Как кофе выходит на свободу? Экстракция, как заваривается кофе
На протяжении тысячи лет каждое утро человечество пыталось ответить на этот вопрос.
Природа заключила внутри кофейных зерен тысячи вкусных растворимых веществ, и нам хочется, чтобы они все оказались у нас в чашке.
Со временем мы поняли, что при заливании молотых зерен горячей водой, она превращается в кофе. Иногда получается вкусно, иногда не очень.
Почему же так?
Мы попытаемся ответить на этот вопрос, заглянув в кофейное зерно на микроскопическом уровне, и посмотреть, что происходит, когда кофе встречается с водой.
Когда мы смотрим на кофе на клеточном уровне, легко понять, как соотношение воды к кофе, время и размер помола влияет на процесс заваривания. Это понимание поможет нам разобраться в таких понятиях, как «экстракция» и «общее число растворенных твердых веществ» (TDS, Total Dissolved Solids).
Не стоит бояться этих абстрактных понятий или ожидать рассказа, полного рутинных технических деталей. То, что мы расскажем Вам, является историей одного из самых эпичных побегов из тюрьмы, где миллионы хороших парней выходят на свободу, а плохие парни остаются за решеткой. И, как обычно, есть супергерой, который всех спасает.
Взгляд внутрь зерна
Наше путешествие начинается с одного кофейного зерна арабики. Если бы это зерно было тюрьмой, то в нем было бы более 4 500 000 тюремных камер. А теперь представим, что мы произвели поперечный разрез через середину зерна с предыдущей картинки.
На следующей картинке представлено поперечное сечение обжаренного кофейного зерна. Обратите внимание на эти крошечные отверстия в зерне. Каждое из них было живой клеткой, пока зерно созревало внутри ягоды на кофейном дереве.
Этот снимок был сделан с помощью электронного микроскопа увеличением в 750 раз, поэтому здесь можно увидеть каждую клетку в отдельности. Ширина каждой из них составляет примерно половину толщины вашего волоса (50-70 мкм).
Во время обжаривания кофейных зерен клетки заполняются углекислым газом и расширяются. В стенах каждой из них заключены растворимые вещества, которые должны оказаться в нашем кофе.
Растворимые вещества — это общий термин, используемый для названия растворимых в воде веществ, содержащихся в кофейном зерне. По большому счету, процесс заваривания кофе — это использование воды в качестве растворителя для выведения веществ из клеток кофейного зерна.
Растворимые вещества бывают разных форм и размеров. На картинке выше описаны четыре основные категории веществ, содержащиеся в кофейных зернах, и уникальные ароматические ноты, которые вносит во вкус кофе каждая из них.
Фруктовые кислоты и кофеин быстрее всех растворяются и отвечают за легкие и фруктовые ноты.
Липиды – это натуральные жиры и масла, содержащиеся в кофейных зернах. Технически они не являются растворимыми в воде, но вода все же высвобождает их из кофейной клетки в виде эмульсии.
Методы заваривания кофе, в которых используются металлические фильтры, такие как френч-пресс и эспрессо, позволяют липидам попадать в чашку, создавая особенные вкусовые ощущения, присущие именно этим методам.
Поры в бумажных фильтрах настолько малы, что они препятствуют прохождению большинства липидов. Кофе, заваренный капельным методом, к примеру, пуровером, будет содержать только 1/10 липидов, содержащихся в кофе, заваренном с помощью металлического фильтра.
Во время реакции Майяра при обжаривании кофе образуются меланоиды, которые ответственны за формирование коричневого цвета как самого боба, так и кофе в жидком виде.
Углеводы составляют около 50% сухой массы кофейных зерен, но только некоторые из них растворимые. Они играют главную роль в придании напитку сладости и землистого привкуса.
Во время созревания кофейной ягоды на дереве, Мать-природа заключает эти невинные вещества в клетках каждого кофейного зерна.
Вот мы снова внутри кофейного зерна, в той самой «тюрьме» для наших веществ. После того, как созревшее зерно собрали, обработали и обжарили, растворимые вещества все еще заперты в своих темницах. Но, по крайней мере, внутри уже пахнет вкусно.
*Обратите внимание, что цветные шары условно отображают растворимые вещества и нарисованы не в реальном масштабе.
Здесь нам на помощь приходит вода! Когда она поступает в кофейные клетки, то начинает экстрагировать растворимые вещества. Получаемый при этом раствор называется кофе.
Не все растворимые вещества равны.
