磨豆機磨盤溫度變熱時,會導致研磨變粗,並且影響萃取速度?

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使用冰鎮的、新鮮的、冷牛奶和萃取平衡的濃縮咖啡是製作美味拿鐵的關鍵原料。但隨著一天的繼續,完美的濃縮咖啡的萃取時間也隨之加快,就需要我們將磨豆機的研磨刻度調整更細一點。
在一天內,我們需要多次調整磨豆機的研磨刻度,以滿足夏季或冬季的溫度變化需求,這是一個十分複雜的問題,也沒有一個堅實的解釋。
隨著磨豆機和機器的升溫,溫度實際上會影響咖啡萃取過程的各個方面。

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圖示1. 實驗設計:兩種咖啡在兩台磨豆機上進行測試,兩台都是現在低溫時研磨然後在磨豆機升溫後再進行研磨萃取。
在萃取速度逐漸變得越來越快的謎題中,我們可以假設,可能是有兩個因素會起到主要的影響:
  1. 由於濃縮咖啡粉碗中裝的研磨好的咖啡粉的溫度在升高,最終導致萃取溫度升高。
  2. 隨著磨盤的升溫,研磨刻度所發生的潛在變化。
在科學家試圖理解一個複雜的系統性問題時,他們喜歡把問題拆解成更簡單的模塊。換句話說,也就是一次只研究一個特徵或者變量,同時保持其他變量不變。
本次主題會純粹關注研磨的溫度,在實驗研究中,我們發現更熱的研磨,從而導致更高的萃取溫度,降低了濃縮咖啡的粘稠度,粘度較低的液體會提升萃取的流速。雖然,這種情況只減少了幾秒鐘的萃取時間,而在現實中,這一變化對咖啡的味道卻具有戲劇性的影響。
磨盤的升溫,不僅會影響液體粘度和流速,也會影響研磨顆粒的粒徑分佈。為了要維持咖啡萃取的流速,咖啡師便需要在白天時更精準地調整研磨刻度。但是這個直觀的解決方案,是否真正解決了在更高的溫度下使研磨變得更粗的問題?

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實驗過程:
在接下來的兩組實驗中,每組都使用了兩台磨豆機進行了測試(一個錐刀磨盤和一個平刀磨盤),再以兩款不同的SOE為實驗樣本,且兩款豆子均距離烘焙時間超過7天(水洗哥倫比亞和日曬埃塞俄比亞)。 
每款咖啡都被會先在低溫的磨盤上進行研磨萃取,然後再取等份的豆子在已經發熱升溫的磨豆機上研磨並進行萃取。
對於在低溫磨豆機內研磨的咖啡「冷卻樣本」,相當於我們在早上打開磨豆機後,研磨的前幾杯咖啡。每種情況下的磨豆機的溫度都進行了測量,通常的平均溫度約為13°C。然後,保持研磨刻度設定不變,將兩公斤的咖啡豆投入到兩台磨豆機上,以模擬在咖啡館中大量出品的情況。緊接著,實驗樣本的咖啡豆也在不改變設置的情況下進行研磨,作為這些是我們的「高溫樣本」。

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圖示2: 冷熱研磨的粒度分佈。
 👈左邊:平刀磨豆機;👉右邊:錐刀磨豆機。
在兩個實驗樣本之間並不能觀察到明顯的位移。
由於想將研磨粒徑同研磨溫度和排氣的影響區分開,所以在使用LaMarzocoLineaPB進行一組10次重複萃取之前,冷熱研磨的咖啡都會在被研磨成咖啡粉後,單獨放置一個小時。萃取參數也會保持恆定的粉量(20.0克)和液重(40±0.5克)。低溫磨豆機研磨的咖啡粉的萃取時間接近30秒,而升溫後磨豆機研磨的咖啡粉的萃取時間則快達12秒。
每種情況下研磨的咖啡粉樣本被帶到維多利亞的La Trobe University 拉特羅貝大學,並在激光粒子篩上測量它們的粒徑,每款咖啡進行三次的測試。
圖2.顯示了平刀磨豆機和錐刀磨豆機在低溫高溫不同情況下粒徑分佈變化。雖然我們可能會看到實驗樣本從低溫到高溫的粒徑分佈之間的特徵變化,但依然很難判斷,這些研磨的咖啡粉是否變得更粗或更細。

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當我們思考水如何流過粉餅時,要考慮它們的表面積和體積,通常,濃縮咖啡使用的研磨刻度的平均直徑約為40微米,大概接近人類頭髮的直徑。 
但如圖2所示,能對磨豆機磨盤加熱後咖啡粉顆粒大小的變化有一個新的見解。這一次我們可以觀察到一個明顯的趨勢:與低溫磨豆機研磨出的咖啡粉相比,對標的四個高溫磨豆機研磨出的咖啡粉樣本的平均直徑都增加了8%到27%,這表明研磨的咖啡粉確實可以變得更粗。

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圖示3:平均直徑的增加與所有樣本的萃取時間的減少有明顯的相關性。 
點狀標示:平刀磨豆機。方形標示:錐刀磨豆機。
更重要的是,如圖3所示,隨著平均直徑的增加,這與萃取時間之間有這很強的相關性,但這與豆子的產地和磨豆機都有關係。在這些情況下,研磨變粗會帶來更快的流速。 
為什麼磨豆機升溫時會導致研磨變粗,這仍然是一個有待更詳細研究的問題。一種解釋是,咖啡豆碎裂的情況也會取決於磨盤的溫度,高溫會使咖啡豆的組織趨向於韌性而非斷裂。正如Christopher Hendon和他的同事在2016年的《科學報告》(Scientific Reports)論文中所顯示的,低溫磨豆會使咖啡粉的平均粒徑更細,而當豆子在較高的溫度下被磨碎時,情況正好相反。
 
但我們可以從這個實驗中得出結論的是,當磨盤升溫加熱時,咖啡研磨會變得更粗,細粉減少,而這個小的轉變有很大的影響,會導致萃取時間減少至10- 15秒。如果在高溫情況下,我們及時的將磨豆機的研磨刻度調細,則在磨豆機處於低溫狀態時,研磨的咖啡粉會帶來過萃的結果。

 文章轉載自精品咖啡美學   編譯:喬安咖啡

原文:Beanscene

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