تأثیر ترکیبات آب بردم آوری قهوه
تا همین چند سال قبل وقتی صحبت از دم‌کردن قهوه می‌شد و باریستاها از کیفیت قهوه‌شان حرف می‌زدند و دستگاه‌ها و تجهیزاتشان را به‌رخ یکدیگر می‌کشیدند، کمتر کسی را سراغ داشتیم که از کیفیت آب برای دم‌آوری قهوه بگوید. نهایت توجه، قراردادن یک سختی‌گیر در مسیر آب ورودی اسپرسوماشین و یا استفاده از آب‌های برند داخل بازار برای دم‌کردن قهوه بود؛ بدون توجه به پارامترهایی که ممکن است کیفیت عصاره‌گیری و به طبع آن، کیفیت قهوه را تحت‌تأثیر قرار دهد. مثلاً به‌یاد دارم زمانی‌که خودم به‌عنوان عامل فروش یا بخش کیفی چند برند قهوه با کافه‌ها در ارتباط بودم، بدون درنظرگرفتن این عنصر حیاتی در عصاره‌گیری، ایرادهای مختلفی به زمین‌و‌زمان از جمله کیفیت قهوه گرفته می‌شد؛ تا اینکه طبق عادت، عیار آب را با کیت‌های همراه خودم مثل pHمتر و TDSمتر اندازه‌گیری می‌کردم و متوجه کیفیت خارج از استاندارد آن می‌شدم. البته بماند که همیشه فقط این عامل با فرض دور از استاندارد‌بودن، دلیل کافی برای عصاره‌گیری بد و قهوه‌ی بی‌کیفیت نیست؛ اما وقتی صحبت از سهم ۹۰ تا ۹۸ درصدری آب (بسته به اینکه اسپرسو باشد یا دمی) در نوشیدنی نهایی می‌شود، دیگر نمی‌توان به‌راحتی از آن گذشت و باید با وسواس بیشتری آن‌را دنبال کرد.
امروزه با رونق برشته‌کاری‌های داخلی و تمایل مصرفکنندهها به قهوه‌های تازه‌برشت، قضیه وارد فاز جدیدی شده است؛ تا جایی‌که کیت‌های تخصصی طراحی و روانه‌ی بازار شده تا مصرف‌کننده بتواند با نزدیک‌ترین حالت ممکن به استانداردهای ارائه‌شده، آب لازم برای عصاره‌گیری را خودش طراحی کند؛ موضوعی که در استیج‌های مسابقات بین‌المللی و کافه‌های تخصصی به‌چشم می‌خورد.
با افزایش آگاهی باریستاها و مصرفکنندهها از ویژگی‌های حسی قهوه و اهمیت آب در مقوله‌ی عصاره‌گیری، تصمیم گرفتم در مورد آب مطالعه و یافته‌هایم را اینجا منتشر کنم. در نظر داشته باشید که محتوای تمام موضوعات از منابع تخصصی شامل مقاله‌ها، وب‌سایت‌ها و کتاب‌هایی هستند که به‌عنوان مرجع معرفی شده‌اند.
عصاره‌گیری، تقابل میان دو ماده است:
قهوه و آب؛ تقابلی که منجر به واکنش‌های شیمیایی پیچیده‌ای می‌شود که اساس علم دم‌آوری قهوه را نیز تشکیل می‌دهد. ساختار مولکولی آب متشکل از دو مولکول هیدروژن و یک مولکول اکسیژن است. از‌آنجا‌که این مولکول‌ها داری قطبیت هستند، پس می‌توانند مولکول‌های دیگر با یون باردار، یعنی مولکول‌های قهوه را جذب کنند.
اما اینجا یک نکته وجود دارد. آب آشامیدنی فقط محدود به هیدروژن و اکسیژن نیست. استانداردهای کیفی آب آشامیدنی در مناطق مختلف دنیا متفاوت است و مواد محلول، مواد معدنی و دیگر افزودنی‌ها می‌توانند بر کیفیت آب و به‌همان نسبت کیفیت نوشیدنی ما تأثیرگذار باشند. موادی مثل کلسیم، کلر، فلوراید، آهن، سولفات و میکروارگانیسم‌هایی مانند باکتری‌ها هستند که هر کدامشان تأثیر طعمی متفاوتی بر آب خواهند داشت. به همین منظور، کمیته‌ی آمار و استاندارد انجمن قهوه تخصصی SCA، شاخصه‌های زیر را برای آب مورد استفاده جهت دم‌آوری ارائه داده است که بررسی این استانداردها، قدم اول برای رسیدن به پاسخ این سوال است که، «ترکیبات آب چه نقشی در عصاره‌گیری دارند؟»
استانداردهای جدول کیفیت آب انجمن قهوه تخصصی
بو:
آب باید فاقد هر نوع بوی واضحی باشد. بوهایی که توسط سولفات‌ها، باکتری‌ها یا سایر میکروارگانیسم‌ها، کلر و ترکیبات فنولی ایجاد می‌شوند.
رنگ:
رنگ آب باید روشن و عاری از هرگونه ایراد بصری اعم از ابری‌شکل بودن، قرمزی، نارنجی و یا ذرات معلق باشد.
کلر:
کلر در سیستم‌های آب شهری به‌منظور جلوگیری از آلودگی‌های بیولوژیکی استفاده می‌شود و حتی در غلظت‌های بسیار پایین هم اثرات نامطلوب طعمی خود را به‌جا می‌گذارد. با توجه به تأثیر منفی چنین عملکردی، مقدار آن در استاندارد ارائه شده صفر است.
TDS:
یعنی «کل مواد جامد حل‌شده». بازه‌ی پیشنهادی بین ۷۵ تا ۲۵۰ میلی‌گرم در لیتر با هدف ۱۵۰ است. سازمان جهانی حفاظت از محیط زیست، در توصیه‌های ثانویه‌ی غیراجباری آب آشامیدنی، مقادیر کمتر از ۵۰۰ میلی‌گرم در لیتر را پیشنهاد داده است. بااینحال، این استاندارد مشخص نمی‌کند که این میزان شامل چه ترکیباتی از مواد معدنی یا مواد جامد محلول است. میزان TDS زیاد معمولاً نشان‌دهنده‌ی آب سخت است.
سختی کل:
سختی کل، مقدار سختی ایجاد شده به‌طور خاص توسط یون‌های کلسیم و منیزیم در آب بوده که بازه‌ی پیشنهادی آن بین ۵۰ تا ۱۷۵ پی‌پی‌ام است. آهن محلول و منگنز هم به‌طور معمول فقط بخش بسیار کمی از سختی کل را تشکیل می‌دهند. سختی برای سلامتی مضر نیست، اما رعایت بازه‌ی استاندارد آن، به ظرافت کار ما کمک می‌کند؛ مثل تمام چیزهایی که به آب طعم مشخص و مطبوعی می‌بخشند. مثلاً کلسیم مسئول تقویت تن‌واری و منیزیم وظیفه‌ی جذب مولکول‌های اسید و انتقال شیرینی به آن‌ها را دارد. بااینحال، مقدار بیش از حد سختی می‌تواند باعث ایجاد رسوب و مشکلاتی در عملکرد تجهیزات شود.
قلیائیت کل:
این شاخص، نشان‌دهنده‌ی غلظت یون‌های منفی در آب است که بازه‌ی پیشنهادی آن بین ۴۰ تا ۷۰ پی‌پی‌ام است. ترکیبات قلیایی مانند بی‌کربنات‌ها (مثل جوش شیرین)، کربنات‌ها و هیدروکسیدها، یون‌های هیدروژن را از بین برده و باعث کاهش اسیدیتهی آب می‌شوند. قلیائیت بیش از حد می‌تواند بر عصاره‌گیری و عطروطعم قهوه تأثیر بگذارد. توجه داشته باشید که این شاخص با قلیایی بودن که مقادیر pH بالای ۷ را شامل می‌شود فرق دارد.
pH:
شاخصی از ۰ تا ۱۴ برای تعیین اسید یا بازی بودن یک محیط است. بازه‌ی پیشنهادی آن بین ۶ تا ۸ و با هدف ۷ یعنی محیط خنثی می‌باشد. با وجود یون‌های هیدروژن بیشتر، pH آب کاهش و اسیدیته بالا می‌رود. همچنین در صورت وجود یون‌های هیدروکسید زیاد، آب مزه‌ی تلخی به خود می‌گیرد. به‌طور معمول، استفاده از آب قلیایی یعنی pH بالای ۷، باعث ایجاد طعم‌های Flat داخل نوشیدنی می‌شود.
