ทำไมเมล็ดกาแฟบางชนิดจึงบดยาก กว่าเมล็ดอื่นๆ?

เมล็ดกาแฟแต่ละชนิดมีพฤติกรรมแตกต่างกันเล็กน้อยเมื่อนำมาบด ด้วยเหตุผลหลายประการ เมล็ดกาแฟบางชนิดบดด้วยมือได้ยากกว่า ในขณะที่บางชนิดอาจใช้เวลานานกว่าในเครื่องบดอัตโนมัติ เป็นต้น

เพื่อให้เข้าใจมากขึ้นว่าเหตุใดเมล็ดกาแฟบางชนิดจึงบดยากกว่าเมล็ดอื่นๆ เราจึงได้พูดคุยกับ Monika Fekete นักเคมีอาวุโส และผู้เชี่ยวชาญด้านกาแฟของ เบรวิลล์และ Jordan Markezich ผู้เชี่ยวชาญด้านการสนับสนุนที่ บารัตซา อ่านด้านล่างต่อไปนี้ เพื่อดูว่าพวกเขาบอกกับเราว่าอย่างไร

สำรวจ “ความเปราะของเมล็ดกาแฟ” 

ประการแรก เมื่อพิจารณาว่าการบดเมล็ดกาแฟบางชนิดนั้นยากเพียงใด เราต้องแยกความแตกต่างระหว่าง “ความหนาแน่นของเมล็ดกาแฟ” และ “ความเปราะของเมล็ดกาแฟ” แนวคิดทั้งสองนี้มีความแตกต่างกัน แต่มักจะชวนสับสน

“ความหนาแน่นของเมล็ดกาแฟ คือน้ำหนักของเมล็ดกาแฟ 1 เมล็ด หารด้วยปริมาตร” โมนิก้าบอกกับเรา “เรามักจะใช้ความหนาแน่นรวม โดยน้ำหนักของถังที่เต็มไปด้วยกาแฟ (ลบถัง) จะถูกหารด้วยปริมาตรของถัง”

เมล็ดกาแฟที่มีความหนาแน่นสูงมักจะมีระดับน้ำตาลสูงกว่า ซึ่งสามารถอธิบายได้ด้วยระยะการพัฒนาเมล็ดกาแฟที่ยืดเยื้อ

ที่ระดับความสูงที่สูงขึ้น และอุณหภูมิที่เย็นลง กิจกรรมของเซลล์กาแฟจะช้าลง ทำให้เมล็ดมีเวลามากขึ้นในการดูดซับน้ำตาลจากผลไม้ที่อยู่รอบๆ ความหนาแน่นที่สูงกว่ามักถูกมองว่าเป็นที่ต้องการมากกว่า

“อย่างไรก็ตาม ความหนาแน่นของเมล็ดกาแฟเพียงอย่างเดียวไม่สามารถรับผิดชอบต่อความง่ายในการบดกาแฟชนิดใดชนิดหนึ่ง” โมนิกากล่าวเสริม “นั่นเป็นเพราะความเปราะบาง”

ความเปราะบางจะเปลี่ยนไปเมื่อเมล็ดกาแฟถูกคั่ว ตัวอย่างเช่น โมนิกากล่าวว่า “กาแฟดิบแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะบดด้วยเครื่องบดกาแฟทั่วไป ในขณะที่การคั่วที่เข้มกว่ามักจะผ่านไปได้โดยใช้ความพยายามเพียงเล็กน้อย”

เมล็ดกาแฟดิบมีโครงสร้างเซลล์ที่กะทัดรัด ในระดับเซลล์ แวคิวโอลของกาแฟดิบ (ห้องที่มีเมมเบรนล้อมรอบซึ่งมีสารอาหาร และรักษาสมดุลของน้ำในเซลล์) จะแข็งแรงและแข็งแกร่ง

อย่างไรก็ตามในระหว่างการคั่ว น้ำจะระเหยออกไป และเซลล์จะมีขนาดเพิ่มขึ้น สิ่งเหล่านี้ทำให้เกิดรูในโครงสร้างเซลล์ซึ่งทำให้โครงสร้างของเมล็ดกาแฟอ่อนลง และเปราะมากขึ้น

โมนิก้าอธิบายว่า ความหนาแน่น และความเปราะบางนั้นแทบไม่มีความสัมพันธ์กัน “โดยทั่วไปแล้ว ความหนาแน่นไม่ค่อยเกี่ยวข้องกับความเปราะบาง” เธอบอกับเรา “แก้วมีความหนาแน่นแต่เปราะ ฟองน้ำล้างจานมีน้ำหนักเบาแต่แทบจะแตกไม่ได้เลย”

จะเกิดอะไรขึ้นกับเมล็ดกาแฟเมื่อถูกบด?

