Meskipun banyak penggemar kopi berfokus pada profil sangrai atau asal usul biji kopi, rahasia untuk menghasilkan espresso yang sempurna sebenarnya terletak pada hukum fisika. Penelitian baru menunjukkan bahwa proses pembuatan espresso diatur oleh prinsip matematika yang sama yang menggambarkan bagaimana gas menggelembung melalui gunung berapi atau bagaimana air bergerak melalui kerak bumi.
Ilmu Perkolasi
Pada intinya, membuat espresso adalah latihan perkolasi —pergerakan cairan melalui media berpori. Dalam hal ini, “medium” adalah cakram kopi bubuk terkompresi, yang dikenal sebagai puck.
Menurut Fabian Wadsworth, ilmuwan bumi di Ludwig-Maximilians-Universität München, studi tentang kopi pada awalnya merupakan cara untuk mengajarkan konsep geologi yang kompleks. Dengan menggunakan espresso sebagai model, siswa dapat lebih mudah memahami bagaimana fluida berinteraksi dengan struktur padat.
Untuk mencapai ekstraksi berkualitas tinggi, dua variabel penting harus dikelola:
- Keseragaman: Bubuk kopi harus tersebar merata dan keping harus dipadatkan (dikompres) secara merata. Jika kepingnya tidak rata, air akan menemukan jalur yang hambatannya paling kecil, menciptakan “saluran” yang mengalir terlalu cepat melalui area tertentu, sehingga bagian kopi lainnya kurang terekstraksi.
- Laju Aliran: Durasi kontak antara air panas dan tanah sangat penting. Jika air bergerak terlalu lambat, minuman menjadi terlalu banyak dan pahit; jika bergerak terlalu cepat, kopi akan kehilangan body, kafein, dan rasa.
Memvalidasi Model
Untuk membuktikan bahwa persamaan matematis dapat memprediksi kualitas espresso secara akurat, Wadsworth dan timnya melakukan pengujian yang ketat. Mereka menganalisis dua proses pemanggangan yang berbeda—Tumba dari Rwanda dan Guayacán dari Kolombia—di 22 pengaturan penggilingan yang berbeda.
Dengan menggunakan perangkat lunak canggih, para peneliti mengubah penampang sinar-X menjadi rendering 3D untuk melacak dengan tepat bagaimana cairan bergerak melalui sampel kopi. Temuan ini menegaskan bahwa persamaan yang sama yang digunakan untuk memodelkan pergerakan magma atau air yang mengalir melalui batu pasir juga berlaku untuk kopi.
Salah satu dampak paling signifikan adalah dampak permeabilitas :
– Ukuran butiran kopi secara drastis mengubah cara air mengalir.
– Misalnya, menggandakan ukuran butir akan meningkatkan permeabilitas sebanyak empat kali, sehingga mempercepat proses ekstraksi secara signifikan.
Mengapa Ini Penting bagi Pecinta Kopi
Penelitian ini menjembatani kesenjangan antara geofisika tingkat tinggi dan ritual sehari-hari menyeduh minuman di pagi hari. Meskipun perhitungannya mungkin tampak abstrak, namun hal ini memberikan landasan ilmiah bagi intuisi yang dipraktikkan oleh barista profesional.
Bagi para ahli yang menggunakan mesin canggih yang mampu mengukur tekanan dan laju aliran secara tepat, model ini menawarkan cara untuk mengukur “hasil tembakan yang sempurna”. Hal ini menggerakkan pembuatan espresso dari sekedar dugaan dan “rasa” menuju ilmu pengetahuan yang dapat diprediksi dan diukur.
“Hal ini menunjukkan bagaimana metode yang dikembangkan di satu bidang dapat membuka perspektif baru di bidang lain,” kata pakar ilmu kopi Samo Smrke.
Kesimpulan
Dengan menerapkan fisika vulkanologi pada keping kopi, para peneliti telah menyediakan kerangka matematika untuk memahami ekstraksi rasa. Kaitan ini membuktikan bahwa perbedaan antara bitter shot dan espresso sempurna terletak pada dinamika fluida yang terkontrol.
