咖啡是世界上最受欢迎的饮料之一，它是用咖啡树生长的咖啡豆酿造的，然后经过加工和烘焙。咖啡树生长在一个被称为豆带的地区，并在赤道附近的热带地区茁壮成长。在本应用笔记中，Bettersize Instruments检查了颗粒大小如何影响咖啡提取和煮好的咖啡的TDS。
如何测量咖啡粉的粒径
视频资料:Bettersize Instruments Ltd。
在过去的十年里，咖啡的产量和消费量每年都在显著增加。国际咖啡组织(ICO)估计，到2021年3月，2020/21咖啡年的全球咖啡豆产量和消费量将分别为1.7189亿和1.645亿袋60公斤咖啡豆1．
如果按照国际咖啡组织(ico)预测的单价120.36美分/磅的全部消费量计算，2020/21咖啡年的预计咖啡豆年收入将为261.9亿美元。1
咖啡有一个高利润和巨大的市场，这导致越来越关注咖啡豆的质量，研磨咖啡和煮咖啡。
生咖啡豆首先被挑选，加工，然后烘焙，然后磨碎，煮成咖啡。
烘焙咖啡豆的过程包括一系列受控的化学反应，这些反应会从生咖啡豆中提取所需的物质，从而提供非常重要的咖啡风味。
在冲泡过程中的热水提取出这些有效的物质，使咖啡具有独特的香气和风味。
许多原则都参与了提取的复杂过程，包括热力学，运输现象和流体动力学。
有几个部分的酿造过程，影响咖啡提取的有效性，包括酿造方法，酿造时间，水温，水与咖啡比的比例和咖啡的粒度。
特别是咖啡粉的颗粒大小决定了煮出的咖啡的最终特性以及萃取的水平和萃取时间的长短。
Bettersize实验室进行了一项实验，目的是研究研磨咖啡的粒径和粒径分布如何影响激光衍射仪提取咖啡的效果。
咖啡粉粒度分布的测量
实验的样品材料为中国云南出产的小阿拉比卡咖啡豆。
和其他咖啡一样，这个地区的咖啡豆也在咖啡豆带之内。然而，这些咖啡豆以其巧克力般的口感和适中的口感而闻名。
图1所示。四杯咖啡粉。图片来源:Bettersize Instruments Ltd。
图1显示了磨碎和过筛的四种豆类:超细、细、中、粗。
的Bettersizer 2600用干燥分散装置研究咖啡的相对粒径。Bettersizer 2600通过使用独特的傅里叶和反傅里叶光学系统，为大小从0.02到2600微米(µm)的颗粒提供精确的测yabo214量结果。
激光粒度分析仪能够从湿和干分散单元产生结果。干燥分散单元是为了确保准确的结果，因为有一个潜在的颗粒大小2咖啡粉与水接触后会发生变化。
为了尽量减少随机误差的影响，所有测量至少重复三次。图2显示了Bettersizer 2600获得的四种磨粒的粒度分布。
图2。4种咖啡粉的粒径分布，由Bettersizer 2600获得。图片来源:Bettersize Instruments Ltd。
图2还显示了当研磨水平增加时，四次研磨咖啡的模式如何更接近细粉。这表明咖啡粉的平均粒径从粗磨减小到细磨。
超细咖啡粉中存在结块的咖啡颗粒，除了超细研磨外，粒度分布相对较窄。yabo214这可能是因为更细的粒子具有更大的表面体积比，因此更高的yabo214表面能更容易将更细的粒子凝聚成更大的粒子。
图3。四种咖啡粉的平均d50，并显示误差条。图片来源:Bettersize Instruments Ltd。
图3说明了微米（μm）的额外细，细，培养基和粗磨的D50分别为61,290,623和1093。
这些结果表明，Bettersizer 2600的能力，以准确区分和监测颗粒大小的研磨咖啡在不同的水平。
检验煮制咖啡的萃取水平
这四种咖啡粉都是为了研究不同颗粒大小对萃取的影响。
其他冲泡条件，如水温、用水量、咖啡粉的质量和冲泡方法，都被控制在相同的范围内，以确保影响提取水平的唯一变量是咖啡粉的粒径。
实验采用了一种使用Hario V60的倒灌酿造方法。
a的上部Hario V60由一个圆锥形杯组成，其中装有滤纸和咖啡粉。热水流过杯子后，在重力作用下滴落到壶里。
建议每8克磨碎的咖啡中加入140毫升的水，以达到这种特定类型的咖啡豆的完美冲泡。
为确保推荐的咖啡与水比，建立平衡。具有内置温度控制和数字温度显示器的电动饮器锅炉用于确保热水温度保持在90℃。
