Математики оптимизировали приготовление эспрессо

Ученые создали математическую модель приготовления эспрессо, которая показала оптимальные значения параметров, позволяющих добиться повторяемости вкуса, при этом экономя кофе. Ключевая рекомендация заключается в помоле зерен до определенного размера, который грубее используемого сегодня в большинстве случаев, пишут авторы в журнале Matter.

Эспрессо — это один из самых популярных способов заваривания кофе. Для получения этого напитка горячую воду под давлением пропускают сквозь молотые жареные зерна. Несмотря на распространенность этого метода, результат его применения зачастую отличается раз от раза. Как правило, это списывают на человеческий фактор, хотя полноценных подтверждений этому нет.

Существуют официальные рекомендации по завариванию эспрессо. Согласно им конечный объем напитка должен составлять от 25 до 35 миллилитров, при этом воду следует подавать под давлением в 9 бар, при температуре от 92 до 95 градусов Цельсия и в течение 20–30 секунд, а необходимая масса зерен для одной чашки должна находится в диапазоне от 7 до 9 грамм. Однако многие кофейни отклоняются от этих правил, так как современные кофемашины позволяют настраивать не только эти параметры, но и многие другие.

Конечный вкус кофе определяется соотношением концентраций примерно двух тысяч химических соединений, содержащихся в зернах. Обычно считается, что чем меньше помол — тем лучше будет напиток, так как таким образом увеличивается площадь контакта кофе с водой. Однако в реальности сварить одинаковый на вкус эспрессо несколько раз подряд очень сложно.

Джейми Фостер (Jamie Foster) из Университета Портсмута и его коллеги разработали новую математическую модель заваривания эспрессо, которая предлагает оригинальное объяснение непостоянства качества. Согласно результатам работы, количество завариваемого кофе нелинейно зависит от степени помола: по мере уменьшения размера крупинок продуктивность растворения растет, но после определенного значения начинает падать.

Авторы использовали не прямое моделирование всех физических и химических процессов при протекании воды сквозь кофе, а модифицировали хорошо разработанные методы симуляции движения заряженных частиц в литий-ионных батареях. Оказалось, что слишком мелкий помол приводит к частичному закупориванию фильтра и уменьшению доли растворяющегося субстрата.

В конечном итоге авторы предлагают использовать не самый мелкий помол, добавлять чуть меньше зерен и использовать меньше воды. По словам исследователей, такая стратегия приводит к экономии денег и ресурсов, а также обеспечивает воспроизводимость вкуса напитка. Однако это не значит, что существует одно единственное значение параметров, которое позволяет сварить наилучший кофе, так как предпочтения во вкусе у людей различаются. В некоторых случаях для воспроизведения предпочитаемого вкуса может понадобится смешение нескольких завариваний по оптимизированному способу.

Для тех, кто хочет разобраться в действии основного тонизирующего компонента кофе — кофеина, — мы делали материал «Кофе: проклятие четырех чашек». О способности кофе влиять на продолжительность жизни и в целом о качестве научных исследований питания мы писали в блоге «Чашечку кофе?».

Тимур Кешелава