Stačí drobný posun na mlynčeku a espresso sa zrazu správa úplne inak. Niekedy tečie pomaly ako sirup, inokedy prebehne cez páku prirýchlo a v šálke zostane slabá, vodová chuť. Nie je to len rozmar baristu ani náhoda. Vnútri utlačenej kávy sa totiž voda prediera cez mikroskopickú sieť medzier medzi zrnkami a práve tá rozhoduje o tom, ako dlho bude s kávou v kontakte.
Výskum publikovaný v časopise Royal Society Open Science sa pozrel práve na tento skrytý svet vo vnútri kávového puku. Vedci vytvorili model, ktorý nepredpovedá samotnú chuť espressa, ale niečo ešte základnejšie, ako ľahko dokáže voda pretekať cez namletú a utlačenú kávu. Testovali dve pražené kávy z Rwandy a Kolumbie, namleli ich na 11 rôznych stupňov a pomocou röntgenovej mikrotomografie vytvorili 3D mapy priestoru medzi kávovými časticami.
Prečo voda cez kávu netečie vždy rovnako
Najdôležitejšie je, že voda cez kávu neprechádza rovnomerne cez celý puk. Medzi časticami namletej kávy vzniká sieť drobných medzier. Niektoré z nich sú prepojené a voda nimi vie prejsť, iné sú slepé a na samotný prietok majú menší vplyv. Práve pomer týchto prepojených ciest rozhoduje o tom, ako ľahko sa voda dostane cez utlačenú kávu.
Vedci tento jav opisujú pomocou perkolačnej teórie. Zjednodušene povedané, ide o fyziku toho, či sa malé priestory medzi zrnkami spoja do jednej priechodnej siete, alebo sa voda začne v puku zdržiavať, obchádzať niektoré miesta a tiecť nerovnomerne. Preto môže aj malá zmena mletia alebo utlačenia rozhodnúť o tom, či espresso potečie príliš rýchlo, príliš pomaly alebo približne tak, ako má.
Autori štúdie uvádzajú, že ich model veľmi dobre sedel s výsledkami simulácií prúdenia vody cez reálne 3D štruktúry namletej kávy. Inými slovami, nejde len o teoretický výpočet na papieri. Model ukazuje praktickú súvislosť medzi veľkosťou mletia, tým, ako pevne je káva v puku utlačená, a tým, akú priepustnosť bude mať celý kávový puk.
Najhmatateľnejší záver je pritom pomerne praktický. Jemnejšie mletie a pevnejšie utlačenie znižujú priepustnosť kávového puku, takže voda cez neho prechádza ťažšie a pomalšie. Hrubšie mletie alebo voľnejšie uložená káva naopak vytvárajú otvorenejšiu sieť medzier, cez ktorú sa voda dostane ľahšie. Práve preto môže espresso pri malej zmene mletia zrazu tiecť úplne iným tempom.
Vedci zároveň ukázali, že samotný pôvod kávy alebo mierne rozdiely v pražení boli pri priepustnosti skôr druhoradé. Oveľa väčšiu úlohu zohrávalo to, aké veľké boli častice po mletí a ako husto boli v puku natlačené. Inými slovami, ak sa espresso správa zvláštne, prvé podozrenie nemusí padať na samotnú kávu, ale na mletie, dávku a utlačenie.
Model teda nehovorí, akú chuť bude mať konkrétna šálka kávy, ale pomáha vysvetliť, prečo sa zmena mletia prejaví na prietoku tak výrazne. Ak voda pretečie cez puk príliš rýchlo, kontakt s kávou je krátky a extrakcia môže byť slabá. Ak sa prietok príliš spomalí, voda zostáva v puku dlhšie a výsledok sa môže posunúť k horkejšej, ťažšej chuti.
Čo môže nový model zmeniť pri nastavovaní espressa
Pre baristu to nie je len akademická zaujímavosť. Keď espresso tečie príliš rýchlo, zvyčajne začne upravovať mletie, dávku kávy alebo spôsob utlačenia. Robí to podľa skúseností, času extrakcie a toho, ako výsledná káva chutí. Nový model tento proces nenahrádza, ale pomáha vysvetliť, prečo sa aj malá zmena na mlynčeku môže v šálke prejaviť tak výrazne.
Vedci ukázali, že prietok vody cez kávový puk sa dá lepšie odhadnúť z veľkosti častíc, hustoty utlačenia a prepojeného priestoru medzi zrnkami. To môže byť užitočné najmä pre výrobcov kávovarov a mlynčekov, ktorí sa snažia o stabilnejšiu prípravu espressa. V praxi by podobné modely mohli pomôcť strojom lepšie reagovať na rôzne kávy, no nejde o jednoduchý recept, ktorý každému zaručí rovnakú chuť.
Autori štúdie zároveň upozorňujú, že v modeli zostávajú aj otvorené otázky. Jednou z nich je to, čo sa s časticami kávy deje po kontakte s vodou. Niektoré odhady hovoria, že pri nasiaknutí môže ich objem narásť až o 30 percent, čo by výrazne zmenilo priepustnosť celého puku. Tento efekt však nie je uzavretá vec a vedci sami píšu, že si vyžaduje ďalší výskum.
Prečo ani nový model neurobí z espressa jednoduchý recept
Aj preto z tejto štúdie nevyplýva, že espresso stačí vložiť do jednej rovnice a výsledok bude vždy dokonalý. Model opisuje hlavne to, ako ľahko voda pretečie cez kávový puk. Lenže počas samotnej prípravy sa tento puk nemusí správať ako nemenná suchá vrstva prášku. Častice kávy sa dostávajú do kontaktu s vodou, z kávy sa môže uvoľňovať CO₂, jemné čiastočky sa môžu presúvať a niektoré cesty pre vodu sa môžu postupne zužovať alebo otvárať.
To je jeden z dôvodov, prečo rovnaká dávka kávy, rovnaký mlynček a rovnaký kávovar nemusia vždy znamenať úplne rovnaký výsledok. Vedci síce lepšie opísali priepustnosť puku, no samotná chuť espressa zostáva výsledkom viacerých premenných. Záleží na mletí, utlačení, tlaku, teplote vody, čerstvosti kávy aj na tom, ako rovnomerne sa voda cez puk dostane.
Pre baristu je preto podobný model skôr nástrojom na pochopenie problému než náhradou skúseností. Pomáha vysvetliť, prečo espresso niekedy tečie príliš rýchlo, inokedy sa takmer zastaví a prečo malá úprava mletia dokáže zmeniť celú šálku. Dokonalá káva tak stále nevzniká len z matematiky, ale matematika začína ukazovať, čo sa v nej celé tie roky skrývalo.