La température d’infusion affecte le débit de l’espresso de manière inattendue, grâce aux gaz dissous.

Dans notre version la plus récente de l'Advanced Espresso course, nous avons discuté d'une découverte surprenante dans la littérature scientifique : l'augmentation de la température d'infusion ralentit les expressos. Nous avons décidé de tester cela par nous-mêmes et avons découvert que la vérité est plus subtile : il s'avère que le changement de température a un effet différent sur le débit, selon la partie de la photo que vous regardez.

En effet, si vous augmentez la température d’infusion, la première partie du shot s’écoule plus lentement, mais la dernière partie du shot s’écoule plus rapidement. Cela signifie que dans notre expérience, la durée totale de diffusion était à peu près la même, mais cela implique que vous pourriez obtenir des résultats différents, en fonction du rapport d'infusion que vous choisissez.

Cet effet est plus important dans un café plus frais et dans une torréfaction plus foncée, ce qui nous amène à soupçonner que cet effet est causé par les gaz dissous dans le café. Une possibilité est qu'à des températures élevées, davantage de bulles se forment dans le palet au début du tournage. Cela conduit d'une manière ou d'une autre à abaisser résistance pour couler, ou plus de canalisation, pendant la dernière partie du plan.

Arrière-plan

Tout d’abord, examinons les preuves publiées existantes : Les articles scientifiques sur le sujet ont tendance à mentionner que des températures plus élevées entraînent des débits plus faibles. Ce résultat contre-intuitif a été rapporté pour la première fois par Marino Petracco (2005), qui a montré une grande différence de débit lors d'un brassage à 4° C par rapport à 90° C.

Débits d'espresso infusé à 4° C et 90° C. Adapté de : A. Illy et R. Viani (Eds), Espresso Coffee : The Science of Quality, p268.

Cet effet sur le débit est facilement perceptible lorsque la température baisse de 90 °C à 70 °C, mais affectera également les shots dans des conditions de brassage réalistes, affirme Petracco. "L'effet est plus léger, mais significatif, à des températures proches de la valeur optimale." Cependant, l'article qu'il cite (S.Andueza et coll., 2001) ne semble pas étayer cette affirmation.

Pendant ce temps, les résultats des expériences menées par les baristas dans des conditions de brassage réalistes sont contradictoires. Alors que une expérience de Monika Fekete a soutenu l'idée selon laquelle la température pourrait affecter le débit dans une plage de température pertinente (90-95° C), une autre série d'expériences par Andre Eiermann, champion suisse des baristas 2017, a constaté qu'il n'y avait aucun effet sur le temps de prise entre 90 et 98°C. L'expérience anecdotique des baristas semble varier, suggérant que l'effet pourrait être contradictoire pour différents cafés ou différents équipements.

Pour vérifier par nous-mêmes ce qui se passait et découvrir pourquoi différentes personnes obtenaient des résultats différents, nous avons mis en place notre propre expérience.

Les résultats

Nous avons préparé des shots à partir de trois cafés : un de trois mois après la torréfaction, une torréfaction fraîche et légère et une torréfaction fraîche plus foncée, en prenant soin de contrôler des facteurs tels que la température du broyeur (tous les détails expérimentaux sont ci-dessous). Nous avons constaté que le temps de prise ne changeait globalement pas avec la température pour aucun des trois cafés. 

Cependant, nous avons constaté une diminution significative du temps nécessaire pour que les 20 derniers g sortent, ce qui signifie que le shot coule plus rapidement à la fin – cet effet était plus important dans le café frais et plus important dans une torréfaction plus foncée.

L'effet de la température sur le temps nécessaire pour distribuer les 20 derniers g de chaque dose. La dernière partie du plan s'écoule plus rapidement à des températures plus élevées. La différence est plus grande pour la torréfaction plus fraîche, et plus grande encore pour la torréfaction foncée.

Dans le café fraîchement torréfié, nous avons également constaté une légère augmentation du temps nécessaire aux 20 premiers g pour atteindre la tasse : cela prend en moyenne environ 1 seconde de plus à 95 °C qu'à 80 °C dans le café fraîchement torréfié.

En revanche, dans le café torréfié 3 mois plus tard, la première partie du shot n'a pas ralenti sensiblement et l'augmentation du débit à la fin a été plus faible, ce qui suggère que les gaz dissous pourraient jouer un rôle dans cet effet. .

Comment pouvons-nous expliquer cela ?

Une possibilité est que ce comportement soit provoqué par les gaz présents dans le lit de café. Les gaz tels que le CO2 jouent un rôle important dans l'extraction de l'espresso. Les gaz de torréfaction emprisonnés dans le marc de café sont libérés au contact de l'eau. Certains gaz dissoudre dans l'eau, mais certains peuvent créer des bulles qui augmentent résistance à l'écoulement de l'eau.

