Preparar una gran taza de café depende de la química y la física

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¿Qué puedes hacer para asegurarte una bebida más perfecta? Chris Hendon, CC BY-ND

El café es único entre las bebidas artesanales, ya que el cervecero juega un papel importante en su calidad en el punto de consumo. Por el contrario, los bebedores compran cerveza de barril y vino como productos terminados; su única variable controlada por el consumidor es la temperatura a la que los bebes.

¿Por qué el café producido por un barista en un café siempre sabe diferente de los mismos frijoles elaborados en casa?

Puede deberse a sus años de entrenamiento, pero es más probable que sea su habilidad para aprovechar los principios de la química y la física. Soy un químico de materiales por día, y muchas de las consideraciones físicas que aplico a otros sólidos se aplican aquí. Las variables de temperatura, química del agua, distribución del tamaño de partícula, relación de agua con café, tiempo y, quizás lo más importante, la calidad del café verde, juegan un papel crucial en la producción de una taza sabrosa. Es la forma en que controlamos estas variables lo que permite que esa taza sea reproducible.

¿Qué tan fuerte es una taza de Joe?

Además de las contribuciones psicológicas y ambientales a por qué una taza de café preparada por barista sabe tan bien en la cafetería, tenemos que considerar el método de elaboración en sí.

A los humanos parecemos gustarles las bebidas que contienen constituyentes de café (por ejemplo, ácidos orgánicos, productos de Maillard, ésteres y heterociclos) en 1.2 a 1.5, porcentaje en masa (como en el café de filtro) y también bebidas que contienen 8 a 10 por ciento masa (como en espresso). Concentraciones fuera de estos rangos son difíciles de ejecutar Hay un número limitado de tecnologías que logran porcentajes de 8 a 10, siendo la máquina de café expreso la más familiar.

Sin embargo, hay muchas maneras de lograr una bebida que contenga porcentajes de 1.2 a 1.5. Un aparato de vertido, turco, árabe, de prensa, de prensa francesa, de sifón o de preparación por lotes (es decir, goteo regular) produce café que sabe bien en estas concentraciones. Estos métodos de preparación también tienen una ventaja sobre su contraparte de espresso: son baratos. Una máquina de espresso puede producir una bebida de esta concentración: el Americano, que es solo una bebida de espresso diluida en agua a la concentración de café filtrado.

Todos estos métodos dan como resultado aproximadamente la misma cantidad de café en la taza. Entonces, ¿por qué saben tan diferente?

Cuando el café se encuentra con el agua

Hay dos familias de dispositivos de elaboración de cerveza dentro de los métodos de baja concentración: aquellos que sumergen completamente el café en el agua de preparación y aquellos que hacen fluir el agua a través del lecho de café.


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Desde una perspectiva física, la principal diferencia es que la temperatura de las partículas de café es mayor en el sistema de inmersión total. La parte más lenta de la extracción de café no es la velocidad a la que los compuestos se disuelven de la superficie de partículas. Más bien, es el velocidad a la que el sabor del café se mueve a través de la partícula sólida a la interfaz agua-café, y esta velocidad aumenta con la temperatura.

Una temperatura particulada más alta significa que se extraerán más de los sabrosos compuestos atrapados dentro de las partículas de café. Pero una temperatura más alta también permite que más compuestos no deseados se disuelvan en el agua, también. La Asociación de Cafés Especiales presenta una rueda de sabor para ayudarnos a hablar sobre estos sabores, desde verde / vegetativo o de papel / mohoso hasta azúcar morena o fruta seca.

Los vertidos y otros sistemas de flujo son más complejos. A diferencia de los métodos de inmersión total, donde el tiempo es controlado, los tiempos de preparación de flujo dependen del tamaño de la molienda, ya que los suelos controlan el caudal.