“ในการแตกเมล็ดกาแฟออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ เฟืองของเครื่องบดจำเป็นต้องทำให้โครงสร้างของเมล็ดกาแฟแตกหัก” โมนิกาบอกกับเรา

ตามที่ดร. David Hoxley อาจารย์ฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย La Trobe กล่าวว่า การใช้ฟันเฟืองของเครื่องบด “แรงสองประเภท ถึงเมล็ดเกาแฟ : แรงอัดบดขยี้เมล็ดกาแฟ ในขณะที่แรงดึง แรงเฉือน และแรงบิดทำให้เมล็ดแตกออกจากกัน”

แรงอัดคือเมื่อเมล็ดกาแฟถูกกด หรือบีบอัด ในขณะที่แรงดึงเกิดขึ้นเมื่อเมล็ดถูกดึง แรงเฉือนคือเมื่อพื้นผิวถูกดึงไปในสองทิศทางที่ตรงข้ามกันในคราวเดียว และแรงบิดคือเมื่อวัตถุบิดตัว

เครื่องบดแบบฟันเฟืองใช้แรงทั้ง 4 นี้พร้อมกันกับฟันเฟืองหลาย ๆ อัน เพื่อบดกาแฟคั่วหลายขนาด

“เมื่อมีการออกแรง เมล็ดกาแฟจะยืดหรือหดตัว ซึ่งทำหน้าที่เหมือนสปริง” โมนิกากล่าว “สิ่งนี้เกิดขึ้นจนรับมือไม่ไหว จากนั้นก็พัง!

“ก่อนถึงจุดแตกหัก เมล็ดกาแฟจะกลับคืนสู่รูปร่างเดิมเมื่อถูกดึงออก เนื่องจากมันยืดหยุ่นได้”

เธอยังตั้งข้อสังเกตอีกว่าถึงแม้จะมีความขัดแย้งอย่างเห็นได้ชัด แต่วัสดุก็อาจมีทั้งความเปราะ และยืดหยุ่นได้ในเวลาเดียวกัน

“วัสดุที่เปราะเปลี่ยนจากยืดหยุ่นไปสู่การแตกหักอย่างรวดเร็ว” โมนิก้ากล่าว “ตัวอย่างเช่น กระจกโค้งงอเล็กน้อย แต่จะแตกถ้าคุณเริ่มบีบอัด การเสียรูปนั้นมีขนาดเล็กมากจนมองไม่เห็น แต่ในที่สุดมันก็แตกหัก”

การคั่วส่งผลต่อความเปราะบางอย่างไร?

การคั่วมีผลกระทบมากที่สุดต่อความเปราะของเมล็ดกาแฟ เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงมากมายที่เกิดขึ้นในโครงสร้างเซลล์ของกาแฟในระหว่างกระบวนการ

“การคั่วทำให้ผนังเซลล์ของเมล็ดกาแฟเปราะ ส่วนหนึ่งสาเหตุเกิดจากการขาดน้ำ” โมนิกาบอกกับเรา

เครื่องคั่วจะใช้ความร้อน และการไหลเวียนของอากาศเพื่อลดปริมาณน้ำ และทำให้เมล็ดกาแฟแห้ง เมื่อน้ำออกจากเมล็ดกาแฟก็จะเปราะมากขึ้น

“ในตอนแรกรอยแตก ไอน้ำ CO2 และสารระเหยภายในเซลล์จะสร้างความกดดัน ทำให้ผนังเซลล์บีบอัดเข้าหากัน และแตกออกในที่สุด” โมนิกากล่าวเสริม

“การทำลายผนังเซลล์เป็นสิ่งสำคัญ มันเปิดเซลล์เพื่อให้น้ำเข้าไปข้างในและละลายสารอาหารของพืช ซึ่งกลายเป็นสารประกอบที่มีรสชาติเฉพาะตัว”