سدیم:
مقادیر کمتر از ۳۰ میلی‌گرم در لیتر با هدف ۱۰ میلی‌گرم در لیتر پیشنهاد شده است. وجود این شاخص می‌تواند بر درک شیرینی یا ترشی تأثیر بگذارد؛ بنابراین در استفاده از آب‌هایی با مقادیر بالای سدیم باید خودداری کرد. سدیم فقط در TDS بالاتر از ۲۵۰ میلی‌گرم در لیتر قابل درک است.
تنظیم آب برای قهوه :
انتخاب فرمولاسیون آب، به ۳ عامل وابسته است : «طول عمر تجهیزات»، «کیفیت حسی آب» و «سالم‌بودن آن»
کنترل pH و تعادل سختی آب، به حفظ تجهیزات کمک می‌کند و کمی قلیائیت بی‌کربنات می‌تواند به‌عنوان یک بافر در برابر نوسانات pH عمل کند. در کتاب «آب برای قهوه» نوشته‌ی «ماکسول کولونا-داش‌وود» و «کریستوفر هِندون» به مزایای کاملاً عینی تأثیر یون‌های کلسیم و منیزیم در عصاره‌گیری قهوه اشاره شده است. «هِندون» و «داش‌وود» ادعا می‌کنند که منیزم کمی مؤثرتر از کلسیم هم هست؛ چرا که اولویت آن‌ها در بررسی، عطر و طعم است و علاوه بر آن، با وجود کلسیم کمتر، امکان ایجاد مقیاس آهک هم کمتر می‌شود. اما به‌طور طبیعی، میزان کلسیم از منیزیم بیشتر است و SCA نیز از کلسیم به‌عنوان معیار محتوی مواد معدنی سخت نام برده است.
یکی از نمونه‌های پیچیدگی آب که در ساختار آن قابل مشاهده است، ضعف پیوند بین عناصر موجود در آب است که با قرارگرفتن آن در تماس با دیاکسیدکربن هوا، باعث به‌وجود‌آمدن «اسید کربنیک» می‌شود. کربنات و بی‌کربنات حاصل از این پدیده که به آن «سختی کربنات» یا «سختی موقت» نیز می‌گویند مسئول ایجاد پدیده‌ی بافر است. کار بافرها، کنترل میزان pH حتی با اضافه‌شدن اندکی اسید یا باز به محلول است. اگر بخواهیم تعادل طعمی داشته باشیم، ثابت نگه داشتن pH بسیار مهم است. سختی کربنات کم، باعث افزایش اسیدیته و سختی کربنات بالا باعث کاهش اسیدیته و ایجاد طعم‌یاد «تخت» در نوشیدنی می‌شود.
محلول‌های آب سخت :
آب‌های سخت (بالای ۱۵۰ تا ۲۰۰ پی‌پی‌ام)، احتمالاً مواد معدنی کمتری دارند. برای دسترسی به چنین آب‌هایی دو روش رایج وجود دارد : «تبادل یونی» و «اسمز معکوس».
کار سیستم‌های فیلتراسیون کارتریجی در «تبادل یونی» این‌است که، یون‌های معدنی سخت برای شارژ نمک‌های سدیم و پتاسیم را تبادل کند. چیزی که باعث افزایش قلیائیت بافری آب شده و ممکن است منجر به شوری آب شود. در عین حال، بیساری از سیستم‌های مدرن امروزی با اشغال فضای کم و برنامه‌ریزی منظم تعویض کارتریج، ضایعات به‌نسبت کمی تولید می‌کنند.
در سیستم «اسمز معکوس»، ابتدا کل ترکیبات آب را به صفر می‌رسانند و سپس این آب را از طریق ترکیب با آب اصلی، به TDS مورد نظر می‌رسانند. در جاهایی که سختی آب بالا باشد، این سیستم روش مؤثری برای کاهش میزان مواد معدنی آب خواهد بود. اما هدررفت قابل توجه آب، ایراد بزرگ این سیستم است. در اکثر سیستم‌های موجود در بازار، شما در ازای مصرف ۴ گالن آب سخت، تنها ۱ گالن آب موردنظرتان را خواهید داشت که در مکان‌هایی با آب سخت که عمدتاً در معرض خشکسالی و کمبود آب هستند، این میزان هدررفت به خودی خود یک مشکل است.
