Il caffè è una delle bevande più consumate al mondo, ma anche una delle più complesse e discusse, basti pensare che ogni tazza di caffè è il risultato di una serie di fattori che influenzano il sapore, l’aroma e la consistenza della bevanda, ed ogni appassionato ha le sue preferenze.
Uno di questi fattori è la macinazione del caffè, ovvero il processo di riduzione dei chicchi di caffè in polvere fine che viene poi infusa con acqua calda, ma esiste un modo scientifico per ottenere il massimo dal caffè? Un nuovo studio, frutto della collaborazione tra un esperto di caffè e un vulcanologo, ha cercato di rispondere a questa domanda, concentrandosi su un aspetto cruciale: la macinazione del caffè.
Il caffè è una materia prima di grande valore, che rappresenta l’1,5% del prodotto interno lordo degli Stati Uniti, e per i produttori di caffè, è fondamentale sfruttare al meglio le proprietà dei chicchi, estraendo il maggior quantitativo possibile di aroma e sapore. Per questo, la macinazione del caffè è un passaggio essenziale, che determina la qualità della bevanda finale.
Ogni appassionato di caffè ha le sue preferenze su come preparare e gustare la sua tazza perfetta, che si tratti di scegliere tra normale o decaffeinato, french press o moka, latte, panna o niente, nonostante ciò la macinazione del caffè è un’arte e una scienza, che richiede di trovare il giusto equilibrio tra la dimensione, la forma e la distribuzione delle particelle di caffè.
La macinazione consiste nel ridurre i chicchi in polvere fine, che viene poi miscelata con acqua calda per estrarre i composti chimici responsabili dell’odore e del gusto del caffè, e questo processo influisce su diversi fattori, tra cui:
- la superficie di contatto tra il caffè e l’acqua, che determina il tempo e il grado di estrazione;
- la distribuzione delle dimensioni delle particelle di caffè, che determina l’omogeneità e la densità del letto di caffè;
- la carica elettrica delle particelle di caffè, che determina la formazione di grumi e la compattezza del letto di caffè.
Questi fattori, a loro volta, influenzano la concentrazione, la consistenza e il sapore del caffè, e per ottenerne uno ottimale, è necessario trovare il giusto equilibrio tra questi fattori, che dipendono dal tipo di caffè, dal metodo di preparazione e dalle preferenze personali.
Una macinatura troppo fine può produrre un caffè amaro e sovraestratto, mentre una macinatura troppo grossolana può produrre un caffè acquoso e sottosviluppato. Inoltre, la macinatura del caffè comporta anche la generazione di elettricità statica, che può influire sulla qualità dell’infusione.
Ma come si genera l’elettricità statica durante la macinazione del caffè? E quale impatto ha sul prodotto finale? Queste sono le domande che si sono posti i due autori dello studio, che hanno unito le loro competenze per risolvere un enigma secolare sulla macinazione del caffè.
Lo studio e i risultati ottenuti riguardanti la macinazione del caffè
Il vulcanologo è Joshua Méndez Harper, ricercatore presso il Georgia Institute of Technology, che si occupa di studiare i fenomeni elettrici nelle eruzioni vulcaniche. L’esperto di caffè è Christopher Hendon, chimico computazionale dei materiali presso l’Università dell’Oregon, che si occupa di ottimizzare la preparazione del caffè attraverso la modellazione matematica.
I due si sono incontrati in un bar a Portland, in Oregon, dove hanno iniziato a parlare della loro passione per il caffè e per la scienza. Si sono resi conto che c’era una connessione tra i loro campi di ricerca: entrambi si occupavano di particelle cariche elettricamente che si sfregavano tra loro.
“Durante l’eruzione, il magma si rompe in tante piccole particelle che poi escono dal vulcano in questo grande pennacchio, e durante l’intero processo, quelle particelle si sfregano l’una contro l’altra e si caricano fino al punto di produrre un fulmine”
ha spiegato Méndez Harper, aggiungendo:
“In un modo semplicistico, è simile alla macinazione del caffè, dove prendi questi chicchi e li riduci in polvere fine.”.
