Яким чином кава вибирається з зерна?
Ось вже тисячу років щоранку людство намагається розібратися в цьому питанні. Природа заклала у кавові зерна тисячі смачних розчинних частинок, і ми хочемо, щоб вони опинилися в наших чашках. Згодом ми засвоїли, що, якщо налити на мелену каву гарячу воду, то вода перетвориться на кавовий напій. Але іноді він буває смачний, а іноді – не дуже. Чому?
Ми спробуємо відповісти на це питання, розглянувши нутрощі кавового зерна на мікроскопічному рівні і розібравшись, що відбувається, коли зустрічаються мелена кава і вода.
Коли ми розглянемо каву на клітинному рівні, легко зрозуміємо, як саме пропорція води до кави, час їх контакту і розмір помолу впливають на процес приготування кави. Це допоможе нам розвинути інтуїтивне розуміння таких понять, як екстракція і показник TDS [кількість розчинених твердих речовин]. Не треба боятися цих абстрактних термінів або очікувати тут купи нудних технічних деталей. Історія, яку ми розповімо, – це історія про епічну втечу з в’язниці і про те, як мільйони хороших хлопців знаходять свою свободу, а погані – залишаються за ґратами. І, як ви напевно вже здогадалися, в ній є супергерой, який рятує світ.
Зазирнемо всередину зернятка
Наш шлях починається з одного-єдиного зернятка арабіки. Якщо порівняти це зерно з в’язницею, то в ній буде більше 4.500.000 камер! Тепер уявіть, що те зернятко, що на зображенні вище, ми розрізали по горизонталі.
Ось фотографія зрізу обсмаженого кавового зерна, яке розрізали навпіл. Зверніть увагу на всі ці крихітні дірочки. Кожна така дірочка колись була живою клітиною зерна, коли воно дозрівало всередині ягоди на кавовому дереві.
Це зображення збільшено в 750 разів за допомогою електронного мікроскопа, тож ми можемо легко побачити кожну клітину. Ширина однієї такої клітини – приблизно половина товщини волосу на вашій голові (50-70 мікронів).
Коли кавове зерно обсмажують, клітини заповнюються СО2 і розширюються. У кожній клітині опиняються замкненими розчинні речовини, які ми хочемо випустити в наш напій. «Розчинні речовини» [solubles] – це збірний термін, який означає ті речовини в зерні, які можуть бути розчинені водою. В загальних рисах, готувати каву – означає використовувати воду як розчинник, щоб розчинити речовини, замкнені в клітинах кавових зерен.
Розчинні речовини, що містяться в каві
У каві містяться речовини найрізноманітніших форм і розмірів. Картинка вище ілюструє 4 основні категорії речовин, які присутні в зернах, і унікальні відтінки смаку та аромату, які кожною з них привносяться в напій.
Фруктові кислоти найбільш розчинні, вони відповідають за легкі та фруктові нотки. Ліпіди – це натуральні жири та олії. Технічно вони не розчиняються у воді, але вода все ж може вимити їх з клітин зерна і зважити в емульсії. Способи приготування кави, в яких використовуються металеві фільтри, наприклад, френч-прес і еспресо, дозволяють ліпідам проходити крізь ці фільтри в чашку, що і дає ті тактильні відчуття в роті, якими славляться ці методи. Пори в паперових фільтрах настільки малі, що не пропускають більшу частину ліпідів. Тому фільтр-кава містить в 10 разів менше ліпідів в порівнянні з методами, в яких використовується металевий фільтр.
Коли каву обсмажують, в ході реакцій Маяра виникають меланоїдини, які відповідають за коричневий колір обсмажених зерен і напою. Вуглеводи складають 50% загальної маси сухих зерен, але тільки деякі з них розчиняються у воді. Вони додають напою солодкості та землистого присмаку і аромату.
Під час дозрівання кавової ягоди мати-природа замикає ці невинні речовини в клітинах кожного зернятка.
Ми знову всередині кавового зерна – як бачимо, ситуація для розчинних речовин не найліпша. Після того, як зерно виростили, зібрали, обробили і обсмажили, ці речовини виявилися замкненими в темних камерах-клітинах. Ну, там хоча б приємно пахне.
Примітка: кольорові кульки використовуються тільки в якості ілюстрації, масштаб і розміри не дотримані.
Але вода рятує світ! Коли вода входить в клітини зерен, вона починає розчиняти речовини. Саме цей розчин речовин у воді і відомий нам як кавовий напій.
Не всі розчинні речовини народилися рівними
Тільки 30% загальної маси кавової зернини складається з розчинних речовин. Решта 70% – з нерозчинних волокон і вуглеводів, які складають структуру зерна.
Близько 20% зернятка містять хороші речовини, а решта 10% – огидні на смак. Щоб приготувати відмінну чашку кави, нам потрібно постаратися випустити хороші речовини, а погані залишити під замком. На щастя, погані речовини рухаються повільніше і розчиняються довше, ніж хороші, тож ми можемо скоординувати втечу, обмеживши тривалість дії води.
Чим довше вода знаходиться в клітині, тим більше речовин екстрагується
У світі кави ступінь екстракції – це поняття, яке позначає, скільки речовин повинно залишитися мотати строк у в’язниці Coffea Arabica, а скільки ми хочемо звільнити. Чим довше вода знаходиться в клітині, тим більше речовин може розчинитися. Оптимальна ступінь екстракції, визначена SCAA, – 18-22%. Це означає, що 18-22% від загальної маси наших зерен розчиниться водою і потрапить в нашу чашку.