عامل دیگری که از نظر اهمیت، برابر با ترکیبات آب است، «نسبت دم‌آوری» یا همان «میزان قهوه به آب» است.
طی مطالعاتی که بر روی آب صورت گرفته، سه وضعیت مؤثر در ترکیبات آن مورد بررسی قرار گرفته که در ادامه آن‌ها را بررسی می‌کنیم:
۱- در قلیائیت بالا (بیشتر از ۱۰۰ پی‌پی‌ام) ، بیشتر اسیدهای استخراج‌شده از قهوه توسط کربنات هیدروژن خنثی می‌شوند که نتیجه‌ی آن اسیدکربنیک است که بسته به فشار و دما می‌تواند به‌عنوان دیاکسیدکربن آزاد شود. تولید دیاکسیدکربن طی عصاره‌گیری مقاومت اضافی ایجاد می‌کند و در نتیجه زمان عصاره‌گیری را تحت شرایط یک‌سان افزایش می‌دهد.
۲- قلیائیت بالا و همزمان سختی پایین در آب گرم، منجر به افزایش pH می‌شود. گفته شده است که دلیل افزایش مقاومت در حین عصاره‌گیری، کاهش انحلال‌پذیری کربوهیدرات‌ها در آب با pH بالا است.
۳- در سختی بالا و قلیائیت به‌همان اندازه بالا (یا پایین)، هیچ افزایشی در زمان عصاره‌گیری مشاهده نشده است.
بافر اسیدهای قهوه
درک اسیدیتهی قهوه طی چند پژوهش مورد بررسی قرار گرفته است. متداول‌ترین روش در بین این پژوهش‌ها، ارتباط بین درک حسی اسیدیته توسط گیرنده‌های حسی انسان با اسیدیتهی قابل تیتراسیون است. (تیتراسیون در ۶.۶ ph که همان ph دهان است).
تیتراسیون به زبان ساده یعنی محاسبه‌ی میزان اسیدها در یک ph مشخص.
نکته‌ی بعدی اینکه، قلیائیت آب با اسیدهای استخراج‌شده از قهوه واکنش نشان می‌دهد که نتیجه‌ی آن خنثی‌کردن بخشی از اسیدها است. طبق نتایج حاصل از تحقیقات صورت‌گرفته، در قهوه‌ی دمی حدود ۳۰ درصد و در اسپرسو حدود ۱۱ درصد از اسیدیتهی قابل اندازه‌گیری را ترکیبات آب تشکیل می‌دهد. آب مصرفی در این تحقیقات قلیائیت ۵۰ پی‌پی‌ام کربنات کلسیم داشت که برای عصاره‌گیری از یک قهوه‌ی میانه تا تیره‌برشت استفاده شد.
با توضیحات گفته شده و طبق نظر محققان، می‌توان به یک فرمول ساده برای اسیدیتهی قابل درک توسط انسان رسید:
اسیدیتهی قابل درک توسط گیرنده‌های حسی انسان برابر با اسیدیتهی استخراج‌شده از قهوه است که به‌واسطه‌ی قلیائیت آب کاهش می‌یابد؛ یعنی با افزایش قلیائیت، امکان درک اسیدیته در قهوه برای ما سخت‌تر خواهد بود.
حرف آخر:
زمانی‌که به ارزیابی قهوه‌ی خود می‌پردازید، به این نکته دقت کنید که قبل از هرگونه اظهارنظر قطعی، تمام عوامل مؤثر در نوشیدنی نهایی را چک کنید. خروجی کار شما، محصول همکاری عوامل زیادی از جمله قهوه‌ی خوب، تجهیزات مناسب، باریستای کاربلد و آب باکیفیت است. درصد تأثیرگذاری این عوامل چیزی نیست که بتوان با اعداد و ارقام بیان کرد؛ اما به هر حال بی‌توجهی به هر کدامشان، دیگر عوامل را تحت تأثیر خود قرار می‌دهد.