Zatímco mnoho milovníků kávy se zaměřuje na profil pražení nebo původ zrn, tajemství dokonalého espressa může spočívat ve fyzikálních zákonech. Nový výzkum ukazuje, že proces výroby espressa se řídí stejnými matematickými principy, které popisují pohyb plynů v sopkách nebo pohyb vody zemskou kůrou.
Věda o perkolaci
V jádru je příprava espressa procesem perkolace, tedy pohybu tekutiny porézním médiem. V tomto případě je „médium“ stlačený disk mleté kávy, známý jako kávová tableta (puk).
Podle Fabiana Wadswortha, geovědce z Univerzity Ludwiga Maximiliana v Mnichově, bylo studium kávy původně způsob, jak učit složité geologické koncepty. Použitím espressa jako modelu mohou studenti snáze pochopit, jak kapaliny interagují s pevnými strukturami.
Pro dosažení kvalitní extrakce je třeba kontrolovat dvě kritické proměnné:
- Rovnoměrnost: Mletá káva by měla být rozdělena rovnoměrně a tableta by měla být rovnoměrně stlačena. Pokud je tableta nerovná, voda si najde cestu nejmenšího odporu a vytvoří „kanály“, kterými protéká příliš rychle a ostatní části kávy zůstávají nedostatečně extrahované.
- Flow Rate: Doba kontaktu horké vody s kávovou sedlinou je kritická. Pokud se voda pohybuje příliš pomalu, nápoj bude příliš extrahovaný a hořký; příliš rychle ztrácí káva hustotu, obsah kofeinu a chuť.
Ověření modelu
Aby Wadsworth a jeho tým dokázali, že matematická rovnice dokáže přesně předpovědět kvalitu espressa, provedli přísné testy. Analyzovali dvě různé pečeně – Tumbu ze Rwandy a Guayacán z Kolumbie – při 22 různých nastaveních mletí.
Pomocí pokročilého softwaru vědci převedli rentgenové řezy do 3D vykreslování, aby přesně sledovali pohyb tekutiny skrz vzorky kávy. Výsledky potvrdily, že stejné rovnice používané k modelování pohybu magmatu nebo vody v pískovci jsou ideálně použitelné i pro kávu.
Jedním z nejvýznamnějších zjištění byl vliv propustnosti :
– Velikost kávových částic radikálně mění charakter proudu vody.
– Například zdvojnásobení velikosti zrna zčtyřnásobí propustnost, což výrazně urychlí proces extrakce.
Proč je to důležité pro milovníky kávy
Tento výzkum překlenuje propast mezi vysokou geofyzikou a každodenním ranním kávovým rituálem. Přestože se matematika může zdát abstraktní, poskytuje vědecký základ pro intuici, kterou profesionální baristé používají.
Pro odborníky používající špičkové stroje schopné měřit přesný tlak a průtoky nabízí tento model způsob, jak kvantifikovat „dokonalý záběr“. Posunuje přípravu espressa z oblasti dohadů a „pocitu“ k předvídatelné a měřitelné vědě.
„To ukazuje, jak techniky vyvinuté v jedné oblasti mohou otevřít nové perspektivy v jiné,“ říká expert na vědu o kávě Samo Smrke.
Závěr
Aplikací fyziky vulkanologie na kávovou tabletu vytvořili vědci matematický rámec pro pochopení extrakce chutí. Toto spojení dokazuje, že rozdíl mezi hořkým nápojem a dokonalým espressem je věcí řízené dynamiky tekutin.
