Nước tinh khiết là một thứ phù du – bên ngoài một phòng thí nghiệm, trong tự nhiên hoặc xã hội, nước không bao giờ là chính nó.

MARCO WELLINGER của ZHAW (Wädenswil, Thụy Sĩ) giải thích tại sao độ kiềm quan trọng hơn pH và tại sao bạn nên điều chỉnh công thức nước theo tỷ lệ nước giải khát và phương pháp chiết xuất.

Khi những hạt mưa rơi xuống trái đất, các chất khí khuếch tán và ở lại trong nước, đáng chú ý nhất là CO₂. CO₂ hòa tan kết hợp với nước tạo thành axit carbonic, dẫn đến nước mưa luôn có tính axit ở khoảng pH 5,5. Mặc dù điều này khiến nước mưa có tính axit, nhưng không nên nhầm lẫn với hiện tượng mưa axit – hiện tượng do không khí bị nhiễm lưu huỳnh và oxit nitro, có mức ph 4,5 hoặc thậm chí thấp hơn, gây ra những tác động xấu cho môi trường và cuộc sống sinh hoạt.

Tại sao nước mưa và độ pH được đề cập ở ngay đầu? Bởi mưa axit là ví dụ hoàn hảo để chứng minh sức mạnh của độ kiềm so với độ pH. Một lít nước máy trung bình tại Mỹ với độ kiềm 150ppm CaCO₃ có thể trung hoà 100 lit mưa axit có pH 4,5. [1] Nhìn rộng hơn, với logic tương tự với nước và cà phê, tác động của độ kiềm cap gấp hàng trăm lần so với độ pH đối với độ axit cuối cùng của đồ uống, với điều kiện pH gần mới mức trung tính (6-8) và độ kiềm ở mức cao chấp nhận được (trên 20 ppm CaCO₃).

pH SO VỚI ĐỘ KIỀM

Độ pH của nước thực sự cho bạn biết điều gì? Cách giải thích phổ biến nhất: pH cho bạn biết nước có tính axit như thế nào – là chính xác, nhưng che giấu một thực tế quan trọng là đo pH không mô tả chính xác tổng lượng axit hiện có. Nó chỉ cung cấp một sự hiểu biết về tính axit hiện có liên quan đến độ pH trung tính. Để minh họa rõ hơn cho khái niệm này, tôi muốn bạn suy nghĩ về mối quan hệ giữa “nhiệt độ” và “nhiệt lượng nội tại của một vật thể”.

Lấy ví dụ, một chiếc ghế gỗ và một chiếc ghế đá nằm dọc theo cùng một con đường trong công viên đầy nắng. Chiếc ghế gỗ không cảm thấy quá nóng, ngay cả khi mặt trời chiếu sáng suốt cả ngày, nhưng ngược lại, chiếc ghế đá – vốn cũng ở dưới ánh mặt trời với thời gian tương tự – lại là nơi có sức nóng không thể chịu đựng được. Đo cả hai băng ghế bằng nhiệt kế hồng ngoại có thể cho thấy chúng có cùng nhiệt độ, nhưng băng ghế đá có một lượng nhiệt lớn được lưu trữ (chủ yếu là do khối lượng lớn) truyền đến bạn, một khi bạn quyết định (có thể không chính xác) ngồi trên bề mặt chiếc ghế này.

Chiếc ghế đá – vì lý do tương tự – sẽ giữ ấm lâu hơn nhiều sau khi mặt trời lặn. Nói tóm lại, băng ghế đá có lượng nhiệt lưu trữ (nhiệt dung) cao hơn ở băng ghế gỗ. Do đó, băng ghế đá phản ứng với khả năng chống thay đổi nhiệt độ cao hơn – nó có quán tính cao.

Hãy quay trở lại nước – pH đơn giản chỉ là một chỉ số về trạng thái hiện tại của nước; nó không cho biết bất kỳ thông tin nào liên quan đến việc biến đổi chất, mức độ chuyển đổi của pH khi tiếp xúc và chịu tác động khi tiếp xúc với cà phê khí hoặc nồi hơi,… gần như không có gì chi tiết. Với băng ghế, thật hữu ích khi biết công suất nhiệt của nó trước khi đưa ra quyết định ngồi ở đâu. Khi nấu nước, độ kiềm là một yếu tố cần thiết mà bạn cần nắm – nó phác thảo khả năng thay đổi của nước (trường hợp bị thiếu thông tin). Do đó, pH là độ kiềm vị nhiệt độ là lượng nhiệt được lưu trữ.

Độ pH thấp có nghĩa là nước có tính axit, nhưng nó không cho bạn biết có bao nhiêu axit, hoặc – nói cách khác – có bao nhiêu axit đã đi vào để tạo ra pH <7. Từ quan điểm cảm quan, điều quan trọng nhất cần chú ý là cần nhận thức về độ axit tương quan trực tiếp với lượng axit chuẩn có trong đồ uống. Thực tế, độ axit cảm nhận của một loại đồ uống cà phê nhất định tương ứng với lượng axit được chiết xuất từ ​​cà phê trừ đi lượng kiềm trong nước.

