессо были более похожими от порции к порции, что позволило преодолеть серьезное препятствие для бариста и промышленных производителей кофе.

Хотя они тестировали только эспрессо, исследователи говорят, что эти преимущества применимы и ко многим другим методам заваривания. «Основное материальное преимущество добавления воды во время измельчения заключается в том, что вы можете уплотнить слой более плотно, поскольку меньше комковается», — говорит Хендон. «Эспрессо — худший нарушитель этого правила, но вы также увидите преимущества в форматах заваривания, когда кофе заливают водой, или в небольших системах перколяции, таких как плита Bialetti. Вы не увидите преимуществ во время заваривания, так это при использовании таких методов, как френч-пресс, при котором кофе погружают в воду».

Будущие исследования и более широкие последствия

Исследователи планируют продолжить исследования того, как приготовить идеальный кофе. «Теперь, когда мы знаем, какие настройки помола использовать для приготовления воспроизводимого эспрессо, мы можем попытаться понять, какие факторы вызывают сенсорные различия во вкусе кофе», — говорит Хендон.

Их работа также имеет значение, выходящее за рамки повседневной жизни, поскольку электрификация гранулированных материалов является активной областью исследований в области материаловедения, геофизики и техники.

«Это похоже на начало анекдота — вулканолог и эксперт по кофе заходят в бар, а затем выходят с бумагой», — говорит Мендес Харпер, — «но я думаю, что возможностей для такого рода сотрудничества гораздо больше. и еще многое предстоит узнать о том, как ломается кофе, как он течет в виде частиц и как взаимодействует с водой. Эти исследования могут помочь решить параллельные проблемы геофизики — будь то оползни, извержения вулканов или то, как вода просачивается через почву».

Ссылка: «Трибоэлектрификация с контролем влажности во время помола кофе», Джошуа Мендес Харпер, Коннор С. Макдональд, Элиас Дж. Рейнгольд, Лена К. Вен, Робин Э. Бамбо, Элана Дж. Коуп, Лейф Э. Линдберг, Джастин Фам, Йонг -Хён Ким, Йозеф Дюфек и Кристофер Х. Хендон, 6 декабря 2023 г., Иметь значение.
DOI: 10.1016/j.matt.2023.11.005

Это исследование было поддержано Министерством энергетики, Национальным научным фондом, Фондом Камиллы и Генри Дрейфусов и Фондом науки о кофе при поддержке Nuova Simonelli.

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме