Wyższe ciśnienie w ekspresie do kawy wcale nie musi oznaczać lepszego espresso. Do takiego wniosku doszli polscy naukowcy, którzy zbadali, jak woda przepływa przez zmieloną kawę. Okazało się, że zbyt mocny nacisk może paradoksalnie utrudniać parzenie.
Badania rozpoczęły się od pytania zadanego podczas Warsaw Coffee Conference. Bariści chcieli lepiej zrozumieć zjawisko tzw. kanalikowania, czyli sytuacji, gdy woda zamiast równomiernie przepływać przez całą warstwę kawy, znajduje kilka łatwiejszych dróg. W efekcie część zmielonych ziaren jest nadmiernie wypłukiwana, a część niemal nie bierze udziału w procesie parzenia, co utrudnia uzyskanie powtarzalnego smaku.
Aby to sprawdzić, fizycy zamienili ekspres ciśnieniowy w urządzenie badawcze wyposażone w czujniki ciśnienia i elektroniczną wagę. Przygotowali 60 porcji espresso, wykorzystując za każdym razem 18,5 grama tej samej kawy. Zmieniali jedynie ciśnienie – od około 1 do 12 barów.
Wyniki okazały się zaskakujące. Przy niskim ciśnieniu wzrost jego wartości rzeczywiście przyspieszał przepływ wody. Jednak około 5 barów zależność zaczynała zanikać. Dalsze zwiększanie ciśnienia nie tylko nie poprawiało przepływu, ale przy najwyższych wartościach potrafiło go nawet spowolnić. To właśnie przy około 5 barach filiżanka napełniała się najszybciej, choć większość ekspresów pracuje standardowo przy ciśnieniu od 6 do 9 barów.
Badacze wyjaśniają, że zmielona i ubita kawa nie jest sztywnym filtrem. Pod wpływem rosnącego ciśnienia zachowuje się jak miękka gąbka – ziarna są coraz mocniej ściskane, a przestrzenie, którymi przepływa woda, ulegają zwężeniu. W efekcie sama kawa zaczyna utrudniać przepływ.
Dodatkowo podczas parzenia fusy pęcznieją i zmieniają swoją strukturę. Tomografia rentgenowska wykazała, że po zaparzeniu warstwa kawy jest popękana, a miejscami odrywa się od dna sitka. Naukowcy zauważyli również, że przerywanie pracy pompy przyspiesza przepływ wody, ale nie zwiększa ilości wydobytych z kawy substancji smakowych. Może natomiast sprzyjać powstawaniu niepożądanych kanałów przepływu.
Analiza pokazała także, jak zmienia się skład naparu w czasie. Pierwsze krople espresso, pojawiające się po 5-10 sekundach, są najbardziej skoncentrowane. Około 30. sekundy do filiżanki trafia najwięcej rozpuszczonych substancji, natomiast później ich ilość szybko maleje, a pod koniec parzenia woda zawiera już niewiele składników odpowiadających za smak i aromat.
– Jako fizycy codziennie zamieniamy kawę w badania. Tym razem uczyniliśmy ją przedmiotem, a nie paliwem – żartował Maciej Lisicki z Uniwersytetu Warszawskiego.
Badania przeprowadzili naukowcy z Uniwersytetu Warszawskiego i Instytutu Fizyki PAN we współpracy z Uniwersytetem Poczdamskim oraz Instytutem Maxa Plancka Dynamiki i Samoorganizacji w Getyndze. Wyniki opublikowano na łamach czasopisma naukowego „Physics of Fluids”.
Zdaniem autorów odkrycie może pomóc producentom ekspresów i baristom w opracowaniu nowych metod parzenia. Zamiast zwiększać moc pomp, lepsze rezultaty może przynieść bardziej precyzyjne sterowanie ciśnieniem podczas całego procesu przygotowywania espresso.
