Kaffe är unikt bland hantverksdrycker genom att bryggaren spelar en betydande roll för dess kvalitet vid konsumtionen. I kontrast, drickare köper fatöl och vin som färdiga produkter; deras enda konsumentkontrollerade variabel är temperaturen vid vilken du dricker dem.

Varför är det så att kaffe som produceras av en barista på ett kafé alltid smakar annorlunda än samma bönor som bryggs hemma?

Det kan bero på deras år av träning, men mer troligt är det deras förmåga att utnyttja principerna för kemi och fysik. Jag är en materialkemist om dagen, och många av de fysiska överväganden jag tillämpar på andra fasta ämnen gäller här. Variablerna för temperatur, vattenkemi, partikelstorleksfördelning, förhållandet mellan vatten och kaffe, tid och, kanske viktigast av allt, kvaliteten på det gröna kaffet spelar alla avgörande roller för att producera en välsmakande kopp. Det är hur vi kontrollerar dessa variabler som gör att koppen kan reproduceras.

Hur stark en kopp joe?

Förutom de psykologiska och miljömässiga bidragen till varför en barista-tillagad kopp kaffe smakar så gott i caféet, vi måste överväga själva bryggmetoden.

Vi människor verkar gilla drycker som innehåller kaffebeståndsdelar (organiska syror, Maillard produkter, estrar och heterocykler, för att nämna några) vid 1,2 till 1,5 viktprocent (som i filterkaffe), och gynnar även drycker som innehåller 8 till 10 viktprocent (som i espresso). Koncentrationer utanför dessa intervall är utmanande att genomföra. Det finns ett begränsat antal tekniker som uppnår 8 till 10 procents koncentrationer, espressomaskinen är den mest bekanta.

Det finns många sätt, fastän, för att uppnå en dryck som innehåller 1,2 till 1,5 procent kaffe. En häll över, turkiska, arabiska, Aeropress, Fransk press, sifon eller batchbryggning (det vill säga vanlig dropp) – var och en producerar kaffe som smakar bra runt dessa koncentrationer. Dessa bryggmetoder har också en fördel framför sin espressomotsvarighet:De är billiga. En espressomaskin kan producera en dryck med denna koncentration:Americano, som bara är en espressoshot utspädd med vatten till koncentrationen av filterkaffe.

Alla dessa metoder resulterar i ungefär samma mängd kaffe i koppen. Så varför kan de smaka så olika?

När kaffe möter vatten

Det finns två familjer av brygganordningar inom lågkoncentrationsmetoderna – de som helt nedsänker kaffet i bryggvattnet och de som rinner vattnet genom kaffebädden.

Ur ett fysiskt perspektiv, den stora skillnaden är att temperaturen på kaffepartiklarna är högre i systemet med full nedsänkning. Den långsammaste delen av kaffeextraktionen är inte den hastighet med vilken föreningarna löses upp från den partikelformiga ytan. Snarare, det är hastigheten med vilken kaffesmaken rör sig genom den fasta partikeln till gränssnittet mellan vatten och kaffe, och denna hastighet ökas med temperaturen.

En högre partikeltemperatur innebär att fler av de smakrika föreningarna som fångas i kaffepartiklarna kommer att extraheras. Men högre temperatur låter också mer av de oönskade föreningarna lösas upp i vattnet, för. Specialty Coffee Association presenterar ett smakhjul som hjälper oss att prata om dessa smaker – från grönt/vegetativt eller pappersaktigt/mustigt till farinsocker eller torkad frukt.

Pour-overs och andra genomflödessystem är mer komplexa. Till skillnad från full nedsänkningsmetoder där tiden styrs, Genomflödesbryggtiderna beror på malningsstorleken eftersom underlaget styr flödet.

Vatten-till-kaffe-förhållandet spelar roll, för, i bryggtiden. Att helt enkelt mala finare för att öka extraheringen ändrar alltid bryggtiden, eftersom vattnet sipprar långsammare genom finare marker. Man kan öka förhållandet mellan vatten och kaffe genom att använda mindre kaffe, men när kaffemassan minskar, bryggtiden minskar också. Optimering av filterkaffebryggning är därför flerdimensionell och svårare än metoder för full nedsänkning.

Andra variabler att försöka kontrollera

Även om du kan optimera din bryggmetod och apparat för att exakt efterlikna din favoritbarista, det finns fortfarande en nästan säker chans att din hembrygd kommer att smaka annorlunda än kaféets. Det finns tre subtiliteter som har en enorm inverkan på kaffekvaliteten:vattenkemi, partikelstorleksfördelning producerad av kvarnen och kaffets färskhet.

Först, vattenkemi:Givet kaffe är en sur dryck, surheten i ditt bryggvatten kan ha stor effekt. Bryggvatten som innehåller låga halter av både kalciumjoner och bikarbonat (HCO₃⁻) – dvs. mjukt vatten – kommer att resultera i en mycket sur kopp, ibland beskrivs som sur. Bryggvatten som innehåller höga halter HCO₃⁻ – vanligtvis, hårt vatten - kommer att producera en kritaktig kopp, eftersom bikarbonatet har neutraliserat de flesta av de smakrika syrorna i kaffet.

Helst vill vi brygga kaffe med vatten som innehåller kemi någonstans i mitten. Men det finns en god chans att du inte känner till bikarbonatkoncentrationen i ditt eget kranvatten, och en liten förändring gör stor skillnad. För att smaka på effekten, prova att brygga kaffe med Evian – ett av de högsta bikarbonatkoncentrationerna på flaska, vid 360 mg/L.

Partikelstorleksfördelningen som din kvarn producerar är avgörande, för.

Varje kaffeentusiast kommer med rätta att berätta att bladkvarnar är ogynnsamma eftersom de producerar en till synes slumpmässig partikelstorleksfördelning; det kan finnas både pulver och i stort sett hela kaffebönor samexisterande. Alternativet, en borrkvarn, har två metallbitar med tänder som skär kaffet i allt mindre bitar. De tillåter markpartiklar genom en öppning endast när de är tillräckligt små.

Det finns tvist om hur man optimerar malningsinställningarna när man använder en gradslip, fastän. En tankegång stöder att mala kaffet så fint som möjligt för att maximera ytan, som låter dig extrahera de godaste smakerna i högre koncentrationer. Den rivaliserande skolan förespråkar att mala så grovt som möjligt för att minimera produktionen av fina partiklar som ger negativa smaker. Det kanske mest användbara rådet här är att avgöra vad du gillar bäst baserat på din smakpreferens.

Till sist, färskheten i själva kaffet är avgörande. Rostat kaffe innehåller en betydande mängd CO₂ och andra flyktiga ämnen som fångas i den fasta kaffematrisen:Med tiden kommer dessa gasformiga organiska molekyler att fly från bönan. Färre flyktiga ämnen innebär en mindre smakrik kopp kaffe. De flesta kaféer serverar inte kaffe mer än fyra veckor efter rostningsdatumet, betonar vikten av att använda nyrostade bönor.

Man kan mildra förhalningshastigheten genom att kyla kaffet (som beskrivs av Arrhenius-ekvationen). Även om du inte bör kyla ditt kaffe i ett öppet kärl (såvida du inte vill ha fiskfingerbryggningar), Att förvara kaffe i en lufttät behållare i frysen förlänger färskheten avsevärt.

Så må inte dåligt över att din noggrant bryggda kopp kaffe hemma aldrig räcker till vad du köper på caféet. Det finns många variabler – vetenskapliga och andra – som måste tvistas om för att producera en enda superlativ kopp. Trösta dig med att de flesta av dessa variabler inte är optimerade av någon matematisk algoritm, utan snarare på någons tunga. Det viktigaste är att ditt kaffe smakar gott för dig... bryggning efter bryggning.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.