TDS在咖啡和酿酒科学中的作用

咖啡豆当我们谈论我们**喜欢的食物和饮料时,我们常常听到“水就是它的味道如此美味”。这句话已经应用于面包,比萨饼,啤酒以及几乎任何其他食物。但是那杯浓咖啡,或者浓咖啡的黑色镜头呢?水如何影响这些饮料?

要回答这个问题,我们需要深入了解酿造过程。煮咖啡只需几个简单的步骤。但请记住,简单并不简单; 影响**终酿造的众多因素包括烘烤新鲜度,研磨新鲜度和水质。

水质特别重要,因为它有助于将可溶性成分从咖啡渣中提取到水中; 咖啡豆中存在的600多种挥发性化合物中的每一种都受到水组分的影响。

在这篇文章中,我们将讨论酿造水质如何影响咖啡提取,测量咖啡提取的方法,并为酿造提出一些目标数字。我们将重点关注总溶解固体(TDS)在咖啡和酿造水中的作用,但请记住,酿造过程中还有无数其他变量。

什么是总溶解固体(TDS)?

简单地说,TDS是溶解在给定体积溶液中的“填料”(固体)的量。**常见的是,我们以百万分率(ppm)或mg / L来衡量。由于在1升水中有1000克,转换成mg将导致每升水1,000,000毫克或ppm。

请注意,TDS测量是不特定的,以什么样溶解,它只是在量 的溶解物质。这意味着100 mg / L的盐和100 mg / L的糖将具有完全相同的TDS值。当我们稍后讨论TDS测量时,这会产生重要影响。 

了解咖啡中的溶解固体

我们都知道,当我们煮咖啡时,我们将一部分豆子提取到酿造水中。豆中的化合物部分是使咖啡成为美味饮料的原因。酿造咖啡中可溶性固形物的含量相差很大,从1-2%变化(更多的是后来的变化)。但到底是什么消解了?

咖啡的溶解固体包括绿原酸,酯和咖啡因,以及柠檬酸,苹果酸和乳酸等有机酸。这些化合物构成咖啡的身体,香气和味道,并包含咖啡的TDS测量。

改变这些化合物中的多少溶解到酿造水中,使酿酒商能够对成品的生产方式进行广泛的控制。酿酒商通常控制的参数包括研磨尺寸,咖啡提取方法,咖啡提取时间和温度。然而,TDS是一种新兴且越来越受欢迎的控制咖啡强度的指标。

为什么TDS很重要?

由于TDS值与咖啡中溶解的物质量有关,因此酿酒商可以使用它来估算咖啡的浓度。更多溶解的固体意味着更浓缩的酿造和更美味的酿造。然而,咖啡豆在开始释放咖啡中不太理想的化合物之前可以释放到水中的量有限,导致过度刺激的过度香味。因此,成功的提取始于优质水。

源水中的TDS

考虑你的学校科学课程,其中化合物从高浓度区域传播到低浓度区域。关于酿造水中的溶解固体,咖啡提取与该原理类似地起作用。这意味着酿造水中总溶解固体(TDS)的量与其提取效率直接相关。矿物质含量极低的水往往会过度提取咖啡,而具有高TDS值的水往往会提取不足。

幸运的是,美国特种咖啡协会(SCAA)等组织以其酿造水质标准的形式提供指导。SCAA规定酿造用水的TDS水平为75-250 mg / L(ppm),理想目标为150 mg / L. 酿造水中溶解固体的实例包括钙,镁和氯化物。酿酒商可以通过水过滤(例如反渗透)和再矿化来控制水中的TDS浓度。这些步骤有助于确保无论水龙头出水是什么,水都具有一致的TDS值。

RO水过滤器反渗透水过滤器

TDS在煮好的咖啡

在为咖啡开发理想的比例时,TDS会产生重要影响。正如SCAA提供水的规格一样,它们也有金杯标准,提供制作“理想”咖啡的规格。规格如下:

咖啡应以总溶解固体测量的酿造强度为11.5**13.5克/升,相当于SCAA酿造控制图表中的1.15**1.35%,这是由于可溶物提取率为18%**22%。

咖啡提取产量计算
此外,咖啡需要以55 g / L比例的咖啡与水以200°F±5°的温度冲泡,以及其他规格。请注意,这是咖啡的一个很好的起点,但您可能会发现,即使提取百分比更高或更低,某些豆类的味道也会更好。可以测量TDS,但我们需要计算提取产率。

