Često čujemo: “Voda je ono što ga čini dobrim ukusom” kada pričamo o našoj omiljenoj hrani i piću. Ova fraza se primenjuje na hleb, picu, pivo i praktično bilo koju drugu hranu. Šta se dešava sa espresom kada posmatramo kako se cedi kap po kap iz aprata? Kako voda utiče na njega?

Da bi odgovorili na ovo pitanje, potrebno je da se upustimo u sam process pravljenja. Pravljenje kafe uključuje samo nekoliko lakih koraka. Ali zapamtite da to lako ne znači jednostavno; brojni faktori utiču na konačnu pripremu, uključujući svežinu pečenja, svežinu mleta i kvalitet vode.

Kvalitet vode je naročito važan jer olakšava ekstrakciju rastvorljivih komponenti iz kafe; svaki od preko 600 isparljivih jedinjenja prisutnih u zrnu kafe utiče na sastav vode.

U ovom blogu ćemo pričati o tome kako kvalitet vode utiče na ekstrakciju kafe, metode za merenje kafe i predlaže neke ciljne parametre. Fokusiraćemo se na ulogu ukupnih rastvorenih čvrstih materija (TDS) u kafi i vodi za pripremu, ali zapamtite da u samom procesu postoje nebrojene druge varijable.

Šta su ukupne rastvorene čvrste supstance (TDS)?

Jednostavno, TDS je količina “stvari” (čvrsta materija) koja se rastvori u određenoj količini rastvora. Najčešće se meri u ppm ili mg / L. Imajte na umu da je jedan miligram bilo čega rastvorenog u jednom litru rastvora isti kao i 1 ppm, jer ima 1 000 000 mililitara u jednom litru.

Obratite pažnju na to da TDS merenja nisu specifična u pogledu onoga što se rastvara, već je količina supstanci rastvorena. To znači da bi 100 mg / L soli i 100 mg / L šećera imale istu vrednost TDS-a. Ovo ima važne reperkusije kada kasnije diskutujemo o merenjima TDS-a.

Razumevanje rastvorenih soli u kafi

Svi znamo da kada napravimo kafu, izvlačimo deo zrna u vodu za pripremu. Deo jedinjenja u zrnu je ono što čini kafu ukusnim napitkom. Količina rastvorljivih čvrstih supstanci u pripremljenoj kafi varira prilično, od 1-2% (više o tome kako se ovo kasnije razlikuje). Ali šta se tačno rastvara?

Rastvorene čvrste supstance kafe uključuju hlorogenske kiseline, estre i kofein, kao i organske kiseline kao što su limunska, malična kiselina. Ova jedinjenja koja kreiraju ukus i aroma kafe.
Zamenjujući koliko se ovih jedinjenja rastvara u vodu za pripremu, moguća je široka kontrola nad ishodom gotovog proizvoda. Parametri često određuju veličinu mlevenja, metodu ekstrakcije kafe, vreme ekstrakcije kafe i temperaturu. Međutim, TDS je nova i sve popularnija metrika za kontrolu jačine kafe.

Zašto je TDS važan?

Pošto TDS vrednost odgovara koliko je materija rastvoreno u kafi, na taj način se može odrediti koliko je kafa jaka Više rastvorenih čvrstih supstanci znači više koncetrisanu i nešto ukusniju smešu (kafu). Međutim, postoji ograničenje količine kafe zrna koje se mogu pustiti u vodu pre nego što počnu da oslobađaju manje poželjna jedinjenja u kafi, što dovodi do akrata, previše ekstrahovanog ukusa. Tako uspešna ekstrakcija počinje kvalitetnom vodom.

TDS u izvornoj vodi

Prisetite se difuzije u kojima jedinjenja putuju iz područja visoke koncentracije do onih sa niskim koncentracijama. Ekstrakcija kafe deluje slično ovom principu u odnosu na rastvorene čvrste materije u vodi za pripremu. To znači da količina ukupnih rastvorenih čvrstih materija (TDS) u vodi za pripremu direktno korelira sa njegovom efikasnošću ekstrakcije. Voda sa vrlo niskim sadržajem minerala teži prekomerizaciji kafe, dok voda sa visokim TDS vriednostima teži nedostatku.