โมนิก้าเล่าต่อว่า เธอได้ดำเนินการแล้ว การวิจัยเกี่ยวกับขั้นตอนต่างๆ ของการคั่ว และผลกระทบต่อความเปราะของเมล็ดกาแฟ

การศึกษาของเธอพบว่าค่ามัธยฐานของขนาดอนุภาคของกาแฟที่เพิ่งผ่านรอยแตกแรก ซึ่งเป็นระยะที่เมล็ดกาแฟขยายตัวอย่างรวดเร็วครั้งแรก และสูญเสียน้ำ คือ 305 ไมโครเมตร ในทางตรงกันข้าม ขนาดอนุภาคมัธยฐานของกาแฟแคร็กหลังวินาทีที่ 1 ซึ่งเป็นระยะที่น้ำมันเริ่มเคลื่อนเข้าหาผิวเมล็ดกาแฟ อยู่ที่ 120 ไมโครเมตร

นี่แสดงให้เห็นว่าการคั่วนานขึ้นจะทำให้เมล็ดกาแฟเปราะมากขึ้น

โมนิก้ายังตั้งข้อสังเกตอีกว่าการคั่วมีอิทธิพลต่อทั้งความหนาแน่น และความเปราะบาง แม้ว่าปัจจัยทั้งสองจะไม่มีความสัมพันธ์กันก็ตาม

“เมล็ดกาแฟลดน้ำหนักระหว่างการคั่วเนื่องจากการขาดน้ำ และการสูญเสียของสารอินทรีย์บางชนิด แต่ปริมาณของพวกมันไม่เปลี่ยนแปลงจริงๆ” เธอบอกฉัน “ซึ่งหมายความว่าความหนาแน่นของเมล็ดกาแฟจะลดลงในระหว่างการคั่ว และเราสามารถคาดหวังว่าจะพบความสัมพันธ์บางอย่างระหว่างความเปราะบาง และความหนาแน่นของเมล็ดกาแฟหนึ่งเมล็ด”

แล้วนี่หมายความว่าอะไร? ทำไมเมล็ดกาแฟบางชนิดจึงบดยาก

“ในขณะที่การคั่วดำเนินไป เมล็ดกาแฟจะลดน้ำหนัก และขาดน้ำมากขึ้น” โมนิกากล่าว “ผนังเซลล์จะอ่อนแอลงมากขึ้น จากการแตกหัก”

ซึ่งหมายความว่าที่การตั้งค่าการบดแบบเดียวกัน การคั่วที่เข้มกว่าจะบดได้ละเอียดกว่าการคั่วที่อ่อนกว่าเล็กน้อย

จอร์แดนกล่าวว่า : “การคั่วที่เข้มกว่าจะเปราะมากกว่าการคั่วแบบอ่อน และผลที่ตามมาก็คือ พวกมันจะแตกหักได้ง่ายกว่าในเครื่องบด”

สิ่งนี้มีผลกระทบต่อวิธีการสกัดกาแฟ ดังที่ Monika บอกกับเราว่า “เนื่องจากการคั่วที่เข้มกว่า สามารถผลิตการบดที่ละเอียดกว่าการคั่วที่อ่อนกว่า (ที่การตั้งค่าการบดเดียวกัน) มันก็จะสกัดได้เร็วกว่าเช่นกัน

การคั่วที่เข้มกว่ายังละลายน้ำได้มากกว่า และมีลักษณะเฉพาะที่แต่ก่อนถือว่า “เข้มข้น” มากกว่าการคั่วแบบอ่อน

“อะโรเมติกส์ น้ำตาล และกรดจะระเหยได้ง่ายกว่าในการคั่วที่เข้มกว่า และดังนั้นจึงสกัดได้ง่ายกว่า” จอร์แดนกล่าว “คุณมักจะพบว่า การตั้งค่าการบดแบบหยาบกว่าจะใช้ได้ผลดีกว่ากับกาแฟที่เข้มกว่า”

คุณควรปรับการบดของคุณอย่างไร?

