Wie man die perfekte Tasse Kaffee mit Chemie und Physik aufbrüht

Kaffee ist unter den handwerklichen Getränken einzigartig, da der Brauer zum Zeitpunkt des Konsums eine wesentliche Rolle in seiner Qualität spielt. Im Gegensatz dazu kaufen Trinker als Fertigprodukte Fassbier und Wein; Ihre einzige vom Verbraucher kontrollierte Variable ist die Temperatur, bei der Sie sie trinken.

Warum schmeckt der von einem Barista in einem Café erzeugte Kaffee immer anders als die gleichen Bohnen, die zu Hause gebraut werden?

Es mag an ihren jahrelangen Schulungen liegen, aber wahrscheinlicher ist es, dass sie die Prinzipien der Chemie und Physik nutzen können. Ich bin tagsüber Materialchemiker, und viele der physikalischen Überlegungen, die ich auf andere Festkörper anwende, gelten hier. Die Variablen Temperatur, Wasserchemie, Partikelgrößenverteilung, Verhältnis von Wasser zu Kaffee, Zeit und vor allem die Qualität des Rohkaffees spielen eine entscheidende Rolle bei der Herstellung einer geschmackvollen Tasse. Auf diese Weise steuern wir diese Variablen, sodass der Becher reproduzierbar ist.

Wie stark eine Tasse Joe?

Abgesehen von den psychologischen und ökologischen Beiträgen, warum eine im Barista zubereitete Tasse Kaffee im Café so gut schmeckt, müssen wir die Braumethode selbst berücksichtigen.

Wir Menschen scheinen Getränke, die Kaffeebestandteile enthalten (organische Säuren, Maillard-Produkte, Ester und Heterocyclen, um nur einige zu nennen) mit 1,2 bis 1,5 Massenprozent (wie in Filterkaffee) zu bevorzugen, und bevorzugen auch Getränke mit 8 bis 10 Prozent durch Masse (wie in Espresso). Konzentrationen außerhalb dieser Bereiche sind schwierig umzusetzen. Es gibt eine begrenzte Anzahl von Technologien, die eine Konzentration von 8 bis 10 Prozent erreichen, wobei die Espressomaschine die bekannteste ist.

Es gibt jedoch viele Möglichkeiten, ein Getränk mit 1,2 bis 1,5 Prozent Kaffee zu erreichen. Ein Übergieß-, Türkisch-, Arabisch-, Aeropress-, French-Press-, Siphon- oder Batch-Brew-Gerät (regulärer Tropfapparat) - jeder produziert Kaffee, der bei diesen Konzentrationen gut schmeckt. Diese Aufbrühmethoden haben auch einen Vorteil gegenüber ihrem Espresso-Gegenstück: Sie sind billig. Mit einer Espressomaschine kann ein Getränk dieser Konzentration hergestellt werden: der Americano, bei dem es sich lediglich um einen mit Wasser verdünnten Espresso-Schuss handelt, der auf die Konzentration von Filterkaffee abgestimmt ist.

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Alle diese Verfahren führen zu ungefähr der gleichen Kaffeemenge in der Tasse. Warum können sie so unterschiedlich schmecken?

Wenn Kaffee Wasser trifft

Es gibt zwei Familien von Brühvorrichtungen innerhalb der Methoden mit niedriger Konzentration - diejenigen, die den Kaffee vollständig in das Brühwasser eintauchen, und solche, die das Wasser durch das Kaffeebett fließen lassen.

Aus physikalischer Sicht besteht der Hauptunterschied darin, dass die Temperatur der Kaffeeteilchen im Volltauchsystem höher ist. Der langsamste Teil der Kaffeeextraktion ist nicht die Geschwindigkeit, mit der sich Verbindungen von der Partikeloberfläche lösen. Vielmehr ist es die Geschwindigkeit, mit der sich das Kaffeearoma durch die festen Partikel zur Wasser-Kaffee-Grenzfläche bewegt, und diese Geschwindigkeit wird mit der Temperatur erhöht.

Eine höhere Partikeltemperatur bedeutet, dass mehr der schmackhaften Verbindungen, die in den Kaffeeteilchen eingeschlossen sind, extrahiert werden. Eine höhere Temperatur lässt jedoch auch mehr unerwünschte Verbindungen im Wasser lösen. Die Specialty Coffee Association präsentiert ein Geschmacksrad, mit dem wir über diese Aromen sprechen können - von grün / vegetativ oder papierartig / muffig bis zu braunem Zucker oder getrockneten Früchten.

Ausschüttungen und andere Durchflusssysteme sind komplexer. Im Gegensatz zu Volltauchverfahren, bei denen die Zeit gesteuert wird, hängen die Durchlaufbrühzeiten von der Mahlgröße ab, da die Böden die Flussrate steuern.

