从咖啡中提取最佳风味

浓缩咖啡是通过首先将烘焙咖啡豆研磨成谷物来冲泡的。然后热水在高压下强行通过咖啡粒床，咖啡粒的可溶性成分溶解到水中(萃取)以产生浓缩咖啡。

2020 年，研究人员发现，更精细研磨的咖啡豆可以酿造出较弱的浓缩咖啡。如果由于某种原因，咖啡床内存在较少甚至没有提取咖啡的区域，那么这种违反直觉的实验结果是有意义的。当咖啡被更精细地研磨时，这种不均匀的提取变得更加明显。

在流体物理学中，哈德斯菲尔德大学的研究人员使用简单的数学模型探索了咖啡提取不均匀的作用。他们将咖啡分成两个区域，以检查不均匀的流动是否确实会使浓缩咖啡变弱。

模型系统中的一个区域比另一个区域承载了更紧密的咖啡，这导致了流动阻力的初始差异，因为水流过更紧密的谷物的速度更快。咖啡的提取进一步降低了流动阻力，因为咖啡粒在此过程中损失了约20%至25%的质量。

“我们的模型显示，由于正反馈回路，流动和提取扩大了两个区域之间流动的初始差异，其中更多的流量导致更多的提取，这反过来又降低了阻力并导致更多的流动，”共同作者William Lee说。“这种效应似乎总是活跃的，直到其中一个地区提取了所有可溶性咖啡，我们才看到实验观察到的提取量随着研磨尺寸的减小而减少。

研究人员惊讶地发现，该模型总是预测咖啡床不同部分的不均匀流动。

“这很重要，因为咖啡的味道取决于提取水平，”李说。“提取太少，咖啡的味道是专家所说的'不发达'，或者正如我所描述的：烟熏水。提取太多，咖啡尝起来很苦。这些结果表明，即使看起来整体提取处于正确的水平，也可能是由于不发达和苦咖啡的混合物。

了解不均匀提取的来源并避免或防止它可以通过更有效地使用咖啡来实现更好的冲泡和可观的经济节约。

“我们的下一步是使模型更加逼真，看看我们是否可以对这种令人困惑的现象获得更详细的见解，”李说。“一旦实现这一目标，我们就可以开始考虑是否有可能改变浓缩咖啡的酿造方式，以减少不均匀的提取量。

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