Na sreću,organizacije kao što je Specijalno udruženje za kafu Amerike (SCAA) pružaju smernice u obliku svojih standarda za kvalitet vode za pripremu. SCAA specificira nivo TDS od 75-250 mg / L (ppm) za pripremu vode, sa idealnim ciljem od 150 mg / L. Primeri rastvorenih čvrstih materija u vodi za pripremu uključuju kalcijum, magnezijum i hloride. Kontrola  koncentracije TDS u vod se vršii filtriranjem vode (kao što je reverzna osmoza) i remineralizaciju. Ovi koraci pomažu u tome da voda ima konzistentnu vrednost TDS-a.

RO water filterReverse osmosis water filter

TDS u pripremi kafe

TDS je bitan kada se prave idealni odnosi za kafu. Kao što SCAA pruža specifikacije za vodu, oni takođe poseduju standard Zlatne šoljice koji pruža specifikacije za pravljenje “idealne” kafe. Specifikacije su sledeće:

Kafa će pokazati “jačinu” koja se meri u ukupnim rastvorenim čvrstim materijama od 11,5 do 13,5 grama po litru, što odgovara 1,15 do 1,35 odsto na SCAA kontrolnom grafikonu, što rezultira iz prinosa dobijanja soli od 18 do 22 procenta.

Coffee Extraction Yield Calculation ChartSlika: SCAA

coffee extraction equation

coffee extraction equation example

Kalkulacije:

Pored toga, kafu treba pripremiti u odnosu 55 g / L kafe na vodu na 200 ° F ± 5 ° u odnosu na druge specifikacije. Imajte na umu da je ovo odlična polazna tačka za kaf. TDS se može izmeriti, ali ćemo morati izračunati prinos ekstrakcije.

Završetak ove kalkulacije bi doveo do ekstrakcije od 20,91%, takođe u okviru našeg “odnosa zlatne šoljice”. Ukoliko smo “promašili kalkulaciju” treba da proverimo našu temperaturu, vreme, veličinu mleta ili vodu za pripremu.

Implementacija TDS

Sada kada znate uticaj TDS na kafu i vodu za pripremu kafe, možemo napredovati i izmeriti i vodu za pripremu i gotovu kafu za prinos iz ekstrakcije.

Merači provodljivosti se koriste za određivanje ukupnih rastvorenih čvrstih materija u vodi, dok su refraktometri poželjni za gotovu kafu.

TDS metri (provodljivost) za vodu
EC merači koji takođe merei TDS u merenju niskih i visokih nivoa jonskih rastvorenih čvrstih materija (soli), kao što su one u vodi, ali ne otkrivaju slabe provodne i nejonske rastvorene čvrste supstance u rastvoru. To uključuje rastvorljive ugljene hidrate (šećere), lipide i druga jedinjenja. Pošto većina rastvorenih čvrstih materija u čistoj vodi sadrže samo minerale i druge naelektrisane ione, ovo čini merače provodljivosti idealne za merenje TDS.

Možda ćete primetiti da govorimo o meračima provodljivosti u TDS. Skoro svi TDS merači mere EC i pretvaraju čitanje TDS pomoću konverzijskog faktora.

Specifikacija SCAA za vodu koristi faktor od 4-4-2. Faktor 4-4-2 je baziran na TDS 40% natrijum sulfata, 40% natrijum bikarbonata i 20% mešavine natrijum hlorida. Ovaj faktor u suštini imitira prirodnu vodu i iznosi oko 0,7.

Obavezno potražite TDS metar za svoju vodu za pripremu sa sledećim karakteristikama:

Sposobnost konverzije pomoću 0.7 konverzijskog faktora
Merni opseg za tipičnu vodu za pripremu (0-1000 ppm ili više)
1 ppm ili bolju rezoluciju
Vodootporan (nije neophodan, ali dobro imati)

 

Refraktometri:

Refraktometri mogu meriti sve rastvorene čestice po principu refrakcije. Kada svetlost prođe kroz vazduh u vodu, prelama se (refraktira). Ovo se dešava jer je brzina svetlosti u vazduhu različita od brzine u tečnosti. Kada svetlost refraktira na ovaj način, postoji ugao gde svetlo više ne prolazi kroz tečnost, već se reflektuje u potpunosti od površine. Ovaj ugao se naziva kritički ugao. Ovo možete videti ako otvorite oči dok ste pod vodom u bazenu i pogledajte površinu vode.

