Андрей Варламов - Физика повседневности. От мыльных пузырей до квантовых технологий

Уточним, что эти исследователи являются известными специалистами в области прикладной физики и изучение спагетти для них – не развлечение и не способ привлечь внимание широкой публики. Это прежде всего испытание на недорогом оборудовании экспериментальных и теоретических концепций и методов, которые вполне могут найти применение на практике. Например, разлом спагетто позволяет легко представить разлом стеклянной палочки.

Приглашаем читателя – любителя пасты при варке спагетти отложить несколько сухих спагетто, а затем попробовать их поломать. Подсчитайте, сколько кусочков у вас получится. Ставя этот эксперимент, обратите внимание, что спагетти должны быть очень сухими!

Почему один кофе вкусный, а другой нет? И в более общем плане – почему у кофе, приготовленного различными способами, разный вкус? Существуют хорошие и плохие производители, хорошие и плохие обжарочные аппараты, а главное… различные способы готовить кофе! Но даже при приготовлении кофе одним и тем же способом, скажем эспрессо, при использовании одного и того же аппарата, одних и тех же температуре и давлении фильтрации получаемый напиток может существенно различаться в зависимости от мастерства бариста: степени помола кофейных зерен, других, ведомых только ему ухищрений. А как сравнивать напитки, полученные разными методами, – турецкий кофе со скандинавским? Таким образом и получается кофе разных вкусов – более или менее удачных в зависимости от мастерства пользователя.

В нашем глобализованном мире путешественник XXI века найдет одни и те же напитки во всех уголках земного шара, будь то Париж, Нью-Йорк или Катманду. Но есть одно исключение – кофе. Если вы закажете кофе в баре в Неаполе, вам предложат чашку чуть больше наперстка, в которой находится вязкая черная жидкость под аппетитной пенкой. Попросите кофе в Чикаго – и вы получите большущий стакан, содержащий пол-литра горячей коричневой воды… В этой главе мы не будем обсуждать достоинства и недостатки разных способов варки кофе; вместо этого мы расскажем о различных процессах и физических явлениях, которые происходят во время его приготовления.

1. Ветвь кофейного дерева. Каждая ягода содержит два кофейных зерна. Одной из основных трудностей сбора урожая, который выполняется вручную, является сортировка между спелыми (красными) ягодами, гнилыми (черными) и недозревшими (зелеными или желтыми) ягодами

Кофе готовят из зерен кофейного дерева, которое произрастает в тропических и экваториальных регионах (Аравийский полуостров, Латинская Америка, Африка…). Кофейные зерна содержат сахара, жиры, белки, ароматизаторы и алкалоид кофеин, который действует как возбуждающее средство. После сбора и сушки кофейные зерна обжариваются при высокой температуре, около 240 °C. При этом в результате химических реакций между белками и сахарами (реакции Майяра, см. главу 21, «Появление новой дисциплины») зерна приобретают красивый коричневый цвет. Кроме того, обжарка высвобождает множество летучих ароматических молекул: более 800 различных соединений! Затем зерна измельчают, и полученный таким образом молотый кофе для извлечения ценных ароматов приводят в контакт с горячей водой. Как мы увидим далее, различные способы приготовления отличаются температурой воды, давлением, при котором происходит процесс, и продолжительностью контакта между кофейным порошком и водой.

Метод «вареного» кофе очень древний и до сих пор используется в Финляндии и на севере Скандинавии. Обжаренный кофе грубо измельчают, а затем заливают водой (10 г кофе на 150–190 мл воды). Затем эту смесь доводят до кипения и кипятят в течение примерно десяти минут. Кофе, не фильтруя, разливают по чашкам и дают несколько минут настояться, чтобы взвешенные крупинки под действием силы тяжести осели на дно. Мы не рекомендуем этот метод приготовления, так как ароматы кофе, обусловленные присутствием в напитке достаточно летучих соединений, во время кипения улетучиваются.

Капельные кофеварки с фильтром распространены в Америке, Северной Европе и Франции. Молотый кофе насыпают в конический бумажный фильтр. Затем фильтр помещается в специальную воронку над кофейником, обычно стеклянным, и в него поступает очень горячая вода. Вода проходит через кофейный порошок, насыщаясь при этом содержащимися в нем растворимыми веществами, затем полученный напиток проходит через фильтр и наконец попадает в кофейник. Преимущество такого метода заключается в том, что он почти не требует усилий: горячая вода обычно непрерывно подается электрическим устройством, к тому же такую кофеварку легче мыть (кофейный жмых выбрасывают вместе с одноразовым фильтром). Через 5–6 минут можно получить чашку, на взгляд авторов, довольно безвкусного кофе: только часть ароматических веществ, содержащихся в кофейном порошке, способна преодолеть бумажный фильтр в отсутствие давления. Обычно при таком способе приготовления используется около 6 г кофе на одну 140-миллилитровую чашку.