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一杯上好的意式浓缩咖啡非常性感。它以一种慵懒的速度从机器里流出来，一开始是黑色的，沉思着，然后变成了金色的泡沫，如果它有睫毛的话，它会向你眨眨眼睛。一旦放入杯中，它就会呼出一种令人陶醉的泥土和甜蜜的香味，从新鲜锯木的香气和丰富的黑巧克力到精致的花香和果味樱桃的香味都能捕捉到。
制作完美的浓缩咖啡几乎是一门高级艺术，尤其是对那些在精英水平上练习的人来说——而澳大利亚有很多这样的人。作为世界上最大的咖啡市场之一，澳大利亚的咖啡市场价值超过90亿美元，澳大利亚的咖啡迷们每年要品尝大约2公斤的咖啡豆。四分之一的英国人认为不喝一杯啤酒就无法度过一天。
我们如此喜爱和依赖的饮料的硬科学既迷人又有启发性。了解它可以帮助你将最便宜的咖啡豆和最基本的咖啡制作设备提升到远远超过其各部分之和的水平。
科学家声称发现了完美浓缩咖啡的秘密
从头开始，从豆子开始。咖啡植物——阿拉比卡咖啡或罗布斯塔咖啡——对栖息地的挑剔是出了名的。它需要充足的阳光，但没有热量，所以它只生长在凉爽的“咖啡带”的高海拔地区;一个延伸到巨蟹座和摩羯座之间的带。
这些正在生长的植物昆士兰大学的农业科学家罗伯特·亨利教授说，这种环境允许咖啡豆长时间缓慢生长。这种咖啡豆——或者咖啡樱桃，就像它在这一点上被 称为咖啡樱桃——是如此珍贵关于它的成长即使是单棵树内部的小气候也会对质量产生很大影响。亨利和他的同事们发现，用生长在一棵咖啡树底部的樱桃制成的咖啡比生长在树顶的樱桃制成的咖啡要好得多。
的有限公司稀有与珍贵的对比咖啡豆生长的环境和采摘后的情况对咖啡豆来说一定是一个不小的冲击。
David Hoxley教授是拉特罗布大学(La Trobe University)的一名物理学家，他的日常工作主要是研究半导体世界，但他被吸引进了咖啡窝，因为他从事的是一项科学副业。“它被加热到了这样的程度“豆子会爆炸，可能会爆炸两次，然后被残酷地碾碎，”霍克斯利说。
首先，去掉樱桃饱满的红色果皮和果肉，露出开心果色的豆子。然后进行发酵、干燥和去壳。剩下的是一颗淡金色的豆子，几乎没有透露出它内在的化学荣耀;可能有数千种化合物仍在被发现和描述。
现在，开始烘烤。化学科学家莫博士说，在200摄氏度左右的温度下，咖啡豆的细胞结构会发生有趣的变化nika
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Fekete来自澳大利亚Breville。她说:“在我们所说的烘烤过程中的第一次裂缝之后，细胞壁会因蒸汽和其他气体而爆炸，就像爆米花一样。”
烘焙过程中首先产生的味道是酸味，然后会发生一种叫做美拉德反应的化学过程。这是氨基酸、糖和热量之间的相互作用，给了我们从烤面包的舒适香气到烤肉上令人垂涎的西冷肉的味道。“当你继续烘烤，你会得到更多的巧克力，坚果焦糖味，”费凯特说。
烘焙是咖啡的一切;这就是为什么会有咖啡烘焙师的比赛。即使是一颗相当普通的豆子，也可以通过精心加热来提高口感，尽管这样做不会提供优质豆子所具有的那种丰富的复杂性。烘焙后的咖啡豆被包装在密封且不透光的包装中——氧气、水分和光线是好咖啡的敌人，费凯特说，所以要尽可能长时间地将咖啡豆保存在原来的包装中只取出你需要研磨的东西。
然后，该磨磨蹭蹭了。
但是不要着急。“通常咖啡在烘焙后的14天左右是最好的，”世界咖啡师锦标赛的评委梅丽莎·卡亚(Melissa Caia)说他是墨尔本威廉·安格利斯研究所(William Angliss Institute)的实习生和咖 啡专家，该研究所是一家面向食品和酒店等行业的专业培训中心。一般来说，咖啡豆应该在烘焙后的两到三周内食用。他们也应该。仅在酿造前研磨以保持其新鲜度;Caia说，即使在使用前几个小时研磨咖啡豆也太长了。