Điều này có ý nghĩa gì đối với các chuyên gia cà phê? Điều quan trọng hơn nhiều là giữ độ kiềm trong một phạm vi nhất định so với độ pH khi chọn nước để chiết xuất cà phê.

ĐIỀU CHỈNH CÔNG THỨC NƯỚC CHO CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT KHÁC NHAU

Việc hiểu độ kiềm và pH cung cấp cho bạn công cụ để hiểu cách thức nước và cà phê của bạn tương tác với nhau trong việc tạo nên độ axit của tách cà phê. Yếu tố lớn nhất trong phương trình này, bên cạnh độ kiềm, là tỷ lệ nước trong quá trình chiết xuất cà phê. Phổ của các phương pháp chiết xuất cà phê cho thấy sự khác biệt lên tới 10 lần trong tỷ lệ đồ uống của chúng (ristretto ở mức 1,5 so với bộ lọc ở mức 15). Điều này có nghĩa là đối với các dạng cà phê đậm đặc nhất (espresso) chỉ có 10% lượng nước phải tác dụng với cùng một lượng cà phê so với các chế phẩm pha loãng nhất (filter).

Điều này cũng có nghĩa là đối với espresso chỉ có 10% độ kiềm có sẵn để đệm axit cà phê khi so sánh với lượng kiềm có sẵn để đệm cùng một lượng axit cà phê có trong các chế phẩm cà phê lọc (filter). Theo đó, độ kiềm của nước có thể cao hơn nhiều đối với pha cà phê espresso trước khi nó tạo ra tác động đáng kể đến độ axit của cà phê. Logic tương tự cũng áp dụng cho tổng độ cứng, nhưng sự khác biệt ở đây là không có câu trả lời rõ ràng nào về tác động chính xác của tổng độ cứng khi chiết xuất. Các nghiên cứu từ nhiều nguồn đưa ra kết luận rằng: hương vị cà phê vượt ngưỡng (quá mức) ở mức tổng độ cứng cao (> 250 ppm CaCO₃) và ngược lại, hương vị cà phê thiếu hụt khi tổng độ cứng thấp ((<40 ppm CaCO₃). Tuy nhiên, các phép đo thử nghiệm cho thấy tác động của tổng độ cứng đến hiệu suất chiết xuất là không đáng kể trong mức 20–250 ppm CaCO3.

Logic này cũng cho thấy rằng, các khuyến nghị về nước hiện có, dựa trên các thí nghiệm lọc hoặc tách cà phê, nên tăng tỉ lệ cho các chế phẩm espresso theo tỷ lệ đồ uống được sử dụng. Tuy nhiên, cách tiếp cận này dẫn đến một cuộc xung đột với các biến chứng kỹ thuật trong thế giới thực – mở rộng công thức theo cách này đồng nghĩa với việc tăng quy mô máy pha cà phê.

HÀM Ý TRONG THẾ GIỚI THỰC

Là một tổ chức thống nhất, Ủy ban Tiêu chuẩn của SCA mong muốn xây dựng một tiêu chuẩn nước thống nhất, vừa hài hòa giữa các khu vực tiêu chuẩn SCAA và SCAE, vừa cung cấp một phiên bản mở rộng cho phép có sự khác biệt về tỷ lệ pha chế từ bộ lọc đến các chế phẩm espresso. Trong khi cuộc thảo luận này vẫn đang được tiến hành, nghiên cứu này cho thấy một cách tiếp cận khả thi (Hình 1).

Để mở rộng tiêu chuẩn cho các chế phẩm espresso, tiêu chuẩn pha chế bộ lọc được nhân với hệ số 7.3, tương ứng với hệ số giữa một tách espresso (tỷ lệ nước: 2) so với cà phê lọc (tỷ lệ nước: 14,6). Tuy nhiên, điều này đặt tiêu chuẩn espresso mới vào một khu vực có quy mô cực kỳ cao (0,25 – 0,45 g cho mỗi lít nước), hạn chế phạm vi tối ưu hiệu quả bằng cách tránh các thành phần nước dẫn đến hình thành chất rắn nặng hoặc ăn mòn tiềm tàng. Những gì còn lại trong giới hạn an toàn về mặt kỹ thuật có thể được nhìn thấy trong Hình 1.

So với tiêu chuẩn SCA cho các chế phẩm lọc, điều này dẫn đến việc mở rộng khuyến nghị ở độ cứng tổng thấp hơn (thấp nhất là 20 ppm CaCO₃) và đặc biệt là các giá trị độ kiềm cao hơn tới 150 ppm CaCO₃. Nhưng hãy nhớ rằng, giới hạn dưới liên quan đến tổng độ cứng là giới hạn được đặt chỉ vì lý do cảm giác chứ không phải cho các cân nhắc kỹ thuật.

