Вода для кофе жесткость

Карбонатная жесткость воды: что это и как влияет на вкус кофе

Нельзя просто выбрать воду с низким содержанием карбонатов

7 мин. на чтение

16935 просмотров

Чашка фильтр-кофе на 98,5% состоит из воды, а её качество имеет большое значение для кофе.

Общая и карбонатная жесткость — ключевые параметры, которые определяют качество воды. За общую жесткость отвечают хлорид кальция (CaCl2), сульфат кальция (CaSO4), хлорид магния (MgCl2) и сульфат магния (MgSO4). За карбонатную — бикарбонат калия (KHCO3) и бикарбонат натрия (NaHCO3).

Соли магния и кальция помогают извлечь из кофе больше вкуса и не выпадают в осадок при кипячении воды. А вот с бикарбонатами все не так просто. Вода, которая перенасыщена карбонатами, образует накипь. При кипячении воды соли выпадают в осадок и могут привести к поломке кофемашины.

Казалось бы, выбирайте воду с низким содержанием карбонатов, и проблема решена. Но недостаточное количество карбоната кальция в воде может вызвать коррозию бойлера и трубок. А главное — содержание бикарбонатов влияет на воспринимаемую кислотность кофе.

Мы уже рассказывали о том, как состав воды влияет на экстракцию. Теперь разбираемся, как карбонатная жесткость влияет на pH воды и вкус кофе.

Как карбонатная жесткость влияет на pH воды

Чтобы стабилизировать pH воды, нужна буферная система. А основная буферная система в воде — это как раз бикарбонаты Ca(HCO3)2. Если в воде будет много бикарбонатов, они «уничтожат» положительную кислотность кофе.

В кофе насчитывается более 40 органических кислот. От вида и соотношения кислот зависит вкус напитка: будет ли это приятная искристая кислотность или неприятная уксусная. Для этого в индустрии спешелти проводят эксперименты с ферментацией — процессом, при котором количество кислот в кофе увеличивается.

От вида и соотношения кислот в кофе зависит вкус напитка. А состав воды определяет экстракцию этих кислот

Большинство кислот в кофе слабые. Это значит, что даже незначительные отклонения в составе воды могут сильно повлиять на вкусовые свойства. Если взять воду с разным исходным ppm — уровнем минерализации — ppm кофе на выходе будет одинаковым, а вот вкус разным. Все потому, что разная вода по-разному растворяет вещества из кофе.

Итак, вкус кофе меняется в зависимости от параметров воды. Когда уровень pH понижается, растет кислотность воды, и кофе получается кислым. Если уровень pH повышается, во вкусе кофе появляется горечь. Чтобы уровень pH оставался стабильным, в воде должны содержаться бикарбонаты. Нужно только подобрать оптимальное соотношение минеральных веществ в воде.

Как подобрать допустимый диапазон карбонатной жесткости

Specialty Coffee Association выпустила стандарты, согласно которым допустимый диапазон карбонатной жесткости: ± 40 ppm. Карбонатная жесткость измеряется по шкале KH, а общая — по шкале GH.

Целевые показатели воды от SCA

Спецификация расплывчата, непонятно, что означает «плюс-минус» в отношении диапазона KH. Максвелл Колонна-Дэшвуд и Кристофер Хэндон в книге «Вода для кофе. Наука. История. Руководство» провели серию экспериментов, чтобы проверить, что будет со вкусом кофе при разных соотношениях общей и карбонатной жесткости воды.

Максимальная общая жесткость и минимальная карбонатная жесткость (точка А)

Проблема . Недостаточно буфера, чтобы экстрагировать сильные кислоты.

Кислотность в кофе получается очень приглушенной.

Максимальная карбонатная жесткость и минимальная общая жесткость (точка B)

Проблема . Не экстрагируются сложные вкусоароматические вещества. Не сформировалось тело напитка. Буфер нейтрализовал слабые положительные кислоты.

Вкус плоский, едкий, пережаренный.

