Brassage d'une grande tasse de café dépend de la chimie et de la physique

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Que pouvez-vous faire pour assurer une infusion plus parfaite? Chris Hendon, CC BY-ND

Le café est unique parmi les boissons artisanales en ce sens que le brasseur joue un rôle important dans sa qualité au point de consommation. En revanche, les buveurs achètent de la bière pression et du vin en tant que produits finis; leur seule variable contrôlée par le consommateur est la température à laquelle vous les buvez.

Pourquoi le café produit par un barista dans un café a-t-il toujours un goût différent des mêmes fèves brassées à la maison?

Cela peut être dû à leurs années d'entraînement, mais plus probablement à leur capacité d'exploiter les principes de la chimie et de la physique. Je suis un chimiste des matériaux le jour, et de nombreuses considérations physiques que je applique à d'autres solides s'appliquent ici. Les variables de la température, de la chimie de l'eau, de la distribution granulométrique, du rapport eau-café, du temps et, peut-être surtout, de la qualité du café vert jouent tous un rôle crucial dans la production d'une tasse savoureuse. C'est ainsi que nous contrôlons ces variables qui permettent de reproduire cette coupe.

Quelle force une tasse de Joe?

Outre les contributions psychologiques et environnementales à la dégustation d'une tasse de café préparée par un barista au café, nous devons considérer la méthode d'infusion elle-même.

Nous, les humains, aimons les boissons qui contiennent des constituants du café (acides organiques, produits de Maillard, esters et hétérocycles, pour n'en citer que quelques uns) à 1.2 à 1.5 pour cent en masse (comme dans le café filtre) et favorisent également les boissons contenant 8 à 10. masse (comme dans l'espresso). Concentrations en dehors de ces plages sont difficiles à exécuter. Il existe un nombre limité de technologies qui atteignent des concentrations de 8 à 10 en pourcentage, la machine à expresso étant la plus familière.

Cependant, il existe plusieurs façons d'obtenir une boisson contenant du 1.2 au 1.5 pour cent de café. Un appareil de coulée, de turc, d'arabe, d'aérographe, de presse française, de siphon ou d'infusion en discontinu (c'est-à-dire un égouttement régulier) produit chacun du café qui a bon goût autour de ces concentrations. Ces méthodes d'infusion ont aussi un avantage sur leur homologue expresso: elles sont bon marché. Une machine à expresso peut produire une boisson de cette concentration: l'Americano, qui est juste un coup d'expresso dilué avec de l'eau à la concentration de café filtre.

Toutes ces méthodes donnent à peu près la même quantité de café dans la tasse. Alors, pourquoi peuvent-ils avoir un goût si différent?

Quand le café rencontre l'eau

Il existe deux familles de dispositifs de brassage dans les méthodes à faible concentration: celles qui immergent complètement le café dans l'eau d'infusion et celles qui la font couler dans le lit de café.

D'un point de vue physique, la différence majeure est que la température des particules de café est plus élevée dans le système d'immersion totale. La partie la plus lente de l'extraction du café n'est pas la vitesse à laquelle les composés se dissolvent de la surface des particules. Au contraire, c'est le vitesse à laquelle la saveur du café se déplace à travers la particule solide à l'interface eau-café, et cette vitesse est augmentée avec la température.

Une température de particules plus élevée signifie que plus de composés savoureux piégés dans les particules de café seront extraits. Mais une température plus élevée permet également à plus de composés indésirables de se dissoudre dans l'eau. L'Association du café de spécialité présente un roue de saveur pour nous aider à parler de ces saveurs - du vert / végétatif ou du papier / de la moisissure à la cassonade ou aux fruits secs.

Les déversements et autres systèmes de circulation sont plus complexes. Contrairement aux méthodes d'immersion complète où le temps est contrôlé, les temps d'infusion à écoulement continu dépendent de la taille de mouture puisque les sols contrôlent le débit.