Vì vậy, nếu bạn thích khám phá các công thức nước để chiết xuất, bạn sẽ thấy tiêu chuẩn mới rất hạn chế – nhưng vẫn có chỗ để thử nghiệm và khám phá nếu bạn quan tâm đến việc thử độ kiềm cao hơn để làm mềm độ axit của một loại cà phê cụ thể. Nếu bạn không muốn bắt đầu pha nước từ đầu bằng cách thêm muối, cách dễ nhất để thử cách này (đối với hầu hết) là sử dụng hộp làm mềm (chỉ làm giảm độ cứng toàn phần) để đạt được độ kiềm cao nhưng độ cứng thấp và không gây ra sự tích tụ trong nồi hơi của bạn.

MARCO WELLINGER là một nhà nghiên cứu cà phê trong lĩnh vực hóa học, công nghệ và phân tích cảm quan tại Viện Hóa học và Công nghệ sinh học tại ZHAW Wädenswil.

[1] “Trung hòa/trung tính” nước có nghĩa đưa độ pH về mức 7. Đây là cách có thể thực hiện: nước mưa có độ kiềm bằng 0, do đó, một lượng nhỏ khí tạo thành axit trong nước dẫn đến giảm độ pH lớn. Các khí có mặt khi các dạng mưa axit là CO₂, NO₂, và SO₄ 4 – những chất này hòa tan và tạo thành các axit: carbonic, nitric và axit sulfuric, tương ứng.

Nước máy trung bình của Mỹ có độ kiềm 150 ppm CaCO₃ và tổng độ cứng khoảng 170 ppm CaCO₃, làm cho nó cứng vừa. Thậm chí, điều này đại diện cho một bộ đệm nhiều hơn gấp trăm lần so với lượng axit trong mưa axit. Và đó là lý do tại sao chỉ một lít nước máy có thể trung hòa một trăm lít mưa axit!

NÓI VỀ NƯỚC: NGUYÊN TẮC CHÍNH

Tỷ lệ nước so với tỷ lệ chiết xuất

Hiện tại có các khái niệm khác nhau về tỷ lệ chiết xuất hoặc tỷ lệ chiết xuất đang sử dụng. Tôi đề nghị chúng ta sẽ xem xét theo từng loại thức uống để có thể dễ dàng hiểu rõ hai khái niệm.

 Tỷ lệ chiết xuất

• Sử dụng tiêu chuẩn cho cà phê Drip và Immersion, trong đó lượng nước pha (khối lượng hoặc trọng lượng) được tính trên mỗi đơn vị trọng lượng của cà phê bột.
• Tỉ lệ phổ biến nhất là 60g cà phê bột trên 01 lít nước – cũng có thể được đưa ra theo tỷ lệ nước trên mỗi đơn vị khối lượng cà phê 16,7 (1.000 g nước chia cho 60 g cà phê)
• Căn cứ vào kích thước hạt để lựa chọn và điều chỉnh công thức và tỉ lệ phù hợp.

Tỷ lệ chất lỏng

• Được sử dụng chủ yếu cho espresso, được hình thành bởi trọng lượng của đồ uống và trọng lượng của bột cà phê
• Ví dụ, 18 g cà phê bột chiết xuất được 36g chất lỏng tương ứng, tỉ lệ 1:2.
• Tập trung vào đồ uống, và rất tiện để tính tỷ lệ chiết xuất

pH

Về mặt khoa học, độ pH – hoặc độ mạnh của hydrogen – phép đo đưa ra thước đo nồng độ proton (cụ thể hơn, nồng độ hydronium). Hơn nữa, nó là thang đo logarit, hoặc dựa trên các bậc độ lớn, do đó, việc giảm một đơn vị (-1) tương ứng với sự gia tăng gấp 10 lần nồng độ proton.

Độ cứng cacbonate

Độ cứng carbonate là một cách khác để nói mức tối thiểu chung của tổng độ cứng và độ kiềm. Một phép ẩn dụ dễ hiểu cho điều này liên quan đến các bạn nhảy, trong đó số lượng cặp bạn có thể hình thành bị giới hạn bởi bất kỳ số lượng nào thấp hơn số người muốn đến với nhóm đi đầu và những người muốn theo dõi. Vì vậy, nếu bạn muốn đảm bảo có ít nhất 40 mg lớp bảo vệ cho mỗi lít nước có thể hình thành trong nồi hơi, thì tổng độ cứng cũng như độ kiềm có thể dưới 40 mg CaCO ₃ mỗi lít (40 ppm CaCO₃).

Nguồn: SCA News

Link: https://scanews.coffee/25-magazine/issue-9/english/water-and-coffee-acidity-how-to-adapt-your-water-for-different-extraction-methods-25-magazine-issue-9/

Biên dịch: 43 Factory Coffee Roaster