Il fenomeno che si verifica sia nella macinazione che nell’eruzione di un vulcano si chiama triboelettrificazione, ed è il processo che genera elettricità statica per attrito; in corso d’opera hanno reclutato altri ricercatori, tra cui un fisico, un ingegnere e un barista professionista, con i quali hanno voluto misurare l’elettricità statica generata dalla macinazione del caffè, e capire come questa influenzasse la qualità della bevanda.
Per fare questo, hanno usato diversi tipi di chicchi di caffè, variando il grado di tostatura, il contenuto di caffeina, il paese di origine e il contenuto di umidità, ed hanno poi macinato il caffè con diversi gradi di finezza, per poi misurare la carica elettrica delle particelle di caffè con un elettrometro.
Qui hanno scoperto che l’elettricità statica generata dalla macinazione dipende da diversi fattori, tra cui il tipo, la tostatura, il contenuto di caffeina e il contenuto di umidità dei chicchi di caffè, inoltre hanno anche scoperto che l’elettricità statica influisce sulla distribuzione delle particelle di caffè nel filtro, sulla compattazione del letto di caffè e sul tempo di estrazione dell’acqua.
I risultati hanno mostrato:
- il contenuto di umidità del caffè: un caffè più umido genera meno elettricità statica, e una carica più positiva, rispetto a un caffè più secco;
- il grado di tostatura del caffè: un caffè più tostato genera più elettricità statica, e una carica più negativa, rispetto a un caffè meno tostato;
- il grado di macinazione del caffè: un caffè più macinato genera più elettricità statica, e una carica più variabile, rispetto a un caffè meno macinato.
L’elettricità statica, a sua volta, influisce sulla preparazione del caffè, in particolare dell’espresso, che è una delle bevande più diffuse e apprezzate. L’espresso consiste nel far passare dell’acqua calda a pressione attraverso un filtro contenente il caffè macinato, che forma un letto compatto e omogeneo. L’espresso è caratterizzato da una concentrazione elevata di aroma e sapore, e da una crema densa e persistente.
Per ottenere un espresso ottimale, è necessario che il letto di caffè sia il più uniforme e stabile possibile, in modo da garantire un flusso costante e una buona estrazione. L’elettricità statica, però, può compromettere queste condizioni, causando la formazione di grumi e la separazione delle particelle di caffè. Questo può portare a una distribuzione irregolare dell’acqua, a una variazione della pressione e a una perdita di aroma e sapore.
In particolare, hanno trovato che l’aggiunta di una piccola quantità di acqua ai chicchi di caffè prima della macinazione può ridurre l’elettricità statica e migliorare la qualità dell’espresso. L’acqua agisce come un conduttore che scarica le particelle di caffè e come un lubrificante che riduce l’attrito tra di esse, in questo modo, si ottiene una macinatura più uniforme, meno grumi e una maggiore concentrazione di aroma.
“Aumentare la concentrazione del 10%-15% per la stessa massa di caffè secco ha enormi implicazioni per il risparmio di denaro e il miglioramento della qualità”
ha affermato Hendon, che ha anche scritto un libro sul tema intitolato “Water for Coffee”.
I risultati dello studio, pubblicati sulla rivista Matter, non solo sono utili per i produttori e i consumatori di caffè, ma anche per i geofisici che studiano i fenomeni elettrici nelle eruzioni vulcaniche e in altri ambienti naturali.
“Questo studio ci aiuta a capire meglio come le particelle si caricano elettricamente e come questo influisce sul loro comportamento”
ha detto Méndez Harper, aggiungendo:
“Questo può avere applicazioni in diversi campi, come la meteorologia, l’astrofisica e la geologia.”.
Riflettendo su questa insolita collaborazione, Méndez Harper ha detto:
“È un po’ come l’inizio di uno scherzo: un vulcanologo e un esperto di caffè entrano in un bar e poi escono con un giornale”.
Abbiamo iniziato con un cappuccino, ora siamo qui.
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