Kinetics of Espresso Extraction #1 จลนศาสตร์ของการสกัดกาแฟเอสเปรสโซ ตอนที่ 1

Kinetics of Espresso Extraction #1
จลนศาสตร์ของการสกัดกาแฟเอสเปรสโซ ตอนที่ 1

วิธีการสกัดกาแฟมีอยู่มากมายหลายแบบ บางวิธีถูกคิดค้นมาหลายร้อยปีแล้ว โดยทั่วไปแล้วความแตกต่างของวิธีสกัดขึ้นอยู่กับ สภาพภูมิประเทศ วัฒนธรรม บริบททางสังคม หรือความชอบส่วนตัว วิธีการที่หลากหลายทำให้เกิดความต่างของโปรไฟล์รสชาติ แต่มีอยู่เพียงไม่กี่วิธีการเท่านั้นที่ทำให้ได้กาแฟที่มีรสชาติ กลิ่น รสสัมผัสที่เข้มข้น ซึ่งการสกัดแบบ "เอสเปรสโซ" เป็นหนึ่งในวิธีการสกัดกาแฟที่ได้รับความนิยมอย่างสูง เป็นที่มาของการค้นหาวิธีการสกัดเอสเปรสโซให้ได้ช็อตทีสมบูรณ์แบบ (Perfect Shot) หรือบางคนเรียกว่า "ช็อตของพระเจ้า" (God Shot)

เมื่อพูดถึงความนิยมของกาแฟที่เสิร์ฟในร้านกาแฟที่ใช้เอสเปรสโซเป็นส่วนผสมตั้งต้น (Espresso-based) ทักษะและความชำนาญของผู้สกัดกาแฟเอสเปรสโซเป็นสิ่งสำคัญสำหรับผู้บริโภค

หลายปีที่ผ่านมามีกระแสในการสกัดเอสเปรสโซโดยใช้ปริมาณผงกาแฟที่มากขึ้นโดยเฉพาะในตลาดกาแฟชนิดพิเศษ (Specialty Coffee) บริเวณแถบยุโรปเหนือ ซึ่งจะให้ผลลัพธ์ความเข้มข้นประมาณ 18-25% แต่ด้วยสภาวะการแข่งขันที่เพิ่มมากขึ้นด้วยราคาเป็นตัวผลักดันหลัก และผลผลิตที่ลดลงจากปัญหาสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลง การสกัดโดยใช้ปริมาณโดสที่น้อยแต่ให้ผลมาก (More with less) เป็นหนทางใหม่เพื่อที่จะลดปริมาณวัตถุดิบที่เสียไป โดยที่คุณภาพยังคงเดิม การพัฒนาของเครื่องชงเอสเปรสโซในปัจจุบันมีความแม่นยำสูงขึ้น สามารถควบคุมได้มากขึ้นและมีการใช้ Refractometer เพื่อวัดระดับปริมาณสารแขวนลอย (TDS) ในเอสเปรสโซ

กระบวนการสกัดเอสเปรสโซโดยใช้น้ำร้อนและแรงดันที่ค่อนข้างสูง เป็นผลลัพธ์จากการประสานกันของปัจจัยหลากหลายซึ่งจะต้องมีการปรับเทียบ (Calibrate) เพื่อเป็นการรักษาคุณภาพ ปัจจัยที่เกี่ยวข้อง ยกตัวอย่างเช่น สายพันธุ์กาแฟ การเบลนด์ ความสดใหม่ของเมล็ดกาแฟคั่ว ขนาดของผงกาแฟบดและความสม่ำเสมอ อัตราส่วนน้ำต่อผงกาแฟ อุณหภูมิ แรงดัน และปริมาณแร่ธาตุในน้ำ เหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งที่สำคัญและส่งผลต่อคุณภาพสุดท้าย (Final Quality) ของกาแฟในถ้วยนั้น

ในระหว่างการสกัด สารประกอบทางเคมีที่ละลายได้ เช่น น้ำมัน ไขมัน และ กรดอินทรีย์จะละลายในของเหลว ในขณะที่สารประกอบที่ละลายไม่ได้เช่น เกลือและคาร์บอน จะเคลื่อนย้ายจากผงกาแฟมาสู่เอสเปรสโซ โดยปกติแล้วจะมีสัดส่วนของสารละลายและสารแขวนลอยอยู่ประมาณ 5-10% ในเอสเปรสโซที่สกัดออกมา

เพื่อเป็นการทดลองเกี่ยวกับความผันแปรของเอสเปรสโซเมื่อปัจจัยทางด้านอุณหภูมิของน้ำและแรงดันเปลี่ยนแปลงไป ในระหว่างการสกัดจะมีผลอย่างไรบ้างต่อระยะเวลาในการเกิดปฏิกิริยา (Extraction Kinetics: จลนศาสตร์ของการสกัด) และความเข้มข้นของสารละลายอินทรีย์ (Volatile Organic Compounds) ในกาแฟ โดยนี่เป็นการสนับสนุนของคณะกรรมการวิจัย SCAE โดยคณะทำงานคือ นักวิทยาศาสตร์ที่คณะวิทยาศาสตร์ประยุกต์แห่งมหาวิทยาลัยซูริค (Zurich University of Applied Sciences: ZHAW) นำโดยศาสตราจารย์ Chahan Yeretzian

โดยจุดมุ่งหมายของการทดลองคือ แบ่งการสกัดออกเป็นหลายๆ ส่วน เพื่อแยกวิเคราะห์ในแต่ละช่วงเวลา โดยใช้เครื่องมือความละเอียดอ่อนสูงแบบเรียลไทม์ เรียกว่า Proton-transfer reaction time-of-flight mass-spectrometry หรือ เรียกสั้นๆ ว่า PTR-ToF-MS

ในการเก็บข้อมูล คณะทำงานศึกษาผลกระทบของแรงดันในการสกัดเอสเปรสโซที่แรงดัน 7, 9 และ 11 บาร์ โดยใช้เวลาสกัด 25 วินาที และศึกษาผลกระทบของอุณหภูมิในการสกัดที่ 82, 92 และ 96 องศาเซลเซียส สารประกอบอินทรีย์ที่ละลายได้ 44 ชนิดถูกนำมาจัดเป็น 5 กลุ่ม ที่มีความผันแปรในการสกัด

ในการวิจัยครั้งนี้พบผลลัพธ์ที่น่าสนใจว่า อุณหภูมิของน้ำและแรงดันในขณะสกัดส่งผลต่อกลิ่นและรสชาติของกาแฟเอสเปรสโซ

ในตอนหน้าจะเป็นบทสรุปและกล่าวถึง ผลกระทบของอุณหภูมิและแรงดันขณะสกัด

‪#‎KINETICS‬ ‪#‎ESPRESSO‬ ‪#‎PERFECTSHOT‬ ‪#‎TEMPERATURE‬‪#‎PRESSURE‬ ‪#‎RESEARCH‬ ‪#‎VOC‬‪#‎VOLATILEORGANICCOMPOUND‬

Cr. เรียบเรียงจาก Kinetics of Espresso Extraction โดย Antony Watson
Cr ภาพ. http://encrypted-tbn1.gstatic.com/images…