Povećana rastvorena čvrsta supstanca u vodi povećava indeks refrakcije, a kao rezultat se povećava količina svetlosti. Za razliku od TDS metara koji se oslanjaju na provodljivost, i nejonske i jonske rastvorljive čestice utiču na indeks refrakcije. Refraktometar meri kritični ugao i, koristeći principe Snellovog zakona, pretvara ovo merenje u koncentraciju čvrste materije. Mnogi od ovih refraktometara mere u Brix-u, jedinici koja je zajednička za industriju pića. Međutim, lako možemo pretvoriti Brix u% rastvorenih supstanci množenjem sa 0,85. Istraživači u Tehnološkom centru Bunn izveli su ovu konverziju upoređujući sa dehidratacijom, jedini direktan način merenja TDS-a.

Refraktometri mogu biti digitalni ili mehanički. Mehanički refraktometri rade postavljanjem uzorka kafe na sočivo i držeći ga na svetlosti. Zatim morate pogledati okular i suditi gde svetlo više nije vidljivo. Linija gde se to dogodi je rezultat.

Digitalni refraktometri pojednostavljuju proces testiranja. Mogu se čak koristiti u uslovima slabog osvetljenja.

Ako razmišljate o digitalnom refraktometru, potražite sledeće funkcije:

Kompenzacija temperature kako bi se ispravio za povišene temperature u kafi.
Jednostavan rad. Većina refraktometara zahteva samo nekoliko kapljica uzorka i može se kalibrirati destilovanom vodom za nekoliko sekundi.
Otpornost na vodu za zaštitu od prskanja i prosipanja.

 

 

 

Refractometers for Finished Coffee

Refractometers can measure all dissolved solutes by the principle of refraction. When a light passes through from the air into water, it bends (refracts). This happens because the speed of light is different in air than it is in the liquid. When light refracts in this manner there is an angle present where the light no longer passes into the liquid, but rather is reflected entirely off the surface. This angle is called the critical angle. You can see this if you open your eyes while underwater in a pool and look at the surface of the water.

Increased dissolved solids in water increase the refractive index, and as a result the amount that the light bends. Unlike TDS meters that rely on conductivity, both nonionic and ionic soluble particles influence the refractive index.  A refractometer measures the critical angle and, using the principles of Snell’s Law, converts this measurement to a solids concentration. Many of these refractometers measure in Brix, a unit common to the beverage industry. However, we can easily convert Brix to % coffee solids by multiplying by 0.85. Researchers at the Bunn Technology Center derived this conversion by comparing with dehydration, the only direct way to measure TDS.

Refractometers can be digital or mechanical. Mechanical refractometers work by placing a sample of coffee on a lens and holding it to a light. Then, you have to look through an eyepiece and judge where the light is no longer visible. The line where that occurs is the result.

Diagram of a mechanical refractometer's measurement scale

Diagram of a mechanical refractometer’s measurement scale.

 

Digital refractometers simplify the testing process. They take the guesswork out of judging the result and can be used in low light conditions.

If you are considering a digital refractometer, look for the following features:

  • Temperature compensation to help correct for elevated temperatures in coffee.
  • Simple operation. Most refractometers only require a few drops of sample and can be calibrated with distilled water in seconds.
  • Water resistance to protect from splashes and spills.

HI96801 digital refractometer

Hanna HI96801 digital refractometer

Zaključak:

Merenja TDS-a su izuzetno korisni indikatori ekstrakcije u gotovim kafama, ali takođe imaju važne implikacije za izvornu vodu. Samo zapamtite da je degustacija od suštinskog značaja za bilo kakvu tehniku!

U najmanju ruku, važno je biti siguran da izvorna voda meri do SCAA standarda. Konačno, vaša kafa će biti jednako dobra kao i sastojci koje ste stavili u nju!