图4。四杯磨碎的煮咖啡。图片来源:Bettersize Instruments Ltd。
图4显示了倒入透明玻璃杯以观察其颜色后的不同酿造的咖啡。最轻的棕色是由粗磨产生的;玻璃杯中的咖啡仍然相对清晰，杯子的底部仍然可见。
随着磨碎咖啡的颗粒尺寸减小，磨得越来越细，煮出来的咖啡的颜色逐渐变得越来越深。那杯特别细的咖啡是煮好的咖啡色，液体不再透明，几乎看不见杯底。
通过测定和比较总溶解固体(TDS)浓度和冲泡质量，考察了四种冲泡咖啡的萃取水平。
TDS用于测量液体介质中有多少固体成分，单位为百万分之一(ppm)，其中1ppm表示每千克液体中有1mg溶解固体。
在这个实验的背景下，较低的TDS数字表明在煮好的咖啡中存在较少的咖啡豆可溶性成分。
表格1。四种咖啡粉的质量和TDS结果。资料来源:Bettersize Instruments Ltd。
| 磨 |
酿造质量[g] |
TDS (ppm) |
| 粗 |
128.01 |
541 |
| 媒介 |
124.03 |
757 |
| 美好的 |
118.27 |
1050 |
| 超等 |
119.65 |
1166 |
如表1所示，当冲泡等量的水时，磨碎的咖啡体积减小，冲泡的咖啡质量也随之减小。此外，TDS值随着磨矿变得更粗而降低;TDS浓度也与酿造质量成反比。
图5。冲泡后四块研磨的咖啡渣。图片来源:Bettersize Instruments Ltd。
图5显示了实验的另一个发现;经过冲泡后，细磨和超细磨的咖啡颗粒会结块并倾向于移动到滤纸的底部，形成糊状的混合物。yabo214
相比之下，粗咖啡粉和中咖啡粉的剩余咖啡渣仍然可以区分开来。
这些观测结果很可能是粒子表面面积的结果。yabo214与粗颗粒相比，yabo214细颗粒在酿造过程中与热水的接触面积更大，这是因为它们有更大的表面积。
更大的接触面积意味着热水流经咖啡粉的时间更长，这反过来增加了水的数量，水会扩散到咖啡颗粒中并留在其中。yabo214
这就意味着留下咖啡颗粒的水更少，随后滴进壶里，导致更细的研磨物减少了煮咖啡的质量。yabo214这导致了更细的研磨2从咖啡粉中提取出更多的有效物质，即咖啡因。
为了明智地调查咖啡的提取水平，要求贝德化实验室的五个同事参与四种酿造咖啡的盲目试验。
需要注意的是，品尝测试总是很主观的，结果代表了个人对这种使用倒泡法酿造的咖啡豆的看法。
根据参与品尝测试的同事们的说法，超细研磨的咖啡是“强酸性和苦味的”，而粗磨和中等研磨的咖啡是“淡而无味，水分多，没有香味”。
最让人称赞的咖啡是它的精磨咖啡。它被标注为“刚刚好，最接近咖啡店的咖啡”。
酿造咖啡的质量和颜色与TDS测量和味道测试的结果相结合，反映了粗糙和中研的提取几乎没有完成，而超细研磨过于提取，因此具有深棕色，高达TDS值和强烈酸性的味道。
在这个实验中，由于所有其他的酿造条件都是相同的，这说明了如何小心地控制咖啡粉的颗粒大小，以便能够生产出合适的萃取水平的咖啡。
结论
咖啡粉的粒径和粒径分布对冲制咖啡的风味品质和萃取水平都有显著影响。
在实际生活中，粒径的影响很大磨碎的咖啡可以通过其他变量进行补偿，例如水温，酿造时间和泡制方法。
为了探索这些变量之间的完美结合，以生产出完美的咖啡，监测咖啡粉的粒径和粒径分布是必要的。
Bettersizer 2600是一种可靠和精密的仪器，为咖啡行业提供颗粒尺寸的解决方案，包括制造包装研磨咖啡，速溶咖啡，咖啡机和咖啡豆研磨机。
参考
- 咖啡市场报告，2021年3月。国际咖啡组织2021年3月。
- Severini c;Derossi, a;百花大教堂,a·g·;De Pilli t;Alessandrino o .;如何方差的一些提取变量可能影响咖啡质量在咖啡店服务:浓缩咖啡和它的质量。j .科学。中国农业科学，2016,37(9):1027 - 1034。https://doi.org/10.1002/jsfa.7472．
这些信息已经从Bettersize Instruments Ltd提供的材料中获得，审查和改编。亚博网站下载
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