À des températures plus élevées, les gaz sont moins solubles dans l'eau. Il est probable que cela signifie qu'à des températures plus élevées, davantage de bulles se forment, ce qui augmenterait la résistance dans le lit. Cela pourrait expliquer pourquoi la première partie du tir est ralentie, alors que les bulles se libèrent. Une fois les bulles expulsées du palet, ou suffisamment d'eau a été pompée vers dissoudre le gaz restant, cet effet cesse et le débit augmente à nouveau.

Cependant, cela n’explique pas pourquoi la seconde moitié du flux s’accélère, plutôt que de simplement revenir au même niveau. Il semble très probable que cela soit dû à une canalisation accrue à des températures plus élevées — soit parce qu'une extraction plus élevée à des températures plus élevées signifie que le palet commence à se décomposer plus rapidement, ou peut-être parce que la formation de bulles perturbe le palet en quelque sorte.

Le fait que l’augmentation du débit à la fin est plus gros dans le café torréfié plus frais et plus foncé, cela suggère cependant que cela est également causé par les gaz dissous – et que les bulles provoquent d'une manière ou d'une autre la formation de canaux plus tard dans l'extraction. Les bulles pourraient perturber physiquement le palet à très petite échelle, mais il semble très probable qu'ils laissent de petites zones sèches. Puisque le café sec est hydrophobe, l’eau circulera autour de ces zones sèches au lieu de les traverser, ce qui entraînera une canalisation.

Une autre possibilité est que le débit ralenti au début donne au lit plus de temps pour être complètement mouillé avant que le débit complet ne commence, ce qui réduit migration des amendes — de la même manière qu'une basse pression pré-perfusion permet à la dernière partie d'un plan de s'écouler plus rapidement.

Existe-t-il une application pratique ?

Ces effets sur le débit sont assez faibles pour le type de températures avec lesquelles vous êtes susceptible de préparer, donc dans la plupart des cas, cela ne jouera pas un rôle majeur dans votre expresso. D'après nos expériences, l'effet le plus important que vous attendez d'une augmentation de température de 1 °C serait de rendre la seconde moitié de votre tir plus rapide d'un dixième de seconde seulement.

Même si vous effectuez un changement assez important de température d'infusion, les autres effets de la température sur le brassage vont avoir un effet bien plus important que le flux. Cependant, ce résultat nous apprend quelque chose d’intéressant sur le rôle que jouent les gaz dans l’extraction de l’espresso. Cela pourrait être en partie la raison pour laquelle « fleurissant » dans l'espresso a un effet si important sur l'extraction - donnant le temps aux gaz de dissoudre ou l'évasion supprime les bulles et rend le pré-perfusion plus efficace.

L'expérience

Pour ceux d’entre vous qui souhaitent connaître tous les détails expérimentaux et une discussion plus détaillée de certains résultats, lisez la suite !

Les graphiques deviennent assez complexes dans la section suivante, c'est pourquoi l'écrivain/chercheur de BH, Tom Hopkinson, nous les explique dans cette capture d'écran.

Protocole

Dans ces expériences, nous avons tiré des shots selon un rapport fixe avec une dose de 18 g, un rendement de 40 g et nous avons utilisé des températures allant de 80 à 95° C. Nous avons mesuré le temps de shot global et le temps nécessaire pour atteindre 20 grammes dans le temps. tasse. Pour éviter que les résultats ne soient affectés par la chauffe du broyeur, nous avons randomisé la température pour chaque dose.

Nous avons utilisé un EK43 sur un poste fixe réglage de la mouture, et a tiré les clichés sur une La Marzocco Linea Classic, en utilisant à chaque fois la même tête de groupe. Lors d'un changement de température, une fois la température de la chaudière stabilisée, nous avons purgé soigneusement le groupe, puis avons laissé s'écouler 10 minutes, pour permettre à la température du groupe de s'équilibrer. Le groupe a également été purgé avec un volume fixe d'eau immédiatement avant de préparer chaque dose afin de porter toutes les pièces à la température de fonctionnement.

Résultats

Nous avons commencé par tester deux cafés : un 3 mois hors torréfaction et un 3 jours hors torréfaction. Nous avons réalisé des shots avec une recette fixe avec 3 cafés différents, et mesuré le temps qu'il fallait pour arriver à 20 g et 40 g dans la tasse. Comme pour l'expérience d'Eiermann, nous n'avons trouvé aucune différence significative dans la durée totale de tir, ni dans le temps nécessaire pour atteindre 20 g.

L'effet de la température sur le temps nécessaire pour atteindre un rendement de 20 g et 40 g. La température d’infusion n’a eu aucun effet global sur la durée du shot.

Cependant, nous avons remarqué quelque chose d'inhabituel. Tandis que le temps de tir n'a globalement pas changé, le temps nécessaire pour passer de 20 g à 40 g semble diminuer à mesure que la température augmente. La différence entre 80°C et 95°C était statistiquement significative (test T, p<0,05) pour les deux torréfactions, bien que la différence semble être plus importante pour le café fraîchement torréfié.

L'effet de la température sur le temps nécessaire pour distribuer les 20 derniers g de chaque dose. Des températures plus élevées accélèrent la dernière moitié du tir.

Nous avons également constaté une légère augmentation du temps nécessaire pour atteindre 20 g de café frais – environ 1 seconde en moyenne entre 80 °C et 95 °C. Cet effet étant cependant assez faible, la variation aléatoire du temps d'injection rend difficile l'obtention d'un café frais. visualiser l'effet. La première partie du tir est responsable d'une grande partie de la variation du temps de tir, de sorte que les changements dans le temps de tir global peuvent masquer la différence dans le temps nécessaire pour atteindre 20 g. Cette variation signifie également que les résultats ne sont pas statistiquement significatifs en eux-mêmes.

Le moyen le plus simple de voir ce qui se passe dans cette partie du plan est de regarder à quelle vitesse la première partie du plan s'écoule, par rapport au temps total de tir - en d'autres termes, le rapport entre le temps nécessaire pour atteindre 20 g et le temps mis pour atteindre 40 g.

Nous avons vu que ce rapport augmentait avec la température. En d’autres termes, quelle que soit la durée réelle du tir, des températures plus élevées semblaient ralentir la première partie du tir par rapport à la seconde.

Là encore, la différence entre 80°C et 95°C était statistiquement significative (test T, p<0,05) pour les deux torréfactions, et la différence semblait plus grande pour le café fraîchement torréfié.

L'effet de la température sur la proportion du temps total nécessaire pour distribuer les 20 premiers g de chaque dose. Des températures plus élevées ralentissent la première partie du tir par rapport à la durée totale du tir.

Pour confirmer que cet effet persistait sur une plage de températures plus large, nous avons ensuite effectué quelques prises de vue supplémentaires à 60°C et avons constaté que la tendance se poursuivait.

L'effet d'un changement de température plus important : la ligne rouge indique le temps total nécessaire pour distribuer les 20 derniers g (axe de gauche), et la ligne bleue montre la proportion de temps nécessaire pour distribuer les 20 premiers g de chaque dose (sur l'axe de gauche). axe de droite). La tendance à un brassage plus lent au début et plus rapide à la fin se poursuit jusqu'à une température d'infusion de 60°C.

À ce stade, nous soupçonnions que l'effet pourrait être lié aux gaz dissous, nous avons donc répété l'expérience avec un café torréfié plus foncé qui contiendrait plus de gaz – un mélange d'espresso contenant du Robusta 25%, 4 jours après torréfaction.

Ce café montrait plus clairement ce qui se passait : le temps total de prise ne variait pas du tout entre 80 et 95°C (29,8 s contre 29,5 s), mais les prises mettaient environ 1 seconde de plus pour atteindre 20 g en moyenne (23,4 s vs 22,3 s), bien que cela ne soit pas non plus statistiquement significatif.

La proportion de temps nécessaire pour atteindre 20 g a augmenté de la même manière que pour le café fraîchement torréfié, et les 20 derniers g se sont écoulés beaucoup plus rapidement (7,5 s contre 6,1 s) – un effet encore plus important que celui observé avec la torréfaction fraîche et légère. Ces résultats étaient statistiquement très significatifs (p<0,005).

L'effet de la température sur une torréfaction plus foncée : les cases rouges indiquent le temps mis pour distribuer les derniers 20 g (axe de gauche), et les cases bleues montrent la proportion de temps nécessaire pour distribuer les 20 premiers g de chaque shot (à droite). axe de la main). À des températures plus élevées, la première partie du tir (en bleu) s'écoule plus lentement par rapport à la durée totale du tir. La deuxième partie du plan (rouge) court plus vite.

Cela a confirmé qu'à des températures plus élevées, la première partie du tir est ralentie, tandis que la deuxième partie du tir s'accélère. Ces effets sont plus importants que dans le café ancien, et la vitesse à la fin est plus grande que dans le café torréfié frais mais plus léger. Ceci est cohérent avec la théorie selon laquelle les gaz dissous jouent un rôle dans cet effet.