Исследователи обнаружили, что статическое электричество, образующееся при помоле кофе, зависит от содержания влаги в зернах. Добавление воды перед помолом снижает статическое электричество и улучшает качество эспрессо. Открытия принесли экономическую выгоду кофейной индустрии стоимостью 343,2 миллиарда долларов, а также улучшили крепость эспрессо.
Добавление воды перед измельчением кофейных зерен значительно снижает статическое электричество, в результате чего получается более насыщенный и однородный эспрессо, что может изменить практику кофейной индустрии.
Дробление и трение кофейных зерен во время помола создает электрический ток, который заставляет частицы кофе слипаться и прилипать к кофемолке. Кофейные зерна с более высокой внутренней влажностью генерируют меньше статического электричества, а это означает, что меньше кофе тратится впустую и меньше мусора необходимо убирать, сообщают исследователи 6 декабря в журнале Matter. Этот эффект можно смоделировать, добавив небольшое количество воды непосредственно перед помолом кофейных зерен. Исследование команды также показывает, что добавление небольшого количества воды при помоле кофейных зерен позволяет получить более плотный и насыщенный эспрессо.
«Влага, либо остаточная влажность внутри обжаренного кофе, либо внешняя влажность, добавляемая во время помола, определяет количество заряда, образующегося во время помола», — сказал старший автор Кристофер Хендон, химик по вычислительным материалам из Университета Орегона. «Вода не только снижает статическое электричество, тем самым уменьшая беспорядок во время процесса помола, но также может оказать существенное влияние на крепость кофе и потенциально повысить интенсивность вкуса кофе».
Исследователи говорят, что эти улучшения в экстракции кофе могут оказать огромное экономическое влияние на кофейную индустрию, стоимость которой составляет 343,2 миллиарда долларов и составляет 1,5% валового внутреннего продукта США. Хендон сказал: «При том же качестве сухого кофе увеличение концентрации на 10–15% имеет огромное значение для экономии затрат и улучшения качества».
В кофейной индустрии давно известно, что помол кофе генерирует статическое электричество, которое может вызвать комкование кофе и иногда его шок, но мало что было известно о том, как различные свойства кофе вызывают это явление или как статическое электричество влияет на заваривание кофе. Чтобы определить факторы, участвующие в генерации статического электричества во время помола кофе, Хендон объединился с вулканологами, которые изучают аналогичные процессы электрификации во время извержений вулканов.
«Во время извержения вулкана магма распадается на множество мелких частиц, которые затем вырываются из вулкана, образуя большой шлейф дыма», — сказал ведущий автор Джошуа Мендес Харпер, вулканолог из Портлендского государственного университета. «На протяжении всего процесса эти частицы трутся друг о друга и заряжаются, создавая молнии. Проще говоря, это похоже на помол кофе, когда вы измельчаете кофейные зерна в мелкий порошок».
Исследователи измерили количество статического электричества, образующегося при измельчении различных кофейных зерен, обжаренных в коммерческих и домашних условиях, которые различаются в зависимости от страны происхождения, метода обработки (натуральный, промытый или без кофеина), цвета обжарки и содержания влаги, а также других факторов. Они также сравнили влияние толщины помола на количество производимой электроэнергии.
Не было никакой корреляции между статическим электричеством и происхождением или методом обработки кофе, но исследователи обнаружили, что количество вырабатываемого электричества связано с содержанием влаги, цветом обжарки и размером частиц. Когда содержание воды в кофе выше и кофе более грубого помола, генерируется меньше статического электричества. Кофе легкой обжарки накапливает меньший заряд, и этот заряд, скорее всего, будет положительным, тогда как кофе темной обжарки (который также имеет тенденцию быть более сухим) развивает отрицательный заряд и создает больший общий заряд. Исследователи также обнаружили, что при одинаковых условиях помола кофе темной обжарки дает гораздо более мелкие частицы, чем кофе светлой обжарки.
Исследовательская группа проверила, изменит ли добавление воды при помоле способ приготовления эспрессо. Они сравнили эспрессо, сваренный из одних и тех же кофейных зерен, молотых с водой или без нее, и обнаружили, что зерна, измельченные с водой, экстрагируются дольше и имеют более сильный вкус. Добавление воды к помолу также делает эспрессо каждый раз более похожим, преодолевая серьезное препятствие для бариста и промышленных производителей кофе.
Хотя они тестировали только эспрессо, исследователи говорят, что эти преимущества применимы и ко многим другим методам заваривания. «Основное преимущество добавления воды во время процесса помола заключается в том, что кофейный слой упаковывается более плотно, поскольку в нем меньше комков. Эспрессо является наиболее проблематичным в этом отношении, но вы также можете увидеть это преимущество в методах заваривания, когда вода льется на кофе, или в небольших системах перколяции, таких как плита Bialetti. Вы не увидите преимущества в методах заваривания, таких как френч-пресс, где кофе погружается в воду», — говорит Хендон.
Исследователи планируют провести дополнительные исследования того, как приготовить идеальную чашку кофе. «Теперь, когда мы знаем, какие настройки помола использовать для приготовления воспроизводимого эспрессо, мы можем попытаться понять, какие факторы способствуют сенсорным различиям во вкусе кофе», — сказал Хендон.
Их работа также имеет значение, выходящее за рамки повседневного пивоварения, поскольку электрификация гранулированных материалов является активной областью исследований в области материаловедения, геофизики и инженерии.
«Это похоже на начало анекдота — вулканолог и эксперт по кофе заходят в бар и публикуют статью», — сказал Мендес-Харпер. «Эти исследования могут помочь решить параллельные проблемы геофизики — будь то оползни, извержения вулканов или то, как вода проникает через почву».
Источник составления: ScitechDaily.