В общей массе кофейного зерна только 30% растворимых веществ, остальные 70% составляют нерастворимые волокна и углеводы, которые отвечают за структуру зерна.
Около 20% зерна составляют хорошо растворимые вещества, остальные 10% — плохо растворимые, которые негативно влияют на вкус.
Чтобы заварить идеальную чашку кофе, нам нужно попытаться выпустить наружу «хорошие», оставив «плохие» запертыми в клетках.
К счастью, плохо растворимые вещества растворяются медленнее, и им требуется больше времени для экстракции, чем легко растворимым. Поэтому можно регулировать «побег из тюрьмы», ограничивая время их взаимодействия с водой.
Чем дольше вода находиться в клетке, тем больше растворимых веществ извлекается.
В кофейной культуре термин «время экстракции» используется для того, чтобы определить, сколько растворимых веществ мы хотим оставить в кофейной тюрьме, и сколько мы хотим освободить.
Чем дольше вода находится в клетке, тем больше растворимых веществ можно растворить. По рекомендациям, установленным SCAA, оптимальная экстракция составляет 18-22%. Это означает, что всего лишь 18-22% общего веса наших кофейных зерен будут растворены водой и окажутся у нас в чашке.
Вода может извлекать растворимые вещества только из тех клеток, с которыми она контактирует.
Теперь, когда мы выяснили, как вода взаимодействует с каждой клеткой индивидуально, мы можем посмотреть, как она взаимодействует со всем зерном. Чтобы было проще, мы рассмотрим клетки в плоской модели 2D, хотя на самом деле кофейное зерно является трехмерной структурой.
Размер помола определяет время экстракции.
Теперь рассмотрим, что произойдет, если мы поменяем размер помола, а время экстракции (30, 120 и 240 секунд) и общее количество клеток оставим прежним.
Размер помола не определяет, какие вещества будут экстрагированы, но определяет, сколько времени потребуется, чтобы вода достигла всех ячеек.
Теперь становится ясно, каким образом время и размер помола зависят друг от друга. Если мы увеличиваем один показатель, то второй должны уменьшить.
Экстракция — это баланс между размером помола и временем, затраченным на процесс приготовления кофе.
Что будет, если взять кофе разного помола, а время экстракции оставить для всех одинаковым — 120 секунд?
Вспомним, о чем мы говорили ранее. Если вода будет контактировать с водой слишком долго, то будут экстрагироваться некоторые вредные растворимые вещества. Оранжевые клетки на квадрате слева представляют ячейки, которые были переэкстрагированы.
. Именно правильный баланс между временем и размером помола дает возможность воде быть столько времени в клетках, сколько необходимо для растворения хорошо растворимых веществ, и недостаточно — для плохо растворимых веществ.
Если воде будет недостаточно времени, чтобы поступить ко всем клеткам, как на квадрате справа, то и хорошо, и плохо растворимые вещества останутся заблокированными внутри кофейной массы.
Важно иметь одинаковый размер кофейных частиц во время помола кофейного зерна. Неравномерный помол приведет к тому, что некоторые частицы будут переэкстрагированы, а другие – недоэкстрагированы.
Размер помола для эспрессо
Размер помола для пуровера
Размер помола для френч-пресса
Крепость кофе – это соотношение растворимых веществ к воде в вашей чашке.
До этого момента мы говорили об экстракции, о балансе между хорошо и плохо растворимыми веществами, получаемыми из каждой клетки. Теперь давайте подробнее рассмотрим такое понятие, как крепость кофе, известное еще под названием TDS.
TDS можно просто определить как количество растворенных веществ в чашке. По большей части, его показатель зависит от личных предпочтений. Но оптимальным соотношением является от 1,15% до 1,35%. Это означает, что на одну единицу растворимого вещества приходится 99 единиц воды.
Растворимые вещества, получаемые во время экстракции, определяют вкус, а TDS определяет его интенсивность. Если мы представим, что растворимые вещества — это музыка, то TDS — это ее громкость.
Увеличение показателя TDS сделает вкус более ярким, но слишком большое его значение может привести к тому, что некоторые дискрипоторы будут полностью подавлены другими.
Экстракция и TDS — это два понятия, которые определяют процесс заваривания кофе. Надеемся, что эта история помогла Вам понять, что происходит, когда мы завариваем молотый кофе, и почему небольшие изменения в соотношениях могут привести к большим различиям во вкусе.
Теперь вы владеете инструментами, которые помогут найти свой рецепт кофе и получить лучший вкус из кофейных зерен.
Осталось только экспериментировать и высвободить нужные растворимые вещества!