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研磨是另一个让物理学家兴奋的过程，以至于上个月发表的一项研究将咖啡研磨的物理过程比作火山火山灰云和土星卫星上发生的物理过程。
它是关于摩擦电气化和断裂电气化的，描述了咖啡豆断裂和细颗粒挤在一起时咖啡中静电的积累。它与太空探索——例如，火星着陆器上可能附着在相机上的粒子的积累——以及试图了解火山喷发期间岩石和尘埃行为的火山学家都有关联。
美国俄勒冈大学的计算材料化学家克里斯托弗·亨登教授说，在地球上的咖啡世界里，静电的积累使咖啡粉在篮子里聚集在一起，“当你形成这些团块时，你就会得到可变的浓缩咖啡。”
他的研究试图改变很多东西——豆子、烘焙、水分含量、研磨大小——看看这是否会改变静电的形成。他们发现最大的一个因素是湿度:咖啡豆越干燥，你得到的静电就越强。在研磨前简单地向咖啡豆喷点水就能解决结块问题。
咖啡悲剧的死忠可能会翻白眼，指出严肃的咖啡迷们多年来一直在这 样做。它甚至有一个名字——罗斯液滴技术。
从家庭咖啡师到世界冠军咖啡师，咖啡粉的大小是不断试验的主题。英国朴茨茅斯大学应用数学家杰米·福斯特博士的大脑中多巴胺中枢被激活，这是非常复杂的。
福斯特的工作重点是开发物理过程的数学模型，并考虑到实际目标。就连他自己也承认，咖啡是一种棘手的东西，因为那些化学和物理过程与杂乱的主观感官科学交织在一起。
研磨大小是关键，因为它决定了咖啡在冲泡过程中水如何流经咖啡。这是一条有100多年历史的定律所描述的，叫做达西定律，它更常应用于人们试图从沉积物中提取石油之类的东西——“基本上任何你在多孔介质中有流体流动的地方。”
一般来说，浓缩咖啡机需要比炉灶式浓缩咖啡“摩卡壶”更精细的研磨，而后者又需要比法式压滤柱塞咖啡机更精细的研磨。
福斯特的建模工作对这一点进行了更深入的研究，并确定了研磨尺寸的最佳点，即咖啡颗粒不会太大(这意味着咖啡中暴露在冲泡水中的表面积总体较少)，也不会太小，因为咖啡渣会堵塞在一起，也会减少咖啡颗粒的整体可用表面积。
他们发现了一个“最佳美味点”(是的，实际上就是这么叫的)，在这个点上，所有这些因素结合在一起，从一定重量的咖啡渣中提取出最大数量的咖啡。因为每一颗咖啡豆、研磨机和浓缩咖啡机都是不同的，所以你需要尝试研磨大小、咖啡量和萃取时间，以找到适合你的咖啡豆、研磨机和口味偏好的完美组合。
福斯特说，咖啡行业对他的科学方法有点傲慢。福斯特说:“他们的感觉是，‘我不想要你那肮脏的最佳状态，我想瞎折腾，为自己找到最佳状态，然后创造一些东西。’”
终于到了酿造的时间了。Caia说，过滤的、未煮沸的水是必须的——它可以去除沉积物和不需要的矿物质。对于浓缩咖啡机，水温必须控制在一个狭窄的范围内——不低于88摄氏度，也不高于97摄氏度。
许多人，比如我的咖啡悲剧丈夫，都有一个复杂的仪式，就是在浓缩咖啡机的篮子里敲打和夯土。Caia说，确保咖啡粉在篮子里均匀分布是很重要的，“夯实的目的就是把咖啡粉压平，这样就有了一个均匀的地面，让水可以渗透进去。”但是，她警告说，夯实并不能修复坏的豆子或烤肉。然而，它确实能确保你从咖啡豆中获得最大的味道。
所有这些无数的步骤和过程的证明是在完成的浓缩咖啡上的金棕色泡沫层;克丽玛。从化学上讲，奶油是一种由二氧化碳微小气泡组成的乳化液，当这些气泡在浓缩咖啡机或炉灶上被挤出时，会被咖啡中的蛋白质和油包裹起来。
当浓缩咖啡落在杯子的低压环境中时，这些二氧化碳气泡上升到顶部，就像打开一瓶可乐时的嘶嘶声一样。咖啡豆越新鲜，含有的二氧化碳就越多，奶油也就越好。卡亚说，颜色不一定很重要——一些高端咖啡豆自然会产生较淡的奶油——但它的持久性和味道很重要。“我们建议人们把意式浓缩咖啡稍微搅拌一下，这样你就可以把咖啡的味道混合在一起。”
接下来会发生什么取决于你。费凯特每天早上喝一杯双层白咖啡，之后只喝一杯过滤咖啡。“我尽量控制咖啡因的摄入量，”她说。