Das Wasser-Kaffee-Verhältnis ist auch in der Brühzeit von Bedeutung. Durch einfaches Mahlen von Feinem zur Erhöhung der Extraktion wird die Brühzeit ausnahmslos verändert, da das Wasser langsamer durch feinere Böden sickert. Man kann das Wasser-Kaffee-Verhältnis erhöhen, indem man weniger Kaffee verwendet, aber wenn die Kaffeemasse reduziert wird, verringert sich auch die Brühzeit. Die Optimierung des Filterkaffeebrühens ist daher vielschichtiger und komplizierter als das vollständige Eintauchen.

Andere zu kontrollierende Variablen

Selbst wenn Sie Ihre Brühmethode und Ihr Apparat so optimieren können, dass sie Ihren Lieblingsbarista genau nachahmen, besteht immer noch die beinahe sichere Chance, dass Ihr Heimgebräu anders aussieht als das Café. Es gibt drei Feinheiten, die einen enormen Einfluss auf die Kaffeequalität haben: Wasserchemie, Partikelgrößenverteilung der Mühle und Kaffeefrische.

Erstens, Wasserchemie: Da Kaffee ein saures Getränk ist, kann der Säuregehalt Ihres Brauwassers eine große Wirkung haben. Brauwasser, das geringe Mengen an Calciumionen und Bicarbonat (HCO₃⁻) enthält - also weiches Wasser - führt zu einem stark sauren Becher, der manchmal als sauer beschrieben wird. Brühwasser, das einen hohen Gehalt an HCO & sub3; & sub0; enthält - typischerweise hartes Wasser - erzeugt einen kalkhaltigen Becher, da das Bicarbonat die meisten aromatischen Säuren im Kaffee neutralisiert hat.

Idealerweise möchten wir Kaffee in der Mitte mit wasserhaltigem Wasser zubereiten. Es besteht jedoch eine gute Chance, dass Sie die Bicarbonatkonzentration in Ihrem eigenen Leitungswasser nicht kennen, und eine kleine Änderung macht einen großen Unterschied. Um die Wirkung zu testen, probieren Sie es mit Evian - einer der Flaschen mit der höchsten Bicarbonat-Konzentration - mit 360 mg / l.

Kritisch ist auch die Korngrößenverteilung, die Ihre Mühle produziert.

Jeder Kaffeeliebhaber wird Ihnen zu Recht sagen, dass Klingenschleifer ungünstig sind, weil sie eine scheinbar zufällige Partikelgrößenverteilung erzeugen. es können sowohl Pulver als auch im Wesentlichen ganze Kaffeebohnen nebeneinander existieren. Die Alternative, eine Gratschleifmaschine, enthält zwei Metallstücke mit Zähnen, die den Kaffee in immer kleinere Stücke zerschneiden. Sie lassen Bodenpartikel erst dann durch eine Öffnung, wenn sie klein genug sind.

Es gibt jedoch Streitigkeiten darüber, wie man die Schleifeinstellungen bei Verwendung eines Gratschleifers optimieren kann. Eine Denkweise unterstützt das Mahlen des Kaffees so fein wie möglich, um die Oberfläche zu maximieren, wodurch Sie die leckersten Aromen in höheren Konzentrationen extrahieren können. Die rivalisierende Schule befürwortet ein möglichst grobes Mahlen, um die Produktion von feinen Partikeln zu minimieren, die negative Aromen verleihen. Vielleicht ist der nützlichste Rat hier, zu bestimmen, was Ihnen am besten an Ihrem Geschmack gefällt.

Schließlich ist die Frische des Kaffees selbst entscheidend. Gerösteter Kaffee enthält eine beträchtliche Menge an CO₂ und anderen flüchtigen Stoffen, die in der festen Kaffeematrix eingeschlossen sind: Im Laufe der Zeit werden diese gasförmigen organischen Moleküle aus der Bohne austreten. Weniger flüchtige Stoffe bedeuten eine weniger geschmackvolle Tasse Kaffee. Die meisten Cafés servieren keinen Kaffee mehr als vier Wochen nach dem Röstdatum, was die Wichtigkeit der Verwendung frisch gerösteter Bohnen unterstreicht.

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Man kann die Altersrate durch Abkühlen des Kaffees verringern (wie durch die Arrhenius-Gleichung beschrieben). Während Sie Ihren Kaffee nicht in einem offenen Gefäß abkühlen sollten (es sei denn, Sie möchten Fischbratensuppe), kann die Aufbewahrung von Kaffee in einem luftdichten Behälter im Gefrierschrank die Frische erheblich verlängern.

Fühlen Sie sich also nicht schlecht, dass Ihre sorgfältig zubereitete Tasse Kaffee zu Hause niemals das bringt, was Sie im Café kaufen. Es gibt viele Variablen - wissenschaftliche und andere -, die man für die Herstellung eines einzelnen Cups der Superlative ringen muss. Sie können sich darauf verlassen, dass die meisten dieser Variablen nicht durch einen mathematischen Algorithmus, sondern durch die Zunge von jemandem optimiert werden. Das Wichtigste ist, dass Ihr Kaffee Ihnen gut schmeckt.

Dieser Artikel wurde ursprünglich auf The Conversation von Christopher H. Hendon veröffentlicht. Lesen Sie hier den Originalartikel.