咖啡提取产量计算图图片:SCAA

为了计算咖啡提取产量,你需要一个折光仪(稍后会详细介绍)和一个以克为单位的刻度。之后,只需遵循以下公式:

咖啡提取方程

例如,如果你使用55克/升的SCAA比例酿造一升咖啡并且TDS为1.15%,你的提取率将是:

咖啡提取方程实例

完成此计算将提取20.91%,完全在我们的金杯比率内。如果我们有点高或略低,我们可以检查我们的温度,时间,研磨尺寸或酿造水。很多东西需要很好的提取!

实施咖啡TDS测量

现在您已经了解了TDS对咖啡和酿造水的影响,我们可以继续测量酿造用水和成品咖啡的提取率。遗憾的是,由于测量技术的不同,您必须使用不同的仪表来精确 测量用于酿造的水和成品咖啡。

电导率仪用于测定水中的总溶解固体,而折射仪则适用于成品咖啡。

TDS仪表(电导率)用于水

同样测量TDS的电导率(EC)仪表在测量低和高水平的离子溶解固体(盐)方面表现优异,如水中的那些,但不检测溶液中导电性差和非离子溶解的固体。这包括可溶性碳水化合物(糖),脂质和其他化合物。由于清洁水中的大多数溶解固体仅含有矿物质和其他带电离子,因此电导率仪非常适合测量TDS。

您可能会注意到我们正在讨论TDS的电导率仪表。几乎所有TDS测量仪都使用转换因子测量EC并转换为TDS读数。

水的SCAA规范使用4-4-2转换因子。4-4-2因子基于40%硫酸钠,40%碳酸氢钠和20%氯化钠混合物的TDS。这个因素基本上模仿天然水,约为0.7。

务必为您的酿造用水寻找TDS仪表,具有以下功能:

  • 能够使用0.7转换因子进行转换
  • 典型酿造水的测量范围(0-1000 ppm或更高)
  • 1 ppm或更高的分辨率
  • 防水(不是必需的,但很好)

成品咖啡折射仪 

折光仪可以通过折射原理测量所有溶解的溶质。当光从空气进入水中时,它会弯曲(折射)。发生这种情况是因为空气中的光速与液体中的光速不同。当光以这种方式折射时,存在一个角度,其中光不再进入液体,而是完全从表面反射。该角度称为临界角。如果你在水下游泳时睁开眼睛,看看水面就可以看到这一点。

水中溶解固体的增加会增加折射率,结果导致光线弯曲。与依赖导电性的TDS仪表不同,非离子和离子可溶颗粒均影响折射率。折光仪测量临界角,并使用Snell定律的原理将该测量值转换为固体浓度。许多这些折光仪都以白利糖度衡量,这是饮料行业常见的一种单位。但是,我们可以通过乘以0.85轻松地将白利糖度转换为%咖啡固体。Bunn技术中心的研究人员通过与脱水相比得出这种转化,脱水是测量TDS的**直接方法。

折射仪可以是数字的或机械的。机械折射仪的工作原理是将一个咖啡样品放在镜头上并将其保持在光线下。然后,你必须通过目镜观察并判断光线不再可见。结果发生在哪一行。

机械折射仪的测量标尺图机械折射仪的测量标尺图。

数字折射仪简化了测试过程。他们在判断结果时不需要猜测,可以在光线不足的条件下使用。

如果您正在考虑使用数字折光仪,请查看以下功能:

  • 温度补偿有助于纠正咖啡中的高温。
  • 操作简单。大多数折光仪只需要几滴样品,可以在几秒钟内用蒸馏水校准。
  • 防水,防止飞溅和溢出。

HI96801数字折射仪哈纳HI96801数字折射仪

结论

TDS测量是成品酿造中提取的极其有用的指标,但也对您的水源有重要影响。请记住,品尝对于任何技术改进都**关重要 - 您可能会发现一些豆类在更高的提取时味道更好!

**少,确保源水符合SCAA标准非常重要。毕竟,你的咖啡只会和你加入的咖啡一样好。我们专注于采购优质豆类,为什么不检查水?

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