Минимальная общая жесткость и минимальная карбонатная жесткость (точка С)

Проблема . Вода становится слишком пустой. Она не может извлечь нужное количество соединений из кофе из-за недостаточного количества минералов. Плохо сформированное тело кофе.

Вкус пустой, слегка уксусный.

Максимальная карбонатная жесткость и максимальная общая жесткость (точка D)

Проблема . Из-за максимальной KH вероятность образования накипи резко возрастает. Чтобы компенсировать такую высокую буферную способность, требуется очень высокая экстракция, поэтому GH тоже должна быть высокой. Из-за высокого содержания минеральных веществ вода быстро переэкстрагирует кофе.

Вкус горький, терпкий, пустой.

Итак, чтобы получить сбалансированный вкус, в кофе должны быть кальций, магний и небольшое содержание буфера.

Исследуя карту воды, Максвелл Колонна-Дэшвуд и Кристофер Хэндон постарались найти границы для каждого параметра. Эти точки не являются конкретными значениями, но находятся в пределах погрешности около 10 ppm

Как показали эксперименты Максвелла Колонна-Дэшвуда и Кристофера Хэндона, для стабильного вкуса кофе в воде должно быть сохранено небольшое количество буфера. В качестве отправной точки вы можете использовать соотношение GH и KH 2:1.

Если баланс нарушен, проверьте состав воды и параметры водоподготовки. Для домашнего приготовления кофе выбирайте бутилированную воду с карбонатной жесткостью 50-70 мг/л при рН 7,0. Бариста могут менять параметры водоподготовки для кофемашины в сторону уменьшения или увеличения солей в воде.

Мы уже рассказывали о том, как выбрать воду для кофе, как контролировать качество воды, которая попадает в кофемашину и как измерить вкус кофе по специальным параметрам. Чтобы понять, как состав вашей воды влияет на готовый напиток, ориентируйтесь на вкус кофе. Экспериментируйте, пробуйте разную воду и меняйте параметры водоподготовки с учетом желаемого вкуса. Так вы сможете получить кофе с яркой приятной кислотности.

Что запомнить

В воде должно содержаться небольшое количество бикарбонатов — до 70 ppm. Они помогают держать pH воды под контролем, что положительно влияет на приятную кислотность кофе.

Правильно подбирайте воду для заваривания кофе. Обращайте внимание на показатель «гидрокарбонат» на этикетке, оптимальное значение — 50-70 мг/л при рН 7,0.

Важно не оценивать общую и карбонатную жесткость по отдельности. Их соотношение влияет на вкус кофе. Рекомендуемое соотношение GH и KH 2:1.

При высоком содержании карбоната киcлотность будет не цитрусово-ягодной, а плоской и землистой. При низком содержании карбоната вкус получается уксусным и кислым.

Вам может быть интересно:

7 факторов, которые влияют на вкус кофе

09 окт 2018 · 12 мин. на чтение

16935 просмотров

Источник

Хорошая вода для кофе: стандарты и очистка.

Мы хотим заварить вкусную чашку кофе. Для этого мы выбираем не только классное зерно, но и хорошую воду. Ассоциация спешиалти кофе SCA рекомендует следующие параметры:

— чистая, прозрачная, без запахов, в том числе, без запаха хлора;
— TDS в диапазоне 75 – 250 ppm;
— Calcium Hardness (общая жесткость, пересчитанная по кальцию) в диапазоне 50 – 175 ppm CaCO3;
— Щелочность в диапазоне 40-70 ppm CaCO3;
— pH в диапазоне 6 – 8, идеально – 7.

Чтобы лучше разобраться в этих параметрах и в том, как они могут влиять на вкус кофе, мы позвали в гости эксперта по водоподготовке Дмитрия Парамея. Дмитрий – представитель компании «Бакбастерс», официального поставщика в РФ систем фильтрации воды Pentair/Everpure и чистящих средств Urnex.

Общая минерализация, жесткость, pH и буферная емкость.

