【熱點應(yīng)用】咖啡粉的精密革命：粒度分析重塑你的杯中風(fēng)味

用咖啡豆生產(chǎn)咖啡粉過程的性質(zhì)會對最終產(chǎn)品的味道產(chǎn)生重大影響。需要考慮的關(guān)鍵因素包括焙燒程度（烘烤時間越長，味道越濃），以及研磨材料的顆粒大小。

為在合理的時間內(nèi)沖泡出所需的風(fēng)味，必須對所研磨咖啡顆粒的大小進行控制。如果顆粒大小或太大，那么沖泡可能需要更長時間。研磨到更細的粒徑增加了總體顆粒表面積，導(dǎo)致任何風(fēng)味成分的提取更快速。然而，這也使沖泡過程中提取苦味成分的可能性更大。而過細的磨粉也會更緊密地聚集在一起，在咖啡機中具有更大的防水性，導(dǎo)致在沖泡過程中需要更大的壓力推動水通過研磨的咖啡粉，這會再次影響咖啡最終的味道。

咖啡的顆粒大小傳統(tǒng)上使用基于篩分的方法來測量。雖然篩分提供了一種區(qū)分不同研磨粉末的方法，但它既費力又不能準(zhǔn)確評估研磨過程中產(chǎn)生的細顆粒數(shù)量。正是由于這種技術(shù)缺乏解決細顆粒變化的能力，限制了其幫助控制最終產(chǎn)品質(zhì)量的能力。

上述篩分法的局限性，使激光衍射技術(shù)得以被廣泛應(yīng)用用于咖啡粉的粒度分析。激光衍射系統(tǒng)，如Mastersizer 3000，非常容易設(shè)置，其方法可以自動提供可靠的結(jié)果，而無需用戶干預(yù)。測量也非常迅速，幾秒鐘就能提供樣品完整的粒徑分布。因此，該技術(shù)非常適合咖啡生產(chǎn)和質(zhì)量控制的要求。

圖1：不同種類咖啡的粒徑分布

粒徑和口味之間的聯(lián)系可以通過比較不同的預(yù)磨咖啡產(chǎn)品的粒徑分布來顯示。在圖1中，對過濾過的、平滑烘焙的和濃縮咖啡的粒徑分布進行了比較。

使用配備有Aero S干法分散裝置的Mastersizer 3000來表征每個樣品。Mastersizer系統(tǒng)的寬動態(tài)范圍不但使粒徑大的顆粒能夠被檢測（粒度上限高達3.5mm），粒徑非常小的細顆粒也同樣能被測量。結(jié)果表明，濃縮咖啡產(chǎn)品含有大量的細粉，這產(chǎn)生了其苦味口感。隨著咖啡顆粒的增大，咖啡的口感會變得更順滑。

圖2展示了使用電動研磨機研磨的咖啡的粒徑分布如何隨著研磨機間隙設(shè)置而變化。圖2中編號較小的設(shè)置代表較小的磨床間隙，而較大的設(shè)置則與較大的磨床間隙有關(guān)。所獲得的結(jié)果表明，Mastersizer 3000系統(tǒng)能夠在調(diào)整研磨機設(shè)置時跟蹤粒度的變化。粒徑隨著間隙尺寸的減小而減小，在最小設(shè)置下觀察到很大比例的細粒。這些粒徑小的微粒將產(chǎn)生一種快速沖制但產(chǎn)生苦味的咖啡，例如意式濃縮咖啡。而較大間隙尺寸生產(chǎn)的粗磨咖啡更適合用作過濾咖啡。

圖2：不同研磨設(shè)置下的下累積粒徑分布圖

圖3：不同咖啡顆粒大小的沖泡動力學(xué)。C是T時刻水相中溶質(zhì)的濃度，而Ceq是達到平衡時的濃度。（改編自^[1]）

顆粒大小、沖泡時間和口味發(fā)展之間的聯(lián)系也可以通過實驗來證明。Smith等人^[1] 使用光譜技術(shù)監(jiān)測可溶性咖啡化合物注入熱水中的變化如何根據(jù)咖啡顆粒的大小而變化。所得結(jié)果如圖3所示，證實減小顆粒粒徑可以顯著增加沖沏速度。但觀察到速度的增加與粒徑減小的關(guān)系不是線性的。這是因為咖啡的沖泡過程依賴于懸浮液中咖啡的表面積，而表面積本身則根據(jù)粒徑的平方而增加。

參考文獻：

[1] A. J. Smith and D. L. Thomas, 'The Infusion of Coffee Solubles Into Water: Effect of Particle Size and Temperature', ExemplarChem 2003