Роль TDS в искусстве приготовления хорошего кофе

Часто мы повторяем фразу «Вода формирует вкус еды», подразумевая, что вкус наших любимых блюд, продуктов и напитков – пиццы, хлеба, пива и практически любой другой еды – зависит от воды, используемой в качестве ингредиента. А как насчёт чашки кофе? Насколько влияет качество воды на вкус этого «выстрела чернил» из кофемашины? Попробуем разобраться, погрузившись более глубоко в процесс кофеварения.

Изготовление кофе включает в себя несколько простых шагов, однако не всё так уж просто, ведь на окончательный вкус кофе влияет множество различных факторов, одним из которых является качество воды. Именно вода способствует извлечению растворимых компонентов из кофейной гущи в напиток, поэтому состав воды влияет на каждое из более чем 600 летучих соединений, присутствующих в кофейных зернах.

В этой статье мы сосредоточимся на роли общего количества растворённых твёрдых веществ (TDS) в воде, предназначенной для приготовления кофе, однако не следует также забывать, что в процессе приготовления этого напитка немалую важность имеют и множество других факторов.

Что такое полностью растворённые твёрдые вещества (TDS)?

TDS представляет собой количество твёрдых веществ, растворённых в заданном объёме раствора. Чаще всего мы измеряем TDS в частях на миллион (ppm) или мг/л. Обратите внимание, что измерения TDS не зависят от того, какого рода вещество растворено в воде. Это означает, что 100 мг/л соли и 100 мг/л сахара будут иметь то же самое значение TDS.

Понятие растворённых твёрдых веществ в кофе 

Мы все знаем, что в процессе приготовления кофе часть кофейных зёрен переходит в воду. Это именно то, что придаёт напитку вкус. Количество растворимых твёрдых веществ в варёном кофе варьируется от 1-2%. Но какого рода эти вещества?  

Растворённые твёрдые частицы кофе включают хлорогенные кислоты, сложные эфиры и кофеин, а также органические кислоты, такие как лимонная, яблочная и молочная. Эти соединения и составляют вкус кофе и его аромат.

Измерение и изменение количества этих соединений, растворенных в воде, дает широкий контроль над конечным продуктом. Параметры, которыми обычно управляют, включают в себя степень помола, методы приготовления, время приготовления и температуру. Тем не менее, TDS является новым и всё более популярным показателем контроля качества напитка.  

Почему TDS имеет значение?

Поскольку значение TDS коррелирует с тем, сколько веществ было растворено в воде, его можно использовать для оценки крепости кофе. Больше растворённых твёрдых веществ – более насыщенная концентрация и аромат напитка. Тем не менее, существует предел тому, сколько кофейных зерен может «высвободиться» в воду, прежде чем они начнут выпускать в напиток менее полезные соединения, что приведет к едкому, чрезмерно экстрагированному аромату.

TDS в исходной воде

Вспомним школьные уроки о диффузии: известно, что соединения перемещаются из областей высокой концентрации в области с низкой концентрацией. С кофе это работает аналогичным образом. То есть, общее количество растворённых твёрдых веществ (TDS) в воде коррелирует с эффективностью экстракции. Вода с очень низким содержанием минералов имеет тенденцию к чрезмерной экстракции кофе, в то время как вода с высокими значениями TDS имеет тенденцию к её уменьшению.

К счастью, существуют организации, определяющие стандарты качества воды для приготовления кофе, которые рекомендуют уровень TDS 75-250 мг/л (ppm). Что же касается растворённых твёрдых веществ в воде, то они включают кальций, магний и хлориды. TDS в воде можно контролировать посредством фильтрации воды (например, обратным осмосом) и реминерализации. Это помогает поддерживать постоянное значение TDS независимо от того, что выходит у вас из-под крана.

TDS в заварном кофе

TDS имеет важное значение при разработке идеального соотношения «ингредиентов» вашего кофе. Существует так называемый стандарт «Golden Cup», который предоставляет спецификации на создание «идеального» кофе. Так, например, крепость заварного кофе должна составлять 11.5-13.5 г/л, что обусловлено выходом экстракта растворимых веществ от 18 до 22 процентов. Кроме того, кофе необходимо варить в соотношении 55 г/л при 200 °F ± 5°F. Разумеется, это не исключает различных вариантов, однако наилучшее понимание данного вопроса приходит с опытом.

Фото: Anna Tarazevich, источник: pexels.com

От TDS к ЕС

Необходимо также обнаруживать плохо проводящие и неионогенные растворенные твёрдые вещества в воде – например, растворимые углеводы (сахара), липиды и другие соединения. Поскольку большинство растворённых твёрдых веществ в чистой воде содержат только минералы и другие заряженные ионы, то идеальными для измерения TDS становятся ЕС метры.

Между тем, практически все TDS метры измеряют EC и конвертируют эту величину в TDS с использованием коэффициента преобразования. Вышеупомянутый стандарт для воды предусматривает коэффициент преобразования 4-4-2. Фактор 4-4-2 основан на TDS 40% сульфата натрия, 40% бикарбоната натрия и 20% смеси хлорида натрия. Это соотношение имитирует естественную воду и составляет коэффициент примерно 0.7.

Обязательно найдите TDS метр для вашей воды со следующими характеристиками:

- возможность конвертирования с использованием коэффициента преобразования 0.7

- диапазон измерения 0-1000 ppm или более

- разрешение 1 ppm или выше

- водонепроницаемость (не обязательно, но желательно)

Рефрактометры для готового кофе

Рефрактометры могут измерять все растворённые вещества по принципу преломления. Когда свет проходит через воздух в воду, он изгибается (преломляется). Это происходит потому, что скорость света в воздушной среде отличается от скорости его прохождения через жидкость. Когда свет преломляется, возникает угол, в котором свет больше не проходит в жидкость, а полностью отражается от поверхности. Этот угол называется критическим. Вы можете наблюдать подобное явление, если, плавая в бассейне, открываете глаза и смотрите на поверхность воды.

Большее количество растворённых твёрдых веществ в воде увеличивает показатель преломления. В отличие от TDS метров, которые полагаются на проводимость, на показатель преломления влияют как неионные, так и ионные растворимые частицы. Рефрактометр преобразует это измерение в концентрацию твёрдых веществ. Многие из рефрактометров измеряют концентрацию в единицах Brix, однако мы можем легко преобразовать эти единицы в проценты твёрдых веществ кофе, умножив на 0.85. Рефрактометры могут быть цифровыми или механическими. Механические измеряют образец кофе, помещённый на призму и поднесённый к свету. Затем вы должны просмотреть в окуляр и проанализировать результат.

Цифровые рефрактометры упрощают процесс тестирования, кроме того, они могут производить анализ в условиях низкой освещённости. Если вы рассматриваете приобретение цифрового рефрактометра, обратите внимание на следующие функции:

- температурная компенсация (это поможет при анализе только что сваренного горячего кофе)

- простота управления и измерений: большинство рефрактометров требуют всего нескольких капель образца и могут быть откалиброваны дистиллированной водой за считанные секунды

- водонепроницаемость корпуса прибора для защиты от брызг и разливов

Заключение

Итак, измерения TDS являются чрезвычайно полезными как для определения концентрации готового кофе, так и для оценки качества исходной воды. Однако помните, что не менее важное значение при анализе качества кофе имеет дегустация – например, вы можете обнаружить, что некоторые кофейные зёрна лучше на вкус при более высоких концентрациях.

По крайней мере, важно убедиться, что исходная вода соответствует стандартам. В конце концов, ваш кофе будет хорош ровно настолько, насколько качественными будут вложенные в него ингредиенты. И уж коль скоро мы сосредотачиваемся на поиске источников качества, так почему бы нам не начать с исследования качества воды?

По материалам статьи Дэйва Масулли, выпускника Колледжа Род-Айленда, обладателя ученой степени по химии и биологии, сотрудника компании Hanna Instruments. Среди главных увлечений Дэйва – научный анализ продуктов питания под чашечку хорошего кофе.

Используемые изображения:

1. Автор: Ольга Волковицкая, источник: pexels.com

2. Автор: Anna Tarazevich, источник: pexels.com