这么多讲究？为了喝一杯“完美的咖啡”，科学家也是拼了

对于咖啡爱好者来说，质量是他们对咖啡的永恒追求。哪怕是简单的意式浓缩咖啡也具有多重韵味。

近日，一个国际研究小组发现，用更少的咖啡豆粗磨可以制成更便宜、更稳定、更浓稠的意式浓缩咖啡。

来自美国、英国和瑞士的数学、物理和材料科学专家决心改进这种世界上最受欢迎的饮料。

研究人员称，目前咖啡师会使用大量磨细的咖啡豆来混合苦味和酸味，但这是“不可预测的，也无法复制的”。

数学家杰米·福斯特(Jamie Foster)发现，两杯看似相同的意式浓缩咖啡，有时尝起来却有不同的味道。

一杯咖啡由1800多种化学成分组成，冲一杯浓咖啡的标准做法是尽可能磨细尽可能多的咖啡豆，大约一盎司的量。

但电脑模型和实验显示，“少喝点咖啡，更粗磨一下”，做出来的味道是一样的，但在不同的咖啡中味道会更一致。

咖啡萃取：一个“千人千面”的难题

萃取是咖啡冲煮中最重要却最不为人了解的部分。一般是通过磨豆机研磨，但要掌握萃取风味的数量，避免萃取不足或过度萃取。

萃取不足是指水带出的咖啡粉物质不够多，咖啡粉还有许多残留的物质，它可能有酸味、缺乏甜味、有着奇怪的咸味和让人失望的很短的余韵。

过度萃取的咖啡代表将咖啡中太多的可溶性物质带出来，有人称“这样的咖啡会很苦、干燥感且空洞”。

其中的苦味来自咖啡因，深焙的咖啡会达到焦炭化状态，而形成更多苦味的化学物质。干涩感则来自多酚效应。空洞指的是缺乏风味和特性。

用电脑和数学来“设计”咖啡

按照常识，精细的研磨意味着更多的表面积暴露在酿造液体中，从而提高了萃取率——但研究小组发现，一小部分的咖啡粉实际上会溶解。

因此，研究人员根据咖啡师控制的因素，建立了一个数学模型来解释萃取率。这些选择包括大量的水和干咖啡，萃取的细度或粗度和水压。

研究发现，与行业标准一样细的研磨会产生堵塞，实际上降低了萃取率。不仅浪费原材料，还会导致口味变化。

研究小组在制作了数千杯咖啡并“计算数字”之后，创造出了“完美配方”。该研究的主要作者克里斯托弗·亨登(Christopher Hendon)说，它能同时最大限度地提取，并生产出味道相似的浓缩咖啡。

来自朴茨茅斯大学的研究报告合著者杰米·福斯特表示，制作出一种浓缩咖啡的模型并不是一项简单的任务。

为了克服这个障碍，他们使用了一种叫做电化学的技术——将咖啡因和其他分子从咖啡渣中溶解的方式比作锂离子在电池电极中移动的方式。

这导致了一个严格的咖啡提取模型，能够做出强有力的和可测试的预测。

他们说，这个简单的发现将为咖啡馆和咖啡行业节省一大笔钱，因为每杯咖啡需要更少的咖啡豆。

朴茨茅斯大学的一位女发言人说，这项新技术在美国的一家小咖啡店试用了一年多，结果发现他们在出品不变的情况下节省了数千美元。

他们声称，按照烘焙咖啡豆的当前价格，将干咖啡的量从每杯20克降至15克，每年可以为整个美国咖啡行业节省11亿美元，同时减少浪费。

据估计，全球每天喝咖啡的人数超过20亿。而在中国，现磨咖啡进一步占据主导市场。

据前瞻产业研究院分析，2018年，中国咖啡消费市场规模为569亿元，同比增长31.1%，其中，现磨咖啡消费市场规模达到390亿元，占比为68.5%。2013-2018年，中国咖啡市场规模年复合增长率为29.5%。

但研究人员强调，他们的研究结果并不是要把所有的浓缩咖啡制作都归结为单一的酿造条件或单一的口味。

Hendon博士说:“虽然有明确的策略来减少浪费和提高可重复性，但没有明显的最佳浓缩咖啡点。”

“这很大程度上取决于咖啡生产者的偏好;如果他们想更好地掌握煮意式浓缩咖啡的参数空间，我们正在阐明他们需要考虑的变量。”

这项研究发表在《Matter》上。