แม้ว่าขนาดจะเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่ต้องพิจารณาเมื่อต้องรินกาแฟ แต่การสังเกตลักษณะการคั่ว และความเปราะบางของกาแฟจะช่วยให้คุณได้รสชาติที่ต้องการในถ้วย

ความสามารถในการละลาย และความเปราะบางที่ลดลงหมายความว่าการคั่วที่เบากว่าควรบดให้ละเอียดขึ้นเล็กน้อย เพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวของกาแฟ ซึ่งจะช่วยให้สามารถสกัดสารประกอบอะโรมาติกได้มากขึ้น

เนื่องจากการคั่วที่อ่อนกว่าจะเปราะน้อยกว่า จึงใช้เวลาในการบดนานขึ้น (และต้องใช้ความพยายามมากขึ้น หากคุณใช้เครื่องบดแบบมือ) แม้ว่าความแตกต่างจะเล็กน้อย แต่ก็อาจสังเกตเห็นได้ชัดเจนเมื่อคุณกดเอสเปรสโซ เป็นต้น

อย่างไรก็ตาม Jordan บอกกับเราว่าระยะเวลาการเจียระไนที่ขยายออกไปนี้ไม่ใช่เรื่องที่ต้องกังวลจริง ๆ “ตราบใดที่กระบวนการบดใช้เวลาหลายนาที หรือนานกว่านั้น อะโรเมติกส์ก็ไม่ควรถูกทำลายลง

“อะโรเมติกส์ของกาแฟส่วนใหญ่จะคงสภาพไว้ประมาณ 5 นาทีหลังจากที่กาแฟบดแล้ว” เขากล่าวเสริม “อย่างไรก็ตาม การทิ้งกากกาแฟไว้นานกว่านั้นจะทำให้ความมีชีวิตชีวา และความซับซ้อนของกาแฟบางส่วนหายไป”

จากมุมมองในการบำรุงรักษาเครื่องบด เมล็ดกาแฟที่เปราะมากขึ้นจะ “ดีกว่า” ในทางเทคนิคสำหรับฟันเฟืองของคุณ ซึ่งหมายถึงการสึกหรอน้อยลง การคั่วไฟอ่อนอาจทำให้ครีบสึกเร็วขึ้น แต่ก็มีแนวโน้มว่าสิ่งนี้จะไม่สังเกตเห็นได้ชัด หรือสร้างความแตกต่างมากนัก

อย่างไรก็ตาม การคั่วที่เข้มกว่ามักจะให้เนื้อละเอียดมากกว่า เพราะมันเปราะมากกว่า และทำให้เครื่องบดอุดตันเร็วขึ้น ในทางกลับกัน สิ่งนี้อาจส่งผลต่อการกระจายตัวของอนุภาค และอาจส่งผลให้การสกัดของคุณสม่ำเสมอน้อยลง

ท้ายที่สุดแล้ว ไม่ว่าคุณจะใช้การคั่วแบบอ่อน หรือแบบเข้ม คุณควรทำความสะอาด และตรวจสอบเป็นประจำเพื่อต่อสู้กับปัญหาเหล่านี้

โดยสรุป ทั้ง Jordan และ Monika บอกเราว่าความเปราะบางของเมล็ดกาแฟ ไม่ควรเป็นปัญหาใหญ่ที่สุดของการชงกาแฟ “สิ่งสำคัญคือต้องใช้เพดานปาก เพื่อประเมินรสชาติถ้วยสุดท้าย ก่อนที่จะตัดสินใจปรับแต่งการบด หรือการชงกาแฟ” จอร์แดนแนะนำ

“สูตรการชงยังคงเป็นแนวทางที่เชื่อถือได้มากที่สุดในการชงกาแฟแต่ละแก้ว” โมนิก้ากล่าวเสริม

แม้ว่าความเปราะบางของเมล็ดกาแฟไม่ควรเป็นปัญหาใหญ่สำหรับเครื่องชงกาแฟส่วนใหญ่ แต่ก็ไม่ต้องสงสัยเลยว่าวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังสิ่งนี้น่าสนใจ และนั่นเป็นอีกปัจจัยหนึ่งในการปรับแต่ง เพื่อค้นหาการสกัดที่สมบูรณ์แบบ

ครั้งต่อไปที่คุณชงกาแฟ คุณอาจต้องการประเมินโปรไฟล์การคั่วของกาแฟ และปรับแต่งการตั้งค่าการบดเล็กน้อยเพื่อตอบสนอง ท้ายที่สุดแล้ว การชงกาแฟชั้นยอดคือการเปิดใจรับ แม้แต่รายละเอียด และปัจจัยที่เล็กที่สุด มันสามารถสร้างความแตกต่างเพิ่มขึ้นอีกเล็กน้อยได้