Co odkryli polscy fizycy o parzeniu kawy?
Dla większości z nas parzenie espresso to prosty proces – naciskamy przycisk i po chwili cieszymy się aromatycznym napojem. Jednak, gdy kawa smakuje inaczej niż zwykle, często obwiniamy za to ziarna lub sposób mielenia. Tymczasem polscy fizycy odkryli, że kluczową rolę może odgrywać niewidoczny dla oka proces przepływu wody przez sprasowaną warstwę kawy.
Podczas Warsaw Coffee Conference, studenci zapytali baristów o największe wyzwania w parzeniu kawy. W odpowiedzi wskazali na zjawisko kanalikowania, gdzie woda wybiera łatwiejsze ścieżki, omijając część ziaren. To powoduje, że kawa jest nierównomiernie ekstraktowana, co skutkuje nieprzewidywalnym smakiem.
Jak ciśnienie wpływa na smak espresso?
Polscy fizycy przekształcili ekspres do kawy w laboratorium badawcze, wyposażając go w czujniki ciśnienia i wagę elektroniczną. W serii eksperymentów przygotowali 60 filiżanek espresso, używając 18,5 grama tej samej kawy, zmieniając jedynie ciśnienie od 1 do 12 barów. Intuicja podpowiada, że wyższe ciśnienie powinno przyspieszać przepływ wody przez kawę. Przy niskim ciśnieniu było to prawdą, ale powyżej 5 barów reguła ta przestawała działać. W rzeczywistości filiżanka najszybciej napełniała się przy około 5 barach.
Przyczyna tego fenomenu tkwi w samej kawie. Ziarna po ubiciu tworzą porowatą warstwę przypominającą mokrą gąbkę, która pod wpływem rosnącego ciśnienia zaciska się, utrudniając przepływ wody. Większa siła może paradoksalnie tworzyć własne przeszkody, zamiast przyspieszać proces parzenia.
Co jeszcze odkryli badacze?
Dodatkowo kawa nasiąka wodą i pęcznieje, co zmienia jej strukturę. Tomografia rentgenowska wykazała, że po parzeniu warstwa zmielonych ziaren jest popękana i miejscami odrywa się od dna sitka. Zatrzymywanie i ponowne uruchamianie pompy nie zwiększało ilości ekstraktowanych substancji, co sugeruje, że przerwy mogą sprzyjać tworzeniu niepożądanych skrótów w przepływie wody.
Naukowcy zbadali również, co trafia do filiżanki w różnych momentach parzenia. Pierwsze krople, pojawiające się po 5-10 sekundach, były bardzo skoncentrowane, zawierając około jednej czwartej masy rozpuszczonych składników kawy. Po 20 sekundach stężenie gwałtownie spadało, a po minucie zbliżało się do zera. Najwięcej substancji rozpuszczonych trafiało do napoju około 30. sekundy.
„Jako fizycy codziennie zamieniamy kawę w badania. Tym razem uczyniliśmy ją przedmiotem, a nie paliwem” – żartował Maciej Lisicki z Uniwersytetu Warszawskiego w komunikacie prasowym Amerykańskiego Instytutu Fizycznego.
Badania przeprowadzono we współpracy z Uniwersytetem Warszawskim, Instytutem Fizyki Polskiej Akademii Nauk, Uniwersytetem Poczdamskim oraz Instytutem Maxa Plancka Dynamiki i Samoorganizacji w Getyndze. Wyniki opublikowano w czasopiśmie „Physics of Fluids”. Projekt korzystał również z wiedzy warszawskich baristów i ekspertów od ekspresów do kawy.
Wyniki badań pokazują, że ciśnienie w ekspresie nie jest jedynie regulatorem prędkości przepływu wody, ale wpływa na samą strukturę kawy. Może to oznaczać, że bardziej powtarzalne espresso powstanie nie dzięki mocniejszej pompie, lecz dzięki inteligentnemu sterowaniu jej pracą. Następnym razem, gdy naciśniemy przycisk ekspresu, w małym sitku znów rozpocznie się eksperyment z ciśnieniem, przepływem i sprężystością – taki sam, jakim zajęli się polscy fizycy.
Źródło PAP.