Общая минерализация или TDS – это сумма всех минералов в воде. Общая жесткость – это растворенные в воде соли кальция и магния. Карбонатная жесткость – это соли кальция и магния, которые могут выпадать в осадок, например, при нагревании в виде накипи. Calcium Hardness – это общая жесткость, пересчитанная по кальцию. Напрямую соотносить этот параметр с общей жесткостью нельзя. Под щелочностью в большинстве случаев понимается карбонатная жесткость, поскольку щелочность – это смесь гидрокарбонатов и карбонатов.

PH характеризует кислотность среды. Нейтральная среда – это pH 7. Чем ниже pH, тем больше кислотности вы чувствуете в чашке, и наоборот. Например, вы заварили один кофе водой pH 7,5 и водой pH 6,5. Даже если выварилось одинаковое количество кислот, при pH 6,5 вы почувствуете их ярче и больше. При этом необязательно, что это будет положительная кислотность.

Понятие буферная емкость или буфер относится к щелочности и карбонатной жесткости. Это то, насколько вода может нейтрализовать кислоты. Допустим, вы завариваете кофе с высокой кислотностью, например, Кению водой, в которой много буфера (гидрокарбонатов). Кислоты заварились в достаточном количестве, но в напитке вы их не почувствуете, потому что буфер нейтрализовал кислотность. Чем больше буфер, тем тусклее кофе. И соответственно, если в воде много буфера, то ph выше, и наоборот.

Как жесткость воды влияет на заваривание.

Жесткость – это только соли кальция и магния, а на процент экстракции влияют все соли, содержащиеся в воде, а не только количество кальция и магния. Поэтому лучше оперировать общей минерализацией, а не жесткостью. Если покупаете бутилированную воду, проще искать на этикетке общую минерализацию и смотреть на диапазон цифр. Чем меньше разбег, тем лучше. Например, общая минерализация – 0,2 – 0,4 г/литр, гидрокарбонаты — 150-400 мг/литр – это большой разбег.

Чем выше минерализация, тем больше процент экстракции. Если общая минерализация очень высокая, вы теряете контроль над завариванием. Например, у вас есть рецепт, который вы завариваете на воде 100 ppm и получаете вкусную чашку. Если минерализация выше, при этом же рецепте кофе заварится сильнее, если меньше – слабее. При очень высокой минерализации кофе может завариться так сильно, что вы не сможете почувствовать какие-то дескрипторы, хотя они в чашке есть. Если вы завариваете тот же рецепт водой слабой минерализации, кофе заварится слабее, поскольку времени заваривания недостаточно. Можно условно сказать, что вода «не вытянула» из кофе вещества, но на самом деле вода ничего не вытягивает. Во время заваривания происходит очень много процессов, а соли в воде – это скорее катализаторы.

Нужно ли гнаться за идеальной пропорцией кальция и магния.

Мы сейчас проводим эксперимент на тему, как отдельные элементы влияют на вкус кофе в чашке. Мы ищем отдельные ионы кальция, магния и других солей и пока не нашли самого вкусного варианта. Если бы качество заваривания зависело только от магния или только от кальция, на дегустациях все бы выбирали чашку именно на такой воде.

Есть исследование Максвелла Колонны-Дэшвуда и Кристофера Хэндона о влиянии кальция, магния и натрия на заваривание кофе. Суть в в том, чтобы посмотреть, насколько сильно эти соли «вытягивают» вкусоароматические вещества из кофе. Выяснилось, что магний «вытягивает» больше всего. Но исследование проводилось в газовой среде, в нем не было воды как участника заваривания. На мой взгляд, результаты не очень применимы к реальной жизни, где мы завариваем кофе водой. Концентрация кальция/магния в воде очень мала – тысячные грамма по сравнению с основным объемом.

Поэтому перебирать разную воду, чтобы попасть в нужную концентрацию кальция и магния – не слишком нужная штука. Это погоня за идеальной водой при том, что есть много других переменных, влияющих на заваривание. Например, помол, температура воды, скорость вливания. Часто проще использовать воду, какая есть, просто под нее немного изменить рецепт и помол. Есть стандарты SCA по воде и указанных там диапазонов вполне достаточно, чтобы заварить вкусную чашку.

