從咖啡中提取最好的風(fēng)味

意式濃縮咖啡是通過先將烘焙過的咖啡豆研磨成谷物來釀造的。然后熱水在高壓下通過咖啡顆粒床，咖啡顆粒的可溶性成分溶解到水中(萃取)以制作濃縮咖啡。

2020年，研究人員發(fā)現(xiàn)研磨得越細的咖啡豆沖泡出的意式濃縮咖啡越淡。如果出于某種原因，咖啡床內(nèi)存在很少甚至沒有提取咖啡的區(qū)域，那么這種違反直覺的實驗結(jié)果是有道理的。當(dāng)咖啡研磨得更細時，這種不均勻的提取會變得更加明顯。

在流體物理學(xué)中，哈德斯菲爾德大學(xué)的研究人員使用簡單的數(shù)學(xué)模型探索了不均勻咖啡提取的作用。他們將咖啡分成兩個區(qū)域，以檢查不均勻流動是否確實會產(chǎn)生較淡的濃縮咖啡。

模型系統(tǒng)中的一個區(qū)域比另一個區(qū)域容納了更緊密堆積的咖啡，這導(dǎo)致了最初的流動阻力差異，因為水流過更緊密堆積的谷物的速度更快?？Х鹊奶崛∵M一步降低了流動阻力，因為咖啡顆粒在這個過程中損失了大約20%到25%的質(zhì)量。

“我們的模型表明，由于正反饋回路，流量和提取擴大了兩個區(qū)域之間流量的初始差異，其中更多的流量導(dǎo)致更多的提取，這反過來又減少了阻力并導(dǎo)致更多的流量，”合著者說威廉·李。“這種效果似乎總是很活躍，直到其中一個地區(qū)的所有速溶咖啡都被提取出來，我們才看到實驗觀察到的提取量隨著研磨尺寸的減小而減少。”

研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn)該模型總是預(yù)測咖啡床不同部分的流動不均勻。

“這很重要，因為咖啡的味道取決于萃取程度，”李說。“萃取太少，咖啡的味道就是專家所說的‘欠發(fā)達’，或者正如我所描述的：煙熏水。萃取太多，咖啡味道很苦。這些結(jié)果表明，即使看起來整體萃取是在適當(dāng)?shù)乃缴?，這可能是由于混合了欠發(fā)達和苦澀的咖啡。”

了解不均勻萃取的根源并避免或預(yù)防它可以通過更有效地使用咖啡來實現(xiàn)更好的釀造和大量節(jié)省資金。

“我們的下一步是讓模型更逼真，看看我們是否能對這種令人困惑的現(xiàn)象獲得更詳細的見解，”李說。“一旦實現(xiàn)這一點，我們就可以開始考慮是否有可能改變濃縮咖啡的沖泡方式，以減少不均勻萃取的量。”

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