Процесът по приготвяне на перфектното еспресо не е изкуство, а точна наука

Процесът по приготвяне на еспресо не е просто преминаване на гореща вода през смляно кафе, а сложен физичен и химичен процес, който зависи от много фактори. Едно от ключовите явления, влияещи върху качеството на напитката е канализирането – процес, при който водата преминава неравномерно през кафето, създавайки „предпочитани пътища“ и намалявайки ефективността на екстракцията. Изследователи от Варшавския университет проучиха механизмите на това явление и представиха резултатите си на Глобалната среща на върха на Американското физическо общество в Анахайм, Калифорния.

Еспресото се приготвя в съответствие със строги стандарти, определени от Асоциацията на специализираните кафета (Specialty Coffee Association): вода с температура 92-95°C преминава под високо налягане през 7-9 грама смляно кафе за 20-30 секунди, като осигурява извличането на разтворимите вещества. На практика обаче баристите често променят параметрите на приготвяне, което води до разнороден вкус.

Канализирането нарушава процеса на равномерна екстракция: водата се стреми да проникне през зоните с най-малко съпротивление, оставяйки част от кафето недобре екстрахирано. Това води до намаляване на разтворените твърди вещества и влошава вкуса на напитката.

По-ранни изследвания на Кристофър Хендън от Университета в Орегон показват, че оптималният начин за приготвяне на еспресо включва използването на по-малко кафе, по-грубо смилане и по-малко вода. Екипът на Хендън установява още, че добавянето на малко количество вода към зърната преди смилането намалява статичното електричество, предотвратява слепването на частиците и подобрява консистенцията на водния поток.

Новото проучване, проведено от физици от Варшавския университет и ръководено от Мачей Лисицки се фокусира върху механичните аспекти на варенето. Учените разглеждат еспресото като реактивен поток през сложна пореста среда, която променя структурата си по време на процеса на приготвяне.

Изследователите започват с експерименти с домашна кафемашина, но след това преминават към професионално оборудване. В рамките на сътрудничеството с полската компания Coffeelab и най-големия доставчик на оборудване за кафе CoffeeMachineSale изследователите използват професионална машина за еспресо, оборудвана със сензори за налягане, дебитомери и везни. Системата е била управлявана чрез специализиран софтуер, който им е позволил точно да контролират параметрите на водния поток и налягането в отделението с кафе.

Анализирайки разтворите на кафе с помощта на спектроскопски техники, изследователите потвърждават, че канализацията намалява екстракцията. Въпреки това, противно на общоприетото схващане, те установяват, че канализирането не влияе на общия воден поток – това е така, защото кафето се уплътнява и разширява под високо налягане (~10 атмосфери), създавайки съпротивление на водния поток.

Изследователите продължават да работят по числени модели на екстракцията и създават атлас на различните структури на таблетките кафе с помощта на микрокомпютърна томография. Техните открития могат да помогнат на индустрията за кафе да контролира по-добре процеса на приготвяне на еспресо, като намали влиянието на случайните фактори.