Mastering Espresso:The Science of the Perfect Shot

Vladislav Noseek/Shutterstock

Γάλα στον ατμό, γλυκαντικά και άλλα αρώματα είναι αυτά που δίνουν στο καφενείο που προτιμάτε τη μοναδική γεύση του. Αλλά χωρίς μια καλή δόση εσπρέσο, αυτά τα ποτά θα πέφτουν σταδιακά. Οι αληθινοί λάτρεις του εσπρέσο, οι λίγοι που πίνουν από μικροσκοπικά φλιτζάνια που αχνίζουν, γνωρίζουν τη διαφορά ανάμεσα σε ένα μέτριο σφηνάκι και ένα υπέροχο. Η δημιουργία της τέλειας λήψης εσπρέσο είναι ένας πρωταρχικός στόχος για πολλούς baristas. Το να πληκτρολογήσετε την τέλεια λήψη μπορεί να απαιτεί πολλή εξάσκηση και συχνά θεωρείται ως ένα είδος τέχνης. Ωστόσο, η επιστήμη έχει αποκαλύψει τις δυνάμεις που ασκούνται όταν φτιάχνετε ένα τέλειο σφηνάκι εσπρέσο.

Σε μια μελέτη του 2026 που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Royal Society Open Science, οι επιστήμονες ανέπτυξαν ένα μαθηματικό μοντέλο που περιγράφει πώς η κίνηση του νερού μέσα από ένα στρώμα κατακάθου καφέ επηρεάζει την ποιότητα του εσπρέσο. Το μοντέλο βασίζεται σε εξισώσεις που χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν πώς το νερό διεισδύει μέσα από ιζήματα σε έναν υδροφόρο ορίζοντα ή πώς τα αέρια κινούνται μέσα στο μάγμα. Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι το μέγεθος του κόκκου του καφέ παίζει σημαντικό ρόλο στο πώς βγαίνει ένα σφηνάκι εσπρέσο.

Δημιουργία του τέλειου σφηνάκι εσπρέσο

maxbelchenko/Shutterstock

Οι αρχές παρασκευής εσπρέσο είναι απατηλά απλές. Παίρνετε μια μικρή ποσότητα λεπτοαλεσμένου καφέ, τον συσκευάζετε σε μια φόρμα που ονομάζεται σφουγγάρι και πιέζετε να περάσει ζεστό νερό σε υψηλή πίεση. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, γνωστής ως εκχύλισης, το νερό δρα ως διαλύτης, διαλύοντας τα έλαια, τα οξέα και τα σάκχαρα στους αλεσμένους κόκκους καφέ που δίνουν στον εσπρέσο την κρίσιμη καφεΐνη και τις χαρακτηριστικές του γεύσεις.

Ωστόσο, αυτή η φαινομενικά απλή διαδικασία μπορεί να χρειαστεί εξάσκηση για να γίνει σωστή. Η πολύ λίγη εκχύλιση αποδίδει ένα ακαταμάχητο σφηνάκι, ενώ η υπερβολική εξαγωγή παράγει έναν πικρό και ακαταμάχητο εσπρέσο. Υπάρχουν μερικοί παράγοντες που εμπλέκονται στην επίτευξη της σωστής ισορροπίας στην εξαγωγή. Το πρώτο είναι η θερμοκρασία του νερού, με ιδανικό εύρος από 195 έως 205 βαθμούς Φαρενάιτ. Ακολουθεί η πίεση με την οποία το νερό διοχετεύεται μέσω της τσάντας του καφέ. Αυτό είναι συνήθως περίπου 9 ή 10 bar (1 bar, ή ~14,5 psi, είναι ελαφρώς μικρότερο από την πίεση του αέρα στο επίπεδο της θάλασσας).

Εκτός από τη ρύθμιση της θερμοκρασίας και της πίεσης, ένας barista μπορεί επίσης να αλλάξει την ποσότητα του αλεσμένου καφέ που χρησιμοποιείται (γνωστή ως δόση, ζυγισμένη σε ζυγαριά), πόσο καλά και ομοιόμορφα συμπιέζεται ο καφές στο κουτί και, τέλος, το μέγεθος του αλεσμένου καφέ. Η ακριβής ρύθμιση της δόσης, το χτύπημα και το άλεσμα αποτελούν μέρος της τέχνης του εσπρέσο, αλλά το μέγεθος του εδάφους και ο τρόπος με τον οποίο επηρεάζει τον τρόπο με τον οποίο το νερό κινείται μέσα από το μπουκάλι είναι η επιστήμη.

Πιο λεπτό τρόχισμα σημαίνει πιο αργή ροή

ANATOLY Φωτογραφία/Shutterstock

Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν την εξίσωση Forchheimer, μια μαθηματική αναπαράσταση του τρόπου με τον οποίο τα υγρά ρέουν μέσα από ένα πορώδες υλικό υπό διαφορετικές πιέσεις, για να αναπτύξουν ένα μοντέλο του τρόπου με τον οποίο το νερό υπό πίεση κινείται μέσα από μια θήκη καφέ για να παρασκευάσει εσπρέσο. Το μοντέλο τους βασίστηκε σε παρόμοια μοντέλα που χρησιμοποιούνται για την ανάλυση της ροής ρευστού σε εδάφη και πετρώματα. Έδειξε ότι τα μεγαλύτερα κατακάθια καφέ δημιουργούσαν ένα σφουγγάρι με υψηλότερη διαπερατότητα, επιτρέποντας στο νερό να περάσει πιο γρήγορα, ενώ οι λεπτότεροι κόκκοι έκαναν το αντίθετο. Ο χρόνος που το νερό έρχεται σε επαφή με τα κατακάθια καφέ ελέγχει τη γεύση, με τον βέλτιστο χρόνο εκχύλισης να είναι περίπου 25 έως 30 δευτερόλεπτα.

Στη συνέχεια, οι ερευνητές επικύρωσαν το μοντέλο τους χρησιμοποιώντας δείγματα καφέ. Χρησιμοποίησαν ρυθμίσεις 1 έως 11 ενός συνήθως χρησιμοποιούμενου μύλου καφέ για να αλέσουν δείγματα δύο ποικιλιών κόκκων καφέ. Στη συνέχεια μέτρησαν τα μεγέθη σωματιδίων σε κάθε δείγμα χρησιμοποιώντας ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές υψηλής ανάλυσης. Στη συνέχεια, οι ερευνητές συσκεύασαν δείγματα καφέ για να δημιουργήσουν σακίδια και μέτρησαν τον τρόπο με τον οποίο το νερό κινήθηκε μέσα από αυτά χρησιμοποιώντας πολλαπλές διατομές ακτίνων Χ.

Οι δοκιμές τους έδειξαν ότι το μοντέλο περιέγραψε με ακρίβεια πώς το νερό ρέει μέσα από τα κατακάθια του καφέ. Αυτά τα ευρήματα δείχνουν πώς το μέγεθος των υπολειμμάτων καφέ επηρεάζει τη διαπερατότητα και τον ρυθμό ροής. Η δυνατότητα προσδιορισμού του βέλτιστου μεγέθους εδάφους θα μπορούσε να βοηθήσει στην μέτρηση των παραμέτρων πίσω από ένα τέλειο σφηνάκι εσπρέσο, κάτι που πολλοί από εμάς μπορούμε να εκτιμήσουμε.