Kaffeextraktion

Kaffeextraktion inträffar när hett vatten hälls över kaffesump , vilket gör att önskvärda föreningar som koffein , kolhydrater, lipider , melanoidiner och syror extraheras från sumpen. Graden i vilken extraktion sker beror på ett antal faktorer, såsom vattentemperatur, bryggtid, malningsfinhet och mängd sump.

Definitioner

Bryggförhållande

Bryggförhållande beskriver förhållandet mellan kaffe och vatten, i massa.

Styrka

Även känd som löslig koncentration , hänvisar styrka till procentandelen lösta fasta ämnen per enhet vätska i den slutliga drycken. En högre koncentration av lösliga ämnen är förknippad med en starkare dryck och lägre koncentration med en svagare, mer "vattnig" dryck.

Styrkan varierar mellan kaffedryckstyper; för de flesta varierar det från 1,15 % och 1,35 %. Ristretto , en av de starkaste traditionella kaffedryckerna, kan innehålla upp till 0,75 g lösliga ämnen per 15 grams portion (över 5 % av den totala volymen), vilket gör den mer än fyra gånger så stark som den typiska kaffedrycken. Styrkan kan också variera i betydande grad mellan kaffe som odlas i olika regioner.

När extraktionsgraden ökar, ökar styrkan, vilket resulterar i en dryck som är mörkare i färgen och oljigare vad gäller munkänslan – detta kan dock också variera beroende på mängden suspenderat material (mycket små malningar, så kallade "fines"), särskilt inom fransk pressbryggning.

När extraktionstiden ökar ökar också risken för att oönskade lösliga ämnen – ofta förknippade med överväldigande bitterhet – extraheras. Om utbytet hålls konstant bestäms styrkan i första hand av bryggförhållandet.

Koffein utvinns tidigt i bryggprocessen, så längre extraktion ger inte nämnvärt mer koffeinhaltigt kaffe.

Att tillsätta vatten till en drink efter bryggning ändrar styrka, men inte utbyte (utbytet bestäms av mängden vatten som initialt fanns under bryggningen). En Americano skiljer sig bara från en espresso i styrka – den späds traditionellt ut efter bryggning till en styrka under 1,5 % (vilket också resulterar i att crema tas bort ).

Extraktionsutbyte

Extraktionsutbytet avser de lösliga ämnen som löstes under bryggning. Detta uttrycks ofta som en procentandel av kaffets massa. Det är också känt som lösligt utbyte eller helt enkelt extraktion. Extraktionsutbytet i procent beskriver massan som överförs från kaffesumpen till vatten, uttryckt som en procentandel av sumpens initiala massa. Det ges av följande:

$$Y={\frac {M_{2}\cdot t}{M_{1}}}$$

där $Y$ är extraktionsutbytet uttryckt i procent, $t$ är det totala antalet lösta fasta ämnen uttryckt som en procentandel av den slutliga drycken, $M_{1}$ är massan av grunden i gram, och $M_{2}$ är vattnets massa i gram. Detta innebär att ett extraktionsutbyte på 20 % kan erhållas genom att brygga 18 gram kaffe, vilket resulterar i en 36 grams slutdryck med ett $t$ på 10 %. Utbytet kan också uttryckas som totalt lösta fasta ämnen, eller delar per miljon (ppm).

Att uppnå önskad extraktion

Under- och överextraktion

Ett extraktionsutbyte på 18 % till 22 % är önskvärt för de flesta traditionella kaffedrycker.

• Utbyten på under 18 % anses vara underextraherade eller underutvecklade – önskvärda föreningar har inte extraherats till fullo. Den resulterande drycken är obalanserad och ofta förknippad med en övervägande syrlig smak – syror utvinns tidigt i bryggningsprocessen, medan balanserande föreningar som socker och bitterämnen utvinns senare.
• Avkastningar på över 22 % anses vara överextraherade och är ofta förknippade med en dominerande bitterhet – bittra föreningar extraheras efter att syror och sockerarter till stor del har lösts upp. Men i vissa situationer där avancerad bryggutrustning är inblandad kan skördar som överstiger 22 % uppnås, utan den karakteristiska bitterheten.

Bryggförhållanden

Ett bryggkontrolldiagram kan användas för att kontrollera en drycks extraktionsgrad och styrka. Det optimala förhållandet mellan extraktion och styrka representeras av en rektangel i mitten av diagrammet – inom det området är kaffe varken över- eller underextraherat, och varken för starkt eller svagt. När som helst längs den diagonala linjen som är ritad på diagrammet är utdrag och styrka direkt proportionella.

Följande beskriver förhållandet mellan styrka och bryggförhållande.

$${\frac {t}{V}}={\frac {M}{V}}\ gånger {\frac {t}{M}}$$

där $t$ är den totala mängden lösta fasta ämnen uttryckt som en procentandel av markens massa, $V$ är volymen av det använda vattnet och $M$ är massan av marken . Med andra ord är styrkan hos en dryck produkten av bryggförhållandet och extraktionsprocenten.

Vanliga bryggstandarder över hela världen

Ett extraktionsutbyte på 18 % till 22 % och en styrka på 1,15 % till 1,35 % anses vara typiskt i Nordamerika. I de nordiska länderna anses den ideala hållfastheten vanligtvis vara 1,30 % till 1,50 %. För europeiska länder, 1,20 % till 1,45 %.

Vanliga bryggförhållanden

Stil	gram per liter	Förhållande	Styrka
nordamerikansk	55	18:1	1,25 %
nordiska	63	16:1	1,40 %
Europeiska	58	17:1	1,35 %

Öka eller minska extraktionsutbytet

Utbytet beror främst på temperatur, bryggtid, malningsstorlek och bryggningsmetod. Utbytet är omvänt proportionellt mot malningsstorleken; en mindre kornstorlek ger mer yta och snabbare utvinning. En längre bryggtid ger högre avkastning.

Franskt presskaffe bryggs ofta av grovmalet malt, med en bryggtid på 3–4 minuter. Filterkaffe är förknippat med en mindre kornstorlek och kortare bryggtid. Espresso är gjord av mycket finmalet kaffe med en bryggtid på 20–30 sekunder.

Metoder

Extraktionshastigheterna varierar mellan bryggmetoderna. För doppbryggningsmetoder, såsom koppning , presskanna och vakuumbryggning , sker extraktion långsamt. Turkiskt kaffe bryggs med extremt finmalet kaffe som lämnas suspenderat i den slutliga drycken.

Vissa bryggmetoder blötlägger en kolonn av sump, som häller, espresso och perkolering. I espressometoden kan vatten mätta kolonnen ojämnt från botten till toppen, vilket resulterar i ojämn extraktion.

När den idealiska avkastningen har uppnåtts måste marken avlägsnas från vattnet, vilket stoppar utvinningen. Av denna anledning tas kaffe vanligtvis bort från bryggkammaren i en fransk press efter att extraktion har skett. Perkolatorer är notoriskt utsatta för överextraktion, på grund av en designfunktion som får kaffe att passera genom en korg med sump flera gånger.

Kaffe kan avsiktligt överextraheras för att uppnå ökad styrka och samtidigt minska mängden malet kaffe som krävs. Detta resulterar dock ofta i en mer bitter, mindre fyllig dryck.

Temperatur

Vattentemperaturen kan påverka graden till vilken önskvärda lösliga ämnen extraheras. En vanlig rekommenderad bryggtemperatur för traditionella kaffedrycker är 91–94 °C (195–202 °F), vilket underlättar fullständig extraktion av önskade föreningar. För att uppnå denna temperatur låts vattnet ofta kortvarigt koka upp innan bryggning. Värmeförlust under bryggning kan också förekomma – i den manuella upphällningsmetoden är blandningen av kaffesump och vatten, eller slurry , notoriskt utsatt för värmeförlust, och höga temperaturer kan vara svåra att upprätthålla.

Effekten av övergående temperatur – temperaturen på den slutliga kaffedrycken efter att bryggningen är klar – spelar inte så stor roll som bryggtemperaturen; kortvarig uppvärmning av kaffe förstör inte dess smak.

Externa bilder
SCAA bryggdiagram (amerikanskt)
SCAE bryggdiagram (europeiskt)
NCA bryggdiagram (norskt)

Bryggningsmetod

Espresso

Espressoutbytet är i allmänhet 15–25 %: 25 % anges som den italienska extraktionen i ( Illy & Viani 2005) . Espressoutbytet har fått betydligt mindre uppmärksamhet i litteraturen än extraktion av bryggkaffe, med huvudreferenserna ( Illy & Viani 2005) och ( Schulman 2007 ).

Espressoutbytet har ett antal överraskande egenskaper:

• utbytet beror främst på djupet av "pucken" (cylinder av kaffesump);
• utbyte är omvänt till puckdjup;
• utbytet beror inte nämnvärt på bryggtiden – utbytet ökar först ungefär linjärt, sedan platåer efter ungefär 20 sekunder;
• styrkan är oberoende av dos.

Styrkan beror istället på malning: finare malningar ger en "kortare" ( ristretto ) espresso (mindre vätska, så högre bryggkvot, vid samma utbyte ger mer styrka), medan grövre malningar ger en "längre" ( lungo ) espresso, medan en mellanliggande malning ger en "normal" espresso.

• Schulman, Jim (februari 2007), Some Aspects of Espresso Extraction , arkiverad från originalet 2019-09-21 , hämtad 2010-03-28
•   Illy, Andrea; Viani, Rinantonio (2005), Espresso Coffee: The Science of Quality , Academic Press, ISBN 978-0-12-370371-2 , Kapitel 7, av M. Petracco.
• Lingle, Ted R. (1995), The Coffee Brewing Handbook (Första upplagan), Specialty Coffee Association of America
• Bryggning -- Hur du får ut det mesta av ditt kaffe, Mountain City Coffee Roasters