У той час як багато любителів кави зосереджені на профілі обсмажування або походження зерна, секрет ідеальної порції еспресо може полягати в законах фізики. Нові дослідження показують, що процес приготування еспресо підпорядковується тим самим математичним принципам, що описують рух газів у вулканах чи рух води крізь земну кору.
Наука перколяції
За своєю суттю приготування еспресо — це процес перколяції, тобто руху рідини через пористе середовище. В даному випадку «середовищем» є спресований диск меленої кави, відомий як кавова таблетка (puck).
За словами Фабіана Уодсворта, вченого-геолога з Мюнхенського університету Людвіга-Максіміліана, вивчення кави спочатку було способом викладання складних геологічних концепцій. Використовуючи еспресо як модель, студенти можуть легше зрозуміти, як рідини взаємодіють з твердими структурами.
Для досягнення якісної екстракції необхідно контролювати дві критичні змінні:
- Рівномірність: мелена кава має бути розподілена рівномірно, а таблетка — спресована однорідно. Якщо таблетка буде нерівною, вода знайде шлях найменшого опору, створюючи «канали», якими вона протікає дуже швидко, через що інші частини кави залишаться недоекстрагованими.
- Швидкість потоку: час контакту гарячої води з кавовою гущею має вирішальне значення. Якщо вода рухається надто повільно, напій виходить переекстрагованим та гірким; якщо занадто швидко – кава втрачає щільність, вміст кофеїну та смак.
Перевірка моделі
Щоб довести, що математичне рівняння може точно пророкувати якість еспресо, Уодсворт та його команда провели ретельні випробування. Вони проаналізували два різні види обсмажування – Tumba з Руанди та Guayacán з Колумбії – на 22 різних налаштуваннях помелу.
Використовуючи сучасне програмне забезпечення, дослідники перетворили рентгенівські перерізи на 3D-рендери, щоб точно відстежити рух рідини через зразки кави. Результати підтвердили, що ті ж рівняння, які використовуються для моделювання руху магми або води в пісковику, ідеально застосовуються і до кави.
Одним із найбільш значущих висновків став вплив проникності :
– Розмір кавової частки кардинально змінює характер потоку води.
– Наприклад, подвоєння розміру зерна збільшує проникність у чотири рази, що значно прискорює процес екстракції.
Чому це важливо для любителів кави
Це дослідження скорочує розрив між високою геофізикою та щоденним ритуалом ранкової кави. Хоча математика може здатися абстрактною, вона дає наукову основу інтуїції, якою користуються професійні баристи.
Для експертів, які використовують висококласні машини, здатні вимірювати точний тиск та швидкість потоку, ця модель пропонує спосіб кількісно оцінити «ідеальний шот». Вона переводить приготування еспресо в галузі здогадів і «відчуттів» у площину передбачуваної та вимірної науки.
“Це показує, як методи, розроблені в одній галузі, можуть відкрити нові перспективи в іншій”, – зазначає експерт у галузі кавової науки Само Смрке.
Висновок
Застосувавши фізику вулканології до кавової таблетки, дослідники створили математичну базу розуміння екстракції смаку. Цей зв’язок доводить, що різниця між гірким напоєм та ідеальним еспресо – це питання керованої гідродинаміки.
