Matematici, fisici, e gli esperti di materiali potrebbero non venire in mente come le prime persone a consultarsi per sapere se stai preparando il caffè nel modo giusto. Ma un team di tali ricercatori provenienti da tutto il mondo:gli Stati Uniti, il Regno Unito, Irlanda, Australia, e la Svizzera, stanno sfidando la comune saggezza dell'espresso, scoprendo che meno chicchi di caffè, macinare più grossolanamente, sono la chiave per una bevanda più economica da fare, più coerente da un tiro all'altro, e altrettanto forte. Il loro lavoro appare il 22 gennaio sulla rivista Questione .

"La maggior parte delle persone nell'industria del caffè utilizza impostazioni di macinatura fine e molti chicchi di caffè per ottenere un mix di amarezza e acidità acida che è imprevedibile e irriproducibile, ", afferma il co-autore senior Christopher Hendon, un chimico computazionale presso l'Università dell'Oregon. "Sembra controintuitivo, ma esperimenti e modelli suggeriscono che efficiente, è possibile accedere a scatti riproducibili semplicemente utilizzando meno caffè e macinandolo in modo più grossolano."

Sebbene siano coinvolti molti fattori, la norma per preparare un espresso è macinare una quantità relativamente grande di chicchi di caffè (~20 grammi) quasi il più finemente possibile. La macinatura fine, il buon senso va, significa più superficie esposta al liquido di fermentazione, che dovrebbe aumentare la resa di estrazione, la frazione del caffè macinato che effettivamente si dissolve e finisce nella bevanda finale.

Ma quando i ricercatori hanno messo insieme un modello matematico per spiegare la resa dell'estrazione in base ai fattori sotto il controllo di un barista, opzioni come le masse d'acqua e il caffè secco, la finezza o la ruvidezza dei macinati, e la pressione dell'acqua, e ha confrontato le sue previsioni con esperimenti di birrificazione, divenne chiaro che la vera relazione era più complicata. Macinare finemente come lo standard industriale ha intasato il letto del caffè, riducendo la resa di estrazione, sprecare materia prima, e introducendo variazioni di gusto assaggiando alcuni fondi e mancandone completamente altri.

Molti numeri macinati e migliaia di colpi dopo, il team ha raggiunto una ricetta per massimizzare contemporaneamente l'estrazione e produrre un espresso dal sapore simile da una tazza all'altra. "Un modo per ottimizzare l'estrazione e ottenere la riproducibilità è macinare in modo più grossolano e utilizzare un po' meno acqua, mentre un altro è semplicemente ridurre la massa del caffè, "dice Hendon.

Lo sviluppo di un modello rappresentativo della produzione di caffè espresso non è stato un compito semplice. A livello di base, la resa di estrazione dipende da come l'acqua scorre in pressione attraverso una massa di fondi di caffè. Ma quella massa è composta da milioni di singoli grani di diverse forme e dimensioni, bloccato irregolarmente in un unico letto filtrante. "Avresti bisogno di più potenza di calcolo di quella che ha Google per risolvere con precisione la fisica e le equazioni di trasporto della preparazione della birra su una geometria intricata come un letto di caffè, ", afferma il co-autore senior Jamie M. Foster, un matematico presso l'Università di Portsmouth (Regno Unito).

Per superare questo ostacolo, i ricercatori hanno attinto a una fonte improbabile, l'elettrochimica, che paragona il modo in cui la caffeina e altre molecole si dissolvono dai fondi di caffè al modo in cui gli ioni di litio si muovono attraverso gli elettrodi di una batteria. Il prestito di metodologie di modellazione dal lavoro a batteria ha portato a un rigoroso modello di estrazione del caffè in grado di fare previsioni potenti e verificabili.

Aumentare la resa di estrazione attraverso uno o più dei percorsi illustrati dal modello potrebbe anche portare a guadagni economici per i caffè e a benefici di sostenibilità per l'industria del caffè nel suo complesso. Per esempio, al prezzo attuale dei chicchi di caffè tostato, ridurre la massa di caffè secco da 20 grammi a 15 grammi per bevanda significherebbe risparmiare qualche migliaio di dollari all'anno per un piccolo bar, e 1,1 miliardi di dollari all'anno se ampliato all'intera industria del caffè statunitense. Essere più efficienti nell'uso dei chicchi di caffè ridurrebbe anche gli sprechi in un momento in cui la fornitura di caffè è minacciata dal cambiamento climatico nelle aree di produzione storiche.

I ricercatori sottolineano, però, che i loro risultati non pretendono di ridurre tutta la produzione di caffè espresso a una singola serie di condizioni di erogazione o a un profilo aromatico solitario. "Sebbene esistano strategie chiare per ridurre gli sprechi e migliorare la riproducibilità, non esiste un punto espresso ottimale evidente, " dice Hendon. "C'è un'enorme dipendenza dalle preferenze della persona che produce il caffè; stiamo spiegando le variabili che devono considerare se vogliono navigare meglio nello spazio dei parametri della preparazione dell'espresso."