В мире кофе термин "скорость экстракции" используют для количественного обозначения растворимых веществ, которые должны оставаться запертыми в ячейке Coffea Arabica Prison (см. часть 1) и сколько мы хотим освободить.
Чем дольше вода находится в клетке, тем больше растворимых веществ может быть растворено.
Оптимальный процент экстракции, рекомендованный Ассоциацией спешелти кофе (Specialty Coffee Association, SCA), составляет 18-22%. Это означает, что от общей массы кофейных зёрен, которую мы возьмем для заваривания, только 18-22% этой массы будет растворено водой и потенциально окажется в нашей чашке.
Вода может извлекать растворимые вещества только из тех клеток, к которым может прикоснуться
Теперь, когда мы знаем, как вода взаимодействует с каждой клеткой в отдельности, можно посмотреть, как она будет взаимодействовать с целым зерном. Для упрощения рассмотрим кофейные клетки так, будто они находятся в двумерной или плоской среде. На самом деле кофейное зерно - трёхмерная структура. Глядя на рисунок выше, представьте, что зерно целиком поместили в воду. Вода могла бы получить доступ только к тем клеткам, которые находятся на поверхности зерна, эти участки обозначены синим цветом.
Цель заваривания - освободить растворимые вещества из всех клеток кофейного зерна, поэтому нужно обеспечить доступ воды ко всем клеткам.
Измельчение кофейных зёрен (помол) увеличивает количество клеток, к которым вода может получить доступ
Добиться этого мы можем, измельчив кофейное зерно. По мере того, как кофейные частицы становятся меньше, общее число клеток, с которыми вода может контактировать, увеличивается экспоненциально.
С течением времени вода проникает глубже в каждую частицу кофе
Представьте, что клетки выше, - это одна кофейная частица размером 30x30 ячеек. В случае с первой клеткой вода контактировала с молотым кофе в течение 30 секунд. За это время она смогла проникнуть в первые две ячейки на внешнем краю кофейной частицы и вытащить из неё растворимые вещества.
Через 120 секунд вода прошла глубже и контактировала уже с 15-ю ячейками. Если бы вы остановили процесс заваривания в этот момент, растворимые вещества, которые находятся в ячейках в центре этой кофейной частицы так бы и остались запертыми внутри. Эта кофейная частица будет считаться недозаваренной (недоэкстрагированной).
Через 240 секунд вода проникла во все клетки, такая частица будет считаться полностью заваренной (экстрагированной).
Размер помола определяет скорость, с которой проходит экстракция
Теперь рассмотрим, что происходит, когда мы меняем размер помола. Временные шкалы 30, 120 и 240 секунд одинаковы, общее количество ячеек тоже одинаковое. Теперь мы можем полностью заварить такое же количество клеток за 30 секунд, чем ранее заварили за 240 секунд.
Размер помола не определяет, какие вещества мы извлекаем из клеток, он определяет, сколько времени потребуется воде, чтобы достичь всех клеток. Именно в таком ключе время и размер помола обратно связаны. Когда мы увеличиваем одно, мы должны уменьшить другое.
Экстракция - это баланс между размером помола и временем заваривания
Что будет, если мы используем разный размер помола, но сохраним одинаковое время заваривания (120 секунд)?
Напомним, что можно переэкстрагировать кофейную частицу и высвободить некоторые из негативных растворимых веществ. Это может произойти, если вода останется в контакте с кофейной частицей слишком долго. Оранжевые клетки на рисунке слева показывают кофейные частицы, которые были переэкстрагированы.
Рисунок в середине показывает оптимальный процент экстракции, который составляет 20%. Время и размер помола находятся в правильном балансе, где у воды достаточно времени, чтобы растворить позитивные растворимые вещества и не взаимодействовать с негативными.
На рисунке справа у воды было недостаточно времени, чтобы получить доступ ко всем клеткам в кофейной частице, поэтому как позитивные, так и негативные растворимые вещества остались запертыми в центре кофейной частицы.
Надеемся, что теперь стало понятнее, почему так важен равномерный размер частиц, когда мы намалываем кофе. Если помол будет неравномерным, это приведет к тому, что одни кофейные частицы будут недостаточно экстрагированы, а другие - переэкстрагированы.
Концентрация - это отношение растворимых веществ к воде в вашей чашке
До этого момента всё сводилось к экстракции, балансу позитивных и негативных растворимых веществ, которые высвобождаются из каждой клетки. Теперь давайте посмотрим на концентрацию, также известную как общее количество твёрдых растворенных веществ (TDS).
Концентрацию можно определить как отношение растворимых веществ к воде в чашке. Это в значительной степени вопрос личных предпочтений, но оптимальным обычно считают соотношение 1,5-1,35% (в соответствии со стандартами SCA).
Это означает, что на 1 растворимую частицу мы имеем 99 частей воды.
Растворимые вещества, высвобождаемые в процессе экстракции, определяют букет напитка, а TDS определяет интенсивность этого букета. Если провести аналогию с музыкой, то растворимые вещества - это сама мелодия, а TDS - громкость звучания этой мелодии.
Увеличение TDS приведет к получению более интенсивного букета, но избыточное увеличение концентрации может привести к тому, что одни вещества подавят другие.
Экстракция и Концентрация (TDS) - два важнейших параметра, определяющих процесс заваривания кофе.
Надеемся, эта история помогла разобраться в том, что происходит, когда кофейная частица погружается в воду, и почему небольшие изменения в соотношениях кофе и воды могут привести к большим различиям во вкусе.