ذرات ریز: ریز برای اسپرسو، نه چندان ریز برای دمی
هر از چندگاهی از نقش ذرات ریز (Fines) در عصاره‌گیری از قهوه و عطر و طعم برداشتی اشتباه می‌خوانم و یا می‌شنوم. در این نوشتار می‌خواهم درباره‌ی نحوه‌ی عصاره‌گیری قهوه، نقش ذرات ریز در عصاره‌گیری و اینکه چگونه ذرات ریز بر عصاره‌گیری اسپرسو و قهوه‌ی دمی به طور متفاوتی اثر می‌گذارند، صحبت کنم. این نوشتاری تخصصی و طولانی است اما اگر متخصص قهوه هستید، مهم است که آن را بخوانید و احتمالا مجدد تمام آن را بازخوانی کنید. استفاده‌ی کاربردی از ایده‌ای که اینجا مطرح می‌کنم، آسان است.
تعریف ذرات ریز
یک دانه‌ی قهوه، ماتریکسی سه بُعدی و پیچیده از رشته‌های سلولز پوشیده شده از روغن و جامدات دیگر است. این رشته‌ها برای ایجاد فضاهای خالی یا “سلول‌ها”، به طور متقاطع یا ضربدری می‌باشند. محققان تخمین می‌زنند که یک دانه‌ی معمولی شامل میلیون‌ها سلول این چنینی است. برشته‌کاری موجب تُردی سلولزها شده و آسیاب کردن ساختار سلولزها را به ذرات با اندازه‌های مختلف می‌شکند. ما به کوچک‌ترین ذرات، “ریزها” می‌گوییم.
برخی اختلاف نظرها در مورد تعریف ذرات ریز وجود دارد. اکثر تحقیقات قدیمی‌تری که خوانده‌ام، به ذرات ریز به عنوان تکه‌های دیواره‌ی سلولی که شامل هیچ سلول سالم و دست نخورده‌ای نمی‌باشد، اشاره می‌کنند. عده‌ای ذرات ریز را به عنوان ذراتی با قطر کمتر از اندازه‌ای مشخص، به طور مثال 50 میکرون تعریف می‌کنند. اخیرا دیگران ذرات ریز را به عنوان ذراتی در قسمتی مشخص (برآمدگیِ کوچک در شکل) از نمودار توزیع اندازه‌ی ذرات (Particle-Size Distribution) تعریف کرده‌اند.
نمودار رایجِ توزیع اندازه‌ی ذرات. لطفا به عددها توجهی نداشته باشید، نمودار تنها به منظور درکِ مفهوم می‌باشد. تناوب یا Frequency در اینجا به وزن یا حجم ذرات اشاره دارد.
تعریف مطلوب من از ذرات ریز یک تکه دیواره‌ی سلولی است که شامل هیچ سلول سالمی نمی‌باشد، زیرا ذرات با سلول‌های سالم به طور متفاوتی از ذرات بدون هیچ سلول سالمی عصاره گرفته می‌شوند. با وجود چنین تعریفی، آب دم‌آوری می‌تواند به طور آزادانه به تمام سطح سلولزِ یک ذره‌ی ریز در طول عصاره‌گیری دسترسی داشته باشد، اما در مورد ذرات با سلول‌های سالم بعضی از سطوح سلولز درون سلول هستند و مستقیما در معرض آب قرار ندارند.
انتخاب یک حد اختیاری برای اندازه‌ی قطر به منظور تعریف کردن ذرات ریز برای من کمی قابل درک است، چرا که ذرات ریز در شکل‌های بسیار متفاوتی وجود دارند، تعداد کمی از آن‌ها خیلی کم کروی هستند. متاسفانه خیلی از مقالات علمی به منظورِ ساده‌سازی ریاضی و مدل‌سازیِ سینتیک عصاره‌گیری، فرضیه‌ی ظاهرا بی‌ضرری به وجود می‌آورند که طبق آن سابه‌ی قهوه کروی می‌باشد. این فرضیه نامعقول و غلط انداز است و نتایج چنین مقالاتی باید با یک ذره‌ی نمک گرفته شود.
بررسی کردن برآمدگی کوچک از نمودار توزیع اندازه‌ی ذرات (به اختصار به آن PSD می‌گوییم) روشی جالب از دسته‌بندیِ سابه‌ی قهوه است اما معیاری عینی یا تعریفی برای ذرات ریز فراهم نمی‌کند، چرا که مقدار، کیفیت و توزیعِ برآمدگی در امتداد دانه، برشته‌کاری، دستگاه آسیاب، تیزی تیغه‌ها، هم ترازی تیغه‌ها و غیره تغییر می‌کند؛ روش استفاده شده برای اندازه‌گیری PSD لازم به ذکر نیست.
عصاره‌گیری از قهوه چگونه اتفاق می‌افتد
در عصاره‌گیری از قهوه دو مرحله وجود دارد: سایش سطحی و واپخشِ درون ذره‌ای. زمانی که آب با ذره‌ای درشت از سابه‌ی قهوه تماس پیدا می‌کند، به سرعت جامدات قهوه را از سطوح در معرضِ ذره حل می‌کند. چنین سایشی احتمالا ظرف چند ثانیه کامل می‌شود.
عصاره‌گیری از سلول‌های سالمِ درون سابه به وسیله‌ی واپخش اتفاق می‌افتد، فرآیندی که دقایقی طول می‌کشد و هرگز کامل نمی‌شود، دست کم تحت شرایط دم‌آوری مناسب. در واپخش یک گرادیان غلظت موجب می‌شود که جامدات از ذرات به آب حرکت کنند (جامدات همواره از ناحیه‌ای با غلظت زیاد به ناحیه‌ی مجاور با غلظت کم حرکت می‌کنند). این جامدات محلول در آب سپس باید از میان منافذِ سلولز برای رسیدن به مایعِ دم‌آوری احاطه کننده‌ی ذره، پخش شوند. واپخش درون ذره‌ای به دلیل مراحل بسیارش آهسته است: آب باید از میان منافذ سابه عبور کند، جامدات را حل کند، به بیرون منافذ برگردد، و نهایتا جامدات را از مایع بینابینیِ قهوه به قهوه‌ی دم شده ببرد. عصاره‌گیری از ذرات درشت‌تر اساسا به دلیل این که آن‌ها مسیرهای واپخش طولانی‌تری دارند، آهسته‌تر است.
در طول یک فرآیند دم‌آوری چکانه‌ای مانند آنچه که در دم‌آوریِ دستگاه‌های خودکار روی می‌دهد، همواره مقداری از جامداتِ محلول در سلول‌های سابه، و مقداری از جامدات درون مایع بینابینی بین سابه باقی می‌مانند. در دم‌آوری غوطه‌وری مانند فرنچ‌پرس، عصاره‌گیری آهسته‌تر است، اساسا به دلیل این که مایع دم‌آوریِ مملو از جامد به طور مداوم از دم‌افزار خارج نمی‌شود و در بیشتر مدت فرآیند عصاره‌گیری، گرادیان غلظت به اندازه‌ی دم‌آوریِ چکانه‌ای بالا نیست. (به همین دلیل است که برای فرنچ‌پرس باید بسیار ریزتر از دم‌آوریِ دستگاه خودکار قهوه را آسیاب کنید، چیزی که 99% متخصصان قهوه انجام نمی‌دهند.) به علاوه مایعی که در بستر قهوه‌ی دم شده به روش غوطه‌وری باقی می‌ماند شامل جامدات محلول بسیار بیشتری نسبت به قهوه‌ی دم شده به روش چکانه‌ای است که باعث می‌شود عصاره‌گیری دم‌آوری غوطه‌وری نسبت به دم‌آوری چکانه‌ای، کمتر موثر باشد. گذشته از موضوع تخصصی، دلیل اینکه چرا نرم افزار Extract Mojo حالت‌های مجزا برای محاسبه‌ی عصاره‌گیری‌های غوطه‌وری و چکانه‌ای دارد، غلظت‌های جامدات مختلف باقی مانده در سابه‌ی استفاده شده‌ی دم‌آوری غوطه‌وری و چکانه‌ای می‌باشد.
ممکن است روزی از عصاره‌گیری 30% لذت ببریم
تقریبا 35% از جرم دانه‌ی قهوه در آب حل‌پذیر است. بدون دمای شدید، زمان‌های عصاره‌گیریِ به شکل غیر واقعی طولانی یا استفاده از حلال‌های اضافی، فرض این که هرگز بیش از 35% از وزن توده‌ای از سابه‌ی قهوه را عصاره‌گیری نخواهیم کرد عادلانه است. عصاره‌گیری با کیفیت از سابه‌ی دستگاه‌های آسیابِ کمتر از 20 هزار دلار، معمولا به حدِ تقریبیِ 23% در کافه‌ها می‌رسد اما بعضی از دستگاه‌های آسیاب میله‌ایِ عظیم، سابه‌ای تولید می‌کنند که به راحتی چند درصد عصاره‌ی بیشتری می‌گیرند.
با وجود این که این مسئله‌ای تئوری است اما به نظر می‌رسد که بتوان حدود 80%-90% از جامدات محلول موجود در قسمتی از سلولز (برای مثال یک ذره‌ی ریز) را پیش از این که گَسی و تلخی افزایش سریع داشته باشند، عصاره گرفت. می‌پرسید چطور؟ ممکن است عصاره‌ی 30% خوش طعم داشته باشیم؟ شاید، اما نه در حال حاضر و نه با آسیاب EK. ممکن است با یک دستگاه آسیاب مناسب قادر به گرفتن عصاره‌ی 26% یا بیشتر باشید، اگر بسیار ریزتر از حد معمول آسیاب کنید، به سختی الک کنید و تا جای ممکن ذرات ریز و بیش از اندازه درشت را جدا کنید و قهوه را با دستگاه خودکار دم کنید. (لطفا برای قضاوتِ این ایده بر مبنای این دم‌آوری عجله نکنید، احتمال اینکه شما تنظیمات آسیاب، الک کردن و عصاره‌گیری را همگی به درستی انجام داده باشید کم است و به تمرین نیاز دارید. اما زمانی که به درستی انجامش دهید، نتایج خارق‌العاده است.)
استدلال من این است که اگر بخش معینی از سلولز قهوه 35% جامدات محلول بر حسب وزن باشند، قطعا عصاره گرفتن از30% از این 35% مطلوب است (برای مثال 86% از جامدات محلول قابل دسترس) و در جایی بین 30% و 35%، عصاره‌گیری از گَسی به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. به طور تئوری اگر توده‌ای از ذرات ریز داشته باشید (تکه‌های سلولز کاملا در معرض) و موفق شوید که از تمام ذرات دقیقا 30% عصاره بگیرید، آن فنجانِ قهوه‌ای شگفت‌انگیز خواهد بود اما انجام چنین چیزی احتمالا غیرممکن است.
مشکل این است که در دم‌آوری هر روزه، جامدات از سطوح سابه (برای مثال تمام جامدات روی ذرات ریز و سطوحِ در معرضِ ذرات درشت‌تر) بیش از 30% در چند ثانیه عصاره خواهند داد. در حالی که 80% از جامدات قهوه که به وسیله واپخش عصاره گرفته می‌شوند، دقایقی طول خواهد کشید تا تقریبا به 20% برسند. علاوه بر این به نظر می‌رسد که واپخش از برخی ذرات کوچک‌تر یا ذرات در امتداد کانال‌های درون بستر قهوه ممکن است پیش از این که میانگین عصاره‌گیری بستر قهوه به 20% برسد، 30% عصاره بگیرد.
چرا تمام این مسائل علمی اهمیت دارند؟
برای درست کردن بهترین قهوه‌ی دمی ممکن، به نظر می‌رسد نیاز داشته باشید که ذرات ریز (و بیش از حد درشت) را به حداقل برسانید. با توجه به اینکه ذرات ریز بیش‌عصاره‌گیری را تضمین می‌کنند و در تلخی و گسی مشارکت دارند، اگر بتوانید ذرات ریز را جدا کنید یا از ابتدا از ایجاد آن‌ها جلوگیری کنید، فنجانی شفاف‌تر، شیرین‌تر با احساس دهانی روان‌تر خواهید داشت. بیشتر ما از قهوه‌ی گس لذتی نمی‌بریم اما اگر شما لذت می‌برید خیلی هم عالی است، چرا که تنین ها (Tannin) تنظیم کننده‌ی باکتری‌های معده و روده هستند.
چطور ذرات ریز را به حداقل برسانیم؛ به ترتیب اهمیت:
– از تیغه‌های آسیاب تیزتر استفاده کنید.
– مطمئن شوید که تیغه‌های آسیاب تا جای ممکن همتراز هستند.
– از تیغه‌های بزرگ‌تر استفاده کنید (طراحی تیغه‌ها نیز اهمیت دارند اما به طور کلی تیغه‌های بزرگ‌تر بهتر هستند).
– قهوه را روشن‌تر برشته کنید.
– از الک استفاده کنید و ذرات ریز را جدا کنید – به خوبی انجام دادن این مورد دشوار است اما برای استفاده‌ی خانگی و مسابقات دم‌آوری ارزش امتحان کردن را دارد.
– در صورت امکان دانه‌های قهوه‌ی گرم‌تر را آسیاب کنید یا از آسیاب گرم کننده استفاده کنید.
در ادامه‌ی به حداقل رساندن ذرات ریز، پرهیز از کانال‌سازی در دم‌آوری چکانه‌ای به طرزی باورنکردنی برای کنترل گسی مهم است. ذرات ریز و کانال‌ها به شکل‌های مشابه بر کیفیت قهوه‌ی درون فنجان تاثیر می‌گذارند.
ذرات ریز تا اندازه‌ای برای اسپرسو خوب هستند
و اما در مورد اسپرسو چطور؟ زمان عصاره‌گیری اسپرسو برای عصاره گرفتن از طریق واپخش بسیار کوتاه است. محققان در مورد این که آیا واپخش در عصاره‌گیری اسپرسو هیچ مشارکتی دارد یا نه بحث و گفتگو کرده‌اند؛ اگر داشته باشد مشارکت‌اش ناچیز است. (اسپرسویی که با Preinfusion طولانی و روش‌های دیگر غیراستاندارد درست شده را نادیده می‌گیرم.)
نویسندگان کتاب اسپرسوی ایلی بیان کردند که ذرات ریز سطح عصاره‌گیری لازم را فراهم می‌کنند، در حالی که ذرات درشت‌تر برای دستیابی به سرعت جریان آب کافی در میان بستر قهوه‌ی اسپرسو لازم هستند. اگر ذرات ریز بسیاری وجود داشته باشد عصاره‌گیری پایین خواهد بود، و اگر ذرات درشت خیلی کم باشند جریان آب مسدود می‌شود. با وجود اینکه اسپرسو نیاز به عصاره‌گیری سریع از طریق سایش دارد، به نظر می‌رسد مقداری ذرات ریز برای یک شات اسپرسوی رضایت‌بخش لازم باشد. (من فکر می‌کنم که به طور تئوری جدا کردن سابه‌ها در بازه‌ای 100 تا 200 میکرونی و استفاده از آن‌ها برای گرفتن اسپرسویی خوش‌مزه و عاری از ذرات ریز ممکن باشد، اما چنین چیزی در کافه عملی نیست.) سهم ایده‌ال برای ذرات ریز چقدر است؟ البته که هیچ کس نمی‌داند. برای پیچیده کردن موضوع به نظر می‌رسد دو زیر مجموعه از ذرات ریز وجود داشته باشد؛ اجازه دهید آن ها را “ذرات ریزِ درشت‌تر” و “گَردِ قهوه” بنامیم. وجود کوچک‌ترین ذرات ریز یا گرد قهوه احتمالا کیفیت اسپرسو را از طریق کم کردنِ نامتناسب سرعت جریان نسبت به مشارکت‌شان در عصاره‌گیری خراب می‌کند بنابراین به تنظیمات آسیاب درشت‌تر نیاز است که در عوض عصاره‌گیری کاهش می‌یابد.
اخیرا کریس هندن در اینستاگرام من نوشته است که آسیاب کردن دانه‌های فریز شده گرد قهوه‌ی کمتر و ذرات ریز درشت‌تر که اندازه‌ی یکنواخت‌تری دارند، تولید می‌کند. من دا‌ه ها و اطلاعات را ندیده‌ام اما این پدیده ممکن است موفقیتی که خیلی از باریستاها ادعا می‌کنند با آسیاب کردن دانه‌های فریز شده برای اسپرسو دارند را توضیح دهد. به حداقل رساندن گرد قهوه و تولید کردن ذرات ریز درشت‌تر و یکنواخت‌تر به احتمال زیاد عصاره‌گیری اسپرسوی بیشتری تولید خواهد کرد. از کریس متشکرم و امیدوارم یافته‌هایش را به درستی ارائه کرده باشم.
خلاصه کلام
تبریک می‌گویم که تا این جای این نوشتار را خوانده‌اید. حالا مجدد آن را بخوانید تا به نظرتان منطقی آید. مهم‌تر از همه امیدوار هستم این نوشتار شما را قانع کرده باشد که از ایجاد ذرات ریز و روش‌هایی که می‌توانید هنگام آسیاب کردن برای دم‌آوری به جز اسپرسو آن‌ها را به حداقل برسانید، آگاه باشید. دو تا از تاثیرگذارترین مواردی که اکثر کافه‌ها می‌توانند انجام دهند تا بلافاصله کیفیت را بهبود بخشند عوض کردن تیغه‌های قدیمی و ساییده شده‌ی آسیاب با تیغه‌های جدید و حرفه‌ای و تراز کردن دقیق تیغه‌ها تا جای ممکن است. عصاره‌گیری‌ها افزایش خواهد یافت، شفافیت عطر و طعم بهتر خواهد شد، گسی و تلخی کاهش خواهند یافت و احساس دهانی روان‌تر خواهد شد.
منبع:
اسکات رائو (آگوست 2017)، ذرات ریز: ریز برای اسپرسو، نه چندان ریز برای دمی.