Идеальный эспрессо — это не искусство, а точная наука

Процесс приготовления эспрессо – это не просто пропускание горячей воды через молотый кофе, а сложный физико-химический процесс, зависящий от множества факторов. Одним из ключевых явлений, влияющих на качество напитка, является каналирование – процесс, при котором вода проходит через кофейную таблетку неравномерно, создавая «предпочтительные пути» и снижая эффективность экстракции. Учёные из Варшавского университета изучили механизмы этого явления и представили свои выводы на Глобальном саммите Американского физического общества в Анахайме, Калифорния.

Эспрессо готовится по строгим стандартам, установленным Specialty Coffee Association: вода температурой 92–95°C проходит под высоким давлением через 7–9 граммов молотого кофе за 20–30 секунд, обеспечивая экстракцию растворимых веществ. Однако на практике бариста часто варьируют параметры приготовления, что приводит к неоднородности вкуса.

Каналирование нарушает процесс равномерной экстракции: вода стремится проникать через участки с наименьшим сопротивлением, оставляя часть кофейной таблетки плохо экстрагированной. Это приводит к снижению содержания растворённых веществ и ухудшает вкус напитка.

Ранее исследования, проведённые Кристофером Хендоном из Университета Орегона, показали, что оптимальный способ приготовления эспрессо включает использование меньшего количества кофе, более крупного помола и меньшего объёма воды. В дальнейшем команда Хендона выяснила, что добавление небольшого количества воды к зёрнам перед помолом уменьшает статическое электричество, предотвращает слипание частиц и улучшает консистенцию потока воды.

Новое исследование, проведённое физиками из Варшавского университета под руководством Мацея Лисицкого, сосредоточилось на механических аспектах заваривания. Учёные рассматривали эспрессо как реактивный поток через сложную пористую среду, которая изменяет свою структуру в процессе заваривания.

Исследователи начали с экспериментов на бытовой кофемашине, но затем перешли к профессиональному оборудованию. В рамках сотрудничества с польской компанией Coffeelab и крупнейшим поставщиком кофейного оборудования CoffeeMachineSale исследователи применяли профессиональную эспрессо-машину, оснащённую датчиками давления, расходомерами и весами. Управление системой осуществлялось через специализированное программное обеспечение, что позволяло с высокой точностью контролировать параметры потока воды и давления в кофейной таблетке.

Анализируя растворы кофе с помощью методов спектроскопии, исследователи подтвердили, что каналирование снижает уровень экстракции. Однако, вопреки распространённому мнению, они обнаружили, что каналирование не влияет на общий поток воды – это связано с тем, что кофейная таблетка под высоким давлением (~10 атмосфер) уплотняется и расширяется, создавая сопротивление потоку воды.

Исследователи продолжают работу над численными моделями экстракции и создают атлас различных структур кофейных таблеток с помощью микрокомпьютерной томографии. Их выводы могут помочь кофейной индустрии лучше контролировать процесс приготовления эспрессо, снижая влияние случайных факторов.