探索颗粒对浓缩咖啡提取的影响 - 苏格拉底咖啡

探索颗粒对浓缩咖啡提取的影响 - 苏格拉底咖啡

摘要

本研究有两个目标：1）探索均匀颗粒大小对浓缩咖啡提取的影响；2）探索颗粒分层对浓缩咖啡提取的影响。收集的因变量是滴注时间和TDS。咖啡颗粒被分为两个范围：177-250 µm 和 250-300 µm。测试了六种条件，滴注由以下组成：1）250-300 µm 的颗粒分层在滤杯篮底部，177-250 µm 的颗粒分层在顶部；2）177-250 µm 的颗粒分层在滤杯篮底部，250-300 µm 的颗粒分层在顶部；3）仅 177-250 µm 大小的颗粒；4）仅 250-300 µm 大小的颗粒；5）彻底混合的 177-300 µm 大小的颗粒；6）标准滴注（无颗粒处理）。结果表明，条件对 TDS 和滴注时间有显著影响（p = 0.00）。

结论

根据我们的数据，在标准浓缩咖啡设置中，颗粒大小本身并不能系统地预测浓缩咖啡提取（TDS/提取率）。更大的颗粒大小范围会导致提取率增加。此外，颗粒大小对整体滴注时间有显著影响（即，颗粒越小，提取时间越长）；然而，在浓缩咖啡饼中放置较小颗粒并不会导致滴注时间或提取率产生显著差异。

方法

实验使用的咖啡是单一产地的埃塞俄比亚西达莫古吉水洗咖啡。咖啡在饮用前休息了 12 天。整个实验中使用了同一批烘焙咖啡。室温为 25°C，湿度为 65%。

使用的设备包括：

La Marzocco (LM) GS/3 MP（机械桨），单组配备 0.6mm 限制器和标准双滤杯，配备 20g VST 篮式滤网，设置为 9bar 水压（使用 Scace II 验证）；用水温度 94°C，由板载 PID 控制
实验中使用的滤水器为 Brita Purity C150 Quell STM
Mahlkönig EK43 咖啡磨豆机（所有条件下均使用相同的研磨设置）
两个天平（Ohaus Navigator XL 在实验前校准以测量干咖啡剂量；Acaia Lunar 在实验前校准以测量饮料质量）
HG1 盲目计量器
笔和纸记录数值
5 个（每个条件）空的小杯，用于测量滴注质量
5 个（每个条件）陶瓷/玻璃杯，用于 TDS 测量
Eazytamp 5 Star Protamper 用于标准化咖啡床的平整度和轴向压缩（验证为 3kg 压力）
VST LAB III 第四代折射仪，根据制造商指南校零
蒸馏水
酒精垫
红外线枪用于在折射仪测量之前测量溶液（低于 30°C，平均 27.5°C）
吸管/纸巾
空气吹风机/超软微纤维毛巾
Advantech Manufacturing DuraTap 和 8 英寸半高不锈钢测试筛，包括：
- 盖子
- 美国标准筛网尺寸 No. 50 筛（300 µm）
- 美国标准筛网尺寸 No. 60 筛（250 µm）
- 美国标准筛网尺寸 No. 80 筛（177 µm）
- 底盘

结果

所有分析均使用 R 3.1.1 和 Excel 2016 进行。首先评估数据以确保其不违反多元方差分析（MANOVA）的假设。通过 t 检验比较条件之间的饮料质量值。除了控制条件外，条件之间不存在显著的饮料质量差异。该条件饮料质量的变化范围发现比其他条件低得多。使用 Pillai 检验的 MANOVA，以滴注时间和 TDS 作为因变量，表明条件有显著影响（总体：F(5,24)=4.76，p=0.00；滴注时间：F(5,24)=26.12，p=0.00；TDS：F(5,24)=2.95，p=0.03）。然后使用更具体的 ANOVA 和 t 检验来更好地探索数据中的关系。

结论

这项研究提供了关于咖啡提取中“细粉迁移”和“颗粒分布”这两个常见概念的客观数据。结果表明，细粉迁移理论似乎在 TDS 和滴注时间方面对浓缩咖啡提取没有发挥关键作用。此外，如果目标是快速彻底地提取咖啡可溶性物质，则颗粒大小的均匀性似乎不会产生有益的效果。出乎意料的是，较小颗粒的整体提取率较低，但滴注时间却大大增加。这可能是由于孔隙介质流体流动研究中经常提到的“堵塞”现象。这种堵塞效应可能导致水面临更大的阻力，从而导致滴注时间增加，同时也可能阻止颗粒表面进行提取。这项工作没有解决理想颗粒大小范围的问题；它只是表明一些变化会导致更快、更有效的提取。

讨论

这项研究的结果表明，颗粒大小和分布对浓缩咖啡提取有显著影响。然而，需要进一步的研究来探索这些因素的影响机制，并确定最佳颗粒大小和分布。此外，这项研究的结果可以帮助咖啡师和咖啡店老板更好地理解浓缩咖啡提取过程，并优化他们的咖啡制作方法。