О нормах СанПиН и стандартах SCA.

У SCA и СанПиН разные задачи. Первые нужны, чтобы заварить вкусную чашку, вторые, чтобы люди не отравились. Поэтому в воде по СанПиН могут быть хлор и механические примеси и для человека это безопасно. А по SCA вода для заваривания должна быть без вкуса, запаха и примесей – первые две строчки в стандарте. В реальной жизни вода из водозабора не освобождается чудесным образом от хлора и примесей, но если ее очистить, убрав все механическое, можно заварить вкусный кофе. Это справедливо, наверное, для 95% российских регионов. Но в некоторых российских регионах у местной воды высокая общая минерализация, например, 800 ppm. В этом случае ее нужно снижать.

Можно ли заварить кофе дистиллированной водой.

Скорее всего, речь о пермеате, который в обиходе называют дистиллятом. Это очищенная осмосом вода практически без солей, минерализация 10 ppm. Пермеат – это не абсолютный ноль, поскольку у абсолютного ноля будет очень низкий pH, а это не очень хорошо для оборудования.

Пермеатом сложно заварить эспрессо. Из-за очень короткого времени заваривания такой воде просто не хватит времени для нормальной экстракции. Пермеат – это больше о стандартизации процесса заваривания. Например, если вы в Москве пожарили кофе под воду 10 ppm, но и в Красноярске с такой водой рецепт будет примерно тот же. Также я слышал мнение, что дистиллят хорошо заваривает кофе, потому что в нем много места, свободного от солей, и поэтому вкус напитка будет интенсивнее. Это не так.

Тем не менее, дистиллятом можно заварить вкусный фильтр. Так как в воде нет никаких солей, которые бы ускоряли процесс заваривания, улучшить экстракцию можно, если уменьшить помол, чтобы была максимальная площадь контакта кофе с водой. Пару лет назад на своей лекции я заваривал одинаковый кофе разной водой. Рецепт заваривания был на воду 250 ppm, помол стандартный на фильтр. Водой 10 ppm кофе заварился слабо, был недоэкстракт, водой 100 ppm лучше и водой 250 ppm идеально. Но если бы я взял рецепт заваривания для воды 100 ppm, на воде 250 ppm была бы переэкстракция.

Нужна ли разная вода для эспрессо и фильтр-кофе.

Это тоже связано с рецептами: помол и время контакта воды с кофе. Фильтр-кофе заваривается дольше, поэтому для него берут воду более низкой минерализации, чаще 60-80 ppm. Так будет больше контроля и больше возможности менять помол. Для эспрессо – 150-120 ppm.

Механическая фильтрация.

Есть механическая и химическая фильтрация. Механические фильтры убирают разного рода примеси – от крупных (ржавчина, песок) до самых мелких (вирусы, бактерии). Угольные фильтры – это как раз механическая фильтрация.

Механические фильтры бывают разной размерности. Есть очень тонкие фильтры на 0,2-0,5 микрон, убирающие бактерии. Но если такой фильтр поставить на потоке, он довольно быстро забьется из-за более крупных примесей. Есть механические фильтры, убирающие песок и камни, но такие в городе и не нужны. На городских водозаборах вода подготавливается так, чтобы в ней не было крупных примесей. Нам же нужно убрать остатки, например, более мелкий песок или ржавчину, а еще органику, которая негативно влияет на вкус. Иногда люди пробуют воду и думают, что она отдает щелочью или кислотой, а на самом деле это просто вкус бактерий.

Химическая фильтрация.

Сюда относятся умягчители, реминерализаторы, подкислители. В умягчителях есть ионообменная смола с ионами натрия либо ионами водорода. Работают умягчители по принципу ионного обмена – ионы натрия или водорода заменяют в воде ионы кальция и магния. Предпочтительнее использовать водородные умягчители, поскольку у водорода нет вкуса и он, взаимодействуя