Вода може екстрагувати речовини тільки з тих клітин, до яких торкається
Отже, ми розібралися з тим, як вода взаємодіє з кожною клітиною окремо, і тепер можемо подивитися, як вона взаємодіє з цілим зерном. Заради простоти ми будемо думати про клітини так, наче вони двовимірні. В реальності зерно – це, звичайно, тривимірна структура, але перенести отримані знання на іншу модель досить просто.
Картинка вище: уявімо, що у воду помістили ціле зерно. Вода буде мати доступ тільки до клітин на зовнішній поверхні зерна, що підсвічується на зображенні синім.
Наша мета – звільнити речовини з усього зерна, тому доведеться знайти спосіб, як дати доступ воді до внутрішніх клітин.
Якщо змолоти кавове зерно, то кількість клітин, до яких має доступ вода, збільшиться
Ми можемо збільшити кількість клітин, до яких має доступ вода, якщо подрібнимо наше зерно. Частинки зменшуються, і загальна кількість клітин, з якими може контактувати вода, росте експоненціально.
Згодом вода проникає в кожну частинку кави глибше
Думайте про квадрати зверху як про одну частинку кави 30 х 30 клітин. У першому квадраті вода була в контакті з меленою кавою 30 секунд. За цей час вона встигла увійти в перші дві клітини від краю поверхні кави і вимити з них розчинні речовини. Через 120 секунд вода пробралася крізь 15 клітин. Якщо зупинити процес тут, речовини, які знаходяться в клітинах ближче до центру, так і залишаться за ґратами. Така кава буде вважатися недостатньо екстрагованою. Через 240 секунд вода пробереться в усі клітини, і частинка кави буде повністю екстрагована.
Розмір помолу визначає швидкість екстракції
Тепер подивимося, що відбувається, коли ми змінюємо розмір помолу. Мітки часу ті ж самі: 30, 120 і 240 секунд; загальна кількість клітин така ж сама. Однак тепер за 30 секунд можливо повністю екстрагувати ту ж саму кількість клітин, що і за 240. Розмір помолу не визначає, що саме екстрагується, але визначає, за яку кількість часу вода дістанеться до всіх клітин. Сподіваюся, тепер стало ясніше, що час контакту води і кави, і розмір помолу знаходяться в зворотній пропорції. Коли ми збільшуємо одне, потрібно зменшити інше.
Екстракція – це баланс між розміром помолу і часом контакту
Що як ми використаємо три налаштування помолу, але час контакту в усіх випадках буде 120 секунд?
Згадаймо, що, якщо вода контактує з клітиною кавового зерна занадто довго, то можлива надмірна екстракція, і в воді опиняться погані речовини. Помаранчеві клітини на ілюстрації ліворуч – це клітини, які були переекстраговані.
Ілюстрація посередині – це оптимальна ступінь екстракції, 20%. Тривалість контакту і розмір помолу правильно збалансовані: у води якраз достатньо часу для того, щоб розчинити хороші речовини, а погані залишити під замком.
На ілюстрації праворуч воді не вистачило часу, щоб пробратися в усі клітини, тож і погані, і хороші речовини залишилися замкненими в центрі частинки.
Тепер видно, чому під час помолу кави так важливо отримати частинки однакового розміру. Якщо помел нерівномірний, деякі частки будуть екстраговані занадто сильно, а інші – недостатньо.
Помел під еспресо
Помел під пуровер
Помел під френч-прес
Міцність – це пропорція води в чашці до розчинених у ній речовин[/B]
До цієї пори ми говорили про екстракцію і баланс хороших і поганих речовин, які виходять з кожної клітини. Тепер подивимося на міцність, також відому як показник TDS [не плутати з аналогічним показником для «чистої» води! — прим. перекл..
TDS можна визначити як пропорцію води в чашці до розчинених у ній речовин. Це здебільшого питання особистих вподобань, але зазвичай оптимальною вважається пропорція 1,15-1,35%. Іншими словами, на кожну розчинену частку маємо 99 частин води.
Речовини, що розчинилися у воді в ході екстракції, визначають, якими будуть смак і аромат, а TDS визначає їх інтенсивність. Це як музика – якщо думати про речовини як про звук як такий, а про TDS – як про його гучність. Якщо збільшити TDS, смак і аромат будуть міцнішими, але якщо його збільшити занадто, то деякі смаки можуть повністю забити інші.
Екстракція і TDS – це дві пропорції, які визначають процес приготування кави. Сподіваюся, ця історія допомогла вам розвинути інтуїтивне розуміння того, що відбувається, коли мелена кава опиняється у воді, і чому крихітні зміни пропорцій ведуть до величезних змін у смаку.
Тепер у вас є інструменти для того, щоб відточити ваш власний рецепт кави і дістати з зерна найкращий смак. Залишилося тільки почати експерименти і вивільнити речовини!
Джерело:
https://handground.com/grind/an-intuitive-guide-to-coffee-solubles-extraction-and-tds
переклад рос. з англ. — Арсений Тарасов, переклад укр. з рос. — Наталя Восканян.