Le rapport eau-café compte également dans le temps d'infusion. Le simple broyage plus fin pour augmenter l'extraction change invariablement le temps d'infusion, car l'eau s'infiltre plus lentement à travers des sols plus fins. On peut augmenter le rapport eau-café en utilisant moins de café, mais à mesure que la masse de café diminue, le temps d'infusion diminue également. L'optimisation du brassage du café filtre est donc multidimensionnelle et plus délicate que les méthodes d'immersion totale.Brassage d'une grande tasse de café dépend de la chimie et de la physique

D'autres variables pour essayer de contrôler

Même si vous pouvez optimiser votre méthode d'infusion et votre appareil pour imiter précisément votre barista préféré, il y a toujours une chance quasi certaine que votre breuvage maison ait un goût différent du café. Il y a trois subtilités qui ont un impact énorme sur la qualité du café: la chimie de l'eau, la distribution granulométrique produite par le broyeur et la fraîcheur du café.

Premièrement, la chimie de l'eau: Étant donné que le café est une boisson acide, l'acidité de votre eau d'infusion peut avoir un effet important. L'eau de brasserie contenant de faibles taux d'ions calcium et de bicarbonate (HCO₃⁻) - c'est-à-dire de l'eau douce - donnera une tasse très acide, parfois décrite comme acide. L'eau de brassage contenant des niveaux élevés de HCO₃⁻ - typiquement de l'eau dure - produira une tasse crayeuse, car le bicarbonate a neutralisé la plupart des acides aromatisés présents dans le café.

Idéalement, nous voulons préparer du café avec de l'eau contenant de la chimie quelque part au milieu. Mais il y a de fortes chances que vous ne connaissiez pas la concentration de bicarbonate dans votre propre eau du robinet, et un petit changement fait une grande différence. Pour goûter à l'impact, essayez de préparer le café avec Evian, l'une des eaux les plus concentrées en bicarbonate, à 360 mg / L.

La distribution de la taille des particules produite par votre broyeur est également critique.

Chaque amateur de café vous dira à juste titre que les meules à lame sont défavorisées parce qu'elles produisent une distribution de taille de particules apparemment aléatoire; il peut y avoir coexistence de grains de café en poudre et essentiellement entiers. L'alternative, un broyeur de bavures, comporte deux morceaux de métal avec des dents qui coupent le café en morceaux progressivement plus petits. Ils permettent aux particules broyées à travers une ouverture seulement une fois qu'elles sont suffisamment petites.

Brassage d'une grande tasse de café dépend de la chimie et de la physiqueÀ la recherche d'une mouture plus homogène. Aaron Itzerott sur Unsplash, CC BY

Il est contention sur la façon d'optimiser les paramètres de mouture lors de l'utilisation d'un moulin à bavures, cependant. Une école de pensée soutient le broyage du café aussi fin que possible afin de maximiser la surface, ce qui vous permet d'extraire les saveurs les plus délicieuses à des concentrations plus élevées. L'école rivale préconise le broyage le plus grossier possible afin de minimiser la production de particules fines qui confèrent des saveurs négatives. Peut-être le conseil le plus utile ici est de déterminer ce que vous préférez en fonction de vos préférences gustatives.

Enfin, la fraîcheur du café lui-même est cruciale. Le café torréfié contient une quantité importante de CO₂ et d'autres volatiles piégés dans la matrice de café solide: Avec le temps, ces molécules organiques gazeuses s'échapperont du haricot. Moins de volatiles signifie une tasse de café moins savoureuse. La plupart des cafés ne serviront pas de café plus de quatre semaines après la date de torréfaction, ce qui souligne l'importance de l'utilisation de grains fraîchement torréfiés.

On peut atténuer le taux de rassissement en refroidissant le café (comme décrit par l'équation d'Arrhenius). Alors que vous ne devriez pas refroidir votre café dans un récipient ouvert (sauf si vous voulez des infusions de poisson), stocker le café dans un récipient hermétique dans le congélateur prolongera considérablement la fraîcheur.

La ConversationAlors ne vous sentez pas mal que votre tasse de café soigneusement préparé à la maison ne se compare jamais à ce que vous achetez au café. Il y a beaucoup de variables - scientifiques et autres - qui doivent être combattues pour produire une seule coupe superlative. Considérez que la plupart de ces variables ne sont pas optimisées par certains mathématique algorithmemais plutôt par la langue de quelqu'un. Ce qui est le plus important, c'est que votre café soit bon pour vous ... infuser après l'infusion.

A propos de l'auteur

Christopher H. Hendon, professeur adjoint de matériaux computationnels et de chimie, Université de l'Oregon

Cet article a été publié initialement le La Conversation. Lis le article original.

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