La relación agua-café también importa en el tiempo de preparación. Simplemente moliendo más fino para aumentar la extracción invariablemente cambia el tiempo de preparación, ya que el agua se filtra más lentamente a través de terrenos más finos. Se puede aumentar la relación agua / café utilizando menos café, pero a medida que se reduce la masa de café, el tiempo de preparación también disminuye. La optimización de la elaboración del café de filtro es por lo tanto multidimensional y más engañosa que los métodos de inmersión total.Preparar una gran taza de café depende de la química y la física

Otras variables para tratar de controlar

Incluso si puede optimizar su método y aparato de infusión para imitar con precisión a su barista favorito, existe una posibilidad casi cierta de que su brebaje casero tenga un sabor diferente al del café. Hay tres sutilezas que tienen un tremendo impacto en la calidad del café: la química del agua, la distribución del tamaño de partícula producida por el molinillo y la frescura del café.

Primero, la química del agua: dado que el café es una bebida ácida, la acidez de su agua de preparación puede tener un gran efecto. El agua de preparación que contiene bajos niveles de iones calcio y bicarbonato (HCO₃⁻), es decir, agua blanda, dará como resultado una taza altamente ácida, a veces descrita como agria. El agua de cerveza que contiene altos niveles de HCO₃⁻, típicamente agua dura, producirá una taza calcárea, ya que el bicarbonato ha neutralizado la mayoría de los ácidos aromatizantes en el café.

Lo ideal es que queramos preparar café con agua que contiene la química en algún lugar en el medio. Pero hay muchas posibilidades de que no sepas la concentración de bicarbonato en tu propio agua del grifo, y un pequeño cambio hace una gran diferencia. Para probar el impacto, intente preparar café con Evian, una de las aguas embotelladas de mayor concentración de bicarbonato, a 360 mg / L.

La distribución del tamaño de partícula que produce su trituradora también es crítica.

Todos los entusiastas del café con razón le dirán que las amoladoras de cuchillas no están favorecidas porque producen una distribución de tamaño de partícula aparentemente aleatoria; puede haber polvo y granos de café esencialmente enteros coexistiendo. La alternativa, una trituradora de burr, presenta dos piezas de metal con dientes que cortan el café en pedazos progresivamente más pequeños. Permiten partículas terrestres a través de una abertura solo una vez que son lo suficientemente pequeñas.

Preparar una gran taza de café depende de la química y la físicaBuscando una molienda más uniforme. Aaron Itzerott en Unsplash, CC BY

Ahi esta contención sobre cómo optimizar la configuración de rutina cuando se usa una trituradora de rebabas, sin embargo. Una escuela de pensamiento apoya moler el café lo más fino posible para maximizar el área de superficie, lo que le permite extraer los sabores más deliciosos en concentraciones más altas. La escuela rival aboga por la molienda tan gruesa como sea posible para minimizar la producción de partículas finas que imparten sabores negativos. Quizás el consejo más útil aquí es determinar qué es lo que más le gusta según su preferencia de gusto.

Finalmente, la frescura del café en sí es crucial. El café tostado contiene una cantidad significativa de CO₂ y otros volátiles atrapados dentro de la matriz de café sólido: Con el tiempo estas moléculas orgánicas gaseosas escaparán del frijol. Menos volátiles significa una taza de café menos sabrosa. La mayoría de los cafés no servirán café más de cuatro semanas después de la fecha del asado, enfatizando la importancia de usar frijoles recién tostados.

Se puede mitigar la velocidad de envejecimiento al enfriar el café (como se describe en la ecuación de Arrhenius) Si bien no debe enfriar su café en un recipiente abierto (a menos que desee utensilios para pescar con los dedos), almacenar café en un recipiente hermético en el congelador prolongará significativamente la frescura.

La conversaciónAsí que no se sienta mal porque su taza de café cuidadosamente preparada en casa nunca se amolda a lo que compra en el café. Hay muchas variables, científicas y de otro tipo, que deben discutirse para producir una sola copa superlativa. Tenga la tranquilidad de que la mayoría de estas variables no están optimizadas por algunos matemático algoritmo, pero más bien por la lengua de alguien. Lo que es más importante es que su café sabe bien para usted ... preparar después de la infusión.

Sobre el Autor

Christopher H. Hendon, Profesor Asistente de Materiales Computacionales y Química, Universidad de Oregon

Este artículo se publicó originalmente el La conversación. Leer el articulo original.

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