咖啡并不存在过萃是真的吗

”Abbott教授说他并不认为通道效应会在浓缩咖啡中发生(除非在极端的情况下)。那么,如果不是通道效应,那又是什么呢?”

通道效应

几周前,我们还在说,过萃并不存在,这都是通道效应造成的;现在我们又告诉你,通道效应也不存在。

在这里,我们并不是要推翻你以往的知识认知;我们只是想更深入地研究一下在浓缩咖啡制作过程中水是如何流动的。通过这样做,我们可以清晰地区分我们平常所说的的通道效应(明显可见的)和一些更微妙、更隐蔽的变化,这些变化可能对风味有很大的影响,也是真正决定我们能萃取多少好物质的因素。

“过萃”和单宁

首先,在说到过萃时,我们最直观的感受是什么?随着萃取的增加,最终会到达一个点,之后咖啡开始变得又干又苦——这个点就是我们所说的”萃取上限”。这种苦味和干涩的感觉是由单宁造成的。单宁是大分子物质,它慢慢地溶解到水中。这意味着它们只有在非常高的萃取水平下才会进入咖啡中。

萃取得越均匀,在单宁造成干涩之前可以萃取的总量就越高。用传统方法,这个点可能达到22-24%的萃取率,但ScottRao和其他人最近成功地达到了27%,而且没有明显的涩味。

通道效应和微通道

我们都很熟悉浓缩咖啡中通道效应的出现,无论是用无底手柄看还是正常手柄看咖啡液流出的状态——水流在咖啡粉饼中非常不均匀流动的明显迹象。

Abbott教授最近在(PrufrockCoffee)的著作中说到,除了简单地稀释咖啡外,这种通道效应是否有很大的影响,因为它只影响咖啡粉饼的一小部分。的确,好的技术可以或多或少地消除这种通道效应,从而改善萃取效果,但对提高萃取上限的影响相对较小。

我们在观察一般咖啡机萃取浓缩咖啡时压力和水流之间的关系,ScottRao注意到,即使没有明显的通道效应发生,水流也会出现波动。减少这些水流动的波动可以增加萃取上限,这些水流波动他称之为”微通道”。Abbott推测,在咖啡粉饼内部,当水流通过时,咖啡粉的物质发生了转移,从而导致了颗粒变得更细,最终影响了咖啡颗粒之间空隙。

泊肃叶定律

根据泊肃叶定律(PoiseuillessLaw),这些空隙大小的微小变化对水流产生了巨大的影响。据研究,如果空隙直径扩大一倍,那么通过它的水流量就会增加16倍。这意味着,咖啡颗粒之间那些不可避免的间隙的微小变化对水的流动有很大影响。更多的水通过一个空隙意味着周围的咖啡粉有更高的萃取,但Abbott教授并不认为单凭这种流量的差异,足以造成局部单宁酸的萃取。

无滑移边界条件

之所以说单凭高流量水流不足以导致单宁的萃取是因为这种违反我们正常的认知,根据无滑移边界条件,在固体和液体之间,流速为零。

咖啡冲煮水流

这意味着,表面的分子只能通过扩散进入液体流,至少在通过边界层之前是这样。扩散到主流水流中的速度是”超级慢的”,因此不足以解释单宁是如何萃取出来的。

雷诺数和乱流

浓缩咖啡萃取中的水流是乱流形态的,而不是以直线的方式通过咖啡,水流是以随机的涡流和洋流通过。

咖啡水流的雷诺数

雷诺数决定了液体中的流动是层流还是乱流——雷诺数越高,发生乱流的可能性就越大。运动速度越快的液体,其雷诺数也越高——因此通过的空隙越大、速度越快,发生乱流的可能性就越大。

这种乱流使得水流更接近咖啡颗粒的表面,将单宁从边界层中缓慢地萃取出来。因此,正是这种乱流使得单宁被萃取,从而破坏了你的浓缩咖啡。

由于限制流速可降低雷诺数,这也很好地解释了流量剖面法如何通过减少乱流来改进浓缩咖啡萃取。

意思是,不一定要有一个明确的”通道效应”通过咖啡粉饼才会导致这种萃取。任何由于咖啡颗粒之间的空隙大小的微小变化,都会引发局部区域的流量增加,可能会导致乱流的增加,从而促使单宁的萃取。任何能减少这些间隙大小变化的操作,无论是更均匀的研磨大小和形状,还是更好地布粉,都可能提高萃取上限。