Differenza di temperatura

Nei due articoli precedenti, vi ho presentato il lavoro di un intenditore di caffè che è stato probabilmente uno dei primi veri scienziati del caffè, un uomo vissuto oltre due secoli fa. Determinato a preparare la migliore tazza di caffè, ha iniziato a definire la qualità del caffè come un fattore di ritenzione dell'aroma (un argomento di cui abbiamo parlato nella Parte 1 di questa serie). Ha notato che le correnti convettive facilitano la perdita di aroma, danneggiando la qualità del caffè. Per affrontare questo problema complesso, ha semplificato il processo di convezione suddividendolo in due componenti: cause, come le differenze di temperatura, ed effetti, come il movimento delle particelle. Questo approccio gli ha permesso di analizzare attentamente ogni decisione presa durante il processo di infusione, nel tentativo di ridurre questi fattori e migliorare la ritenzione dell'aroma. La Parte 2 di questa serie ha esplorato i suggerimenti del nostro scienziato per ridurre l'agitazione nel metodo di infusione. Questo articolo, Parte 3, si concentra sui suoi consigli per ridurre al minimo le correnti convettive guidate dalla temperatura.¹  

La fredda verità su birra fredda

Essendo un vero scienziato, il nostro appassionato di caffè non ha semplicemente dato per scontato che l'acqua a temperatura di ebollizione producesse il miglior caffè. Invece, ha seguito il metodo scientifico, come discusso nella Parte 2, e ha condotto una serie di esperimenti a varie temperature per giungere alla sua conclusione.

"Pensavo fosse possibile, anche se non del tutto probabile, che una temperatura inferiore a quella dell'acqua bollente potesse essere molto vantaggiosa nella preparazione del caffè; ma dopo aver fatto un gran numero di esperimenti per accertare questo punto importante, ho scoperto che il caffè, infuso con acqua bollente, aveva sempre un sapore più intenso e un sapore migliore rispetto a quando l'acqua utilizzata in quel processo era a una temperatura più bassa".

Questo brano trasmette un leggero scetticismo sull'uso di acqua al di sotto del punto di ebollizione per preparare il caffè. I suoi esperimenti non erano motivati solo dalla curiosità; piuttosto, erano mirati a esplorare l'uso benefico di temperature più basse, come osservato nell'industria della produzione della birra. Ha sottolineato che 'È risaputo che il calore dell'acqua bollente non è il più favorevole per estrarre dal malto quelle parti zuccherine che esso fornisce nel processo di produzione della birra.' Ciò rivela che lo scienziato non era a conoscenza del fatto che l'orzo e gli altri cereali utilizzati nella fase di maltazione della birra contengono enzimi amilasi che scompongono i granuli di amido più grandi nei loro zuccheri più piccoli. Questi zuccheri alimentano quindi il lievito che genera alcol durante fermentazione. 

Se la maltazione venisse effettuata a temperature superiori a 40°C (104°F), gli enzimi inizierebbero a denaturarsi, diventando inattivi e rendendo il processo del tutto superfluo. Poiché il caffè viene tostato a temperature molto più elevate di quelle utilizzate durante la preparazione, si può tranquillamente supporre che tutti gli enzimi nei chicchi verdi siano stati inattivati al momento in cui viene eseguito questo processo. 

Tuttavia, l'impatto della temperatura di estrazione solvente (acqua) sulla qualità dell'estratto (infuso) rimane altamente rilevante, in particolare in relazione all'ipotesi iniziale del nostro scienziato sulla perdita di aroma associata alla convezione. Se l'infusione a una temperatura inferiore avesse prodotto la stessa qualità di infusione, allora la perdita di aroma causata dalla temperatura avrebbe potuto essere completamente evitata non riscaldando l'acqua in primo luogo. Problema risolto! Ciò avrebbe migliorato sostanzialmente la ritenzione dell'aroma e la qualità complessiva dell'infuso, ma sfortunatamente, le sue scoperte hanno rivelato il contrario.

"Ho spesso ... preparato il caffè in due caffettiere simili, con questa sola differenza: l'acqua versata in una era bollente, mentre quella versata nell'altra era a una temperatura più bassa; e ho sempre riscontrato che il caffè fatto con l'acqua bollente è stato preferito da tutti i buoni giudici, soprattutto quando sono stati serviti loro i due tipi di caffè contemporaneamente, senza che venisse detto loro in che modo erano stati preparati".

Il brano sopra suggerisce che lo scienziato ha condotto più panel sensoriali confrontando la qualità della birra tra questi metodi, identificando infine una differenza. Ciò che è particolarmente bello da leggere è che lo scienziato ha incluso il fatto che i membri del panel non erano stati informati dell'identità dei campioni. Questo è un modo indiretto di comunicare al lettore che conoscere l'identità dei campioni avrebbe potuto influenzare o influenzare la risposta di un membro del panel. Omettendo questa informazione ai membri del panel, sta tentando di eliminare questi pregiudizi e cercando una risposta oggettiva. Questa tecnica è ora nota come studio in singolo cieco. Gli studi in doppio cieco, in cui sia chi somministra il test sia chi lo riceve non sono a conoscenza dell'identità dei campioni, sono ora preferiti, per eliminare qualsiasi potenziale pregiudizio da entrambe le parti² influenzare l'esito dello studio.

Ciò che è più lodevole di questo scienziato è che la sua curiosità non è semplicemente finita dopo aver sostituito l'acqua bollente con il suo equivalente più freddo. Sembra che si sia chiesto se il calore trasferito dall'acqua bollente ai fondi abbia avuto un ruolo nella generazione dell'aroma caratteristico del caffè. Ciò lo ha portato a riscaldare di nuovo il birra fredda nel tentativo di replicare la qualità del caffè prodotto con un'estrazione a caldo. Sfortunatamente, sebbene fosse un ragionamento intelligente, si è rivelato falso.

'Ho anche preparato il caffè con acqua fredda e poi l'ho riscaldato; ma ho sempre scoperto che era di qualità molto scadente: è molto amaro e non di rado ha un sapore aspro e sgradevole, soprattutto quando l'acqua fredda impiega molto tempo a trasformarsi in caffè in polvere e quando i due ingredienti rimangono insieme per tutta la notte.'

Sebbene ciò confermasse che l'acqua bollente era essenziale per preparare la migliore tazza di caffè, non ipotizzò immediatamente che l'acqua fredda non fosse in grado di estrarre i componenti dell'aroma desiderati. Invece, non potendo escludere che l'aroma venisse espulso dal caffè quando veniva riscaldato, optò per un'interpretazione più scientifica e diplomatica. 

'La fine sostanza aromatica o non viene estratta dall'acqua fredda, oppure fuoriesce in seguito, mentre il caffè si riscalda. Il fatto è che se ne può percepire una minima parte nel caffè, dopo che è stato riscaldato... ora è abbastanza certo che l'acqua bollente estrae dal chicco preparato una quantità maggiore di quelle particelle che conferiscono al caffè il sapore e il sapore gradevoli, o, in altre parole, che gli conferiscono forza, rispetto a una quantità uguale di acqua meno calda: questo fatto è stato accertato da molti esperimenti, ed è ormai generalmente riconosciuto.'

In un'epoca in cui i termometri erano probabilmente costosi e le termocoppie non esistevano, era più pratico usare acqua bollente anziché acqua a qualche grado sotto l'ebollizione, come consigliato dalle moderne ricette del caffè filtrato.

«La temperatura dell'acqua bollente è preferibile a tutte le altre per preparare il caffè, … a causa della sua costanza».

È importante ricordare che le scoperte di questo scienziato riflettono il suo metodo di infusione preferito, il caffè filtrato, e non l'infusione a immersione, che è comunemente utilizzata oggi per birra freddaI diversi metodi di fermentazione possono alterare il profilo chimico del birra freddaNon ho ancora studiato a fondo questo argomento, ma si potrebbe supporre che tutti i componenti solubili in acqua, come la caffeina³ e acidi, potrebbero essere estratti dai fondi di caffè usando acqua a temperatura ambiente. Ciò suggerisce che l'efficienza di estrazione dei metodi di infusione è principalmente responsabile della differenza nella qualità del caffè quando viene utilizzato lo stesso rapporto di infusione. Vari parametri possono influenzare questo, tra cui il relativo diffusione tasso di molecole. Grande molecole generalmente viaggiano più lentamente di quelli più piccoli. Tuttavia, la differenza più grande tra i metodi di infusione è il tempo di estrazione. I moderni metodi di immersione misurano il tempo di infusione in ore, a differenza dei minuti trascorsi nella preparazione del caffè filtro. Ciò suggerisce fortemente che un profilo sensoriale desiderato non può essere ottenuto in pochi minuti.

Sebbene questo scienziato non si sia divertito birra fredda preparato usando il suo metodo preferito di infusione con filtro a goccia, non fu il primo a estrarre il caffè usando acqua al di sotto del punto di ebollizione. Sappiamo dagli scritti di Sylvestre Dufour del 1685 che questa pratica non solo precedeva di oltre cento anni il nostro scienziato protagonista, ma precedeva anche l'introduzione del caffè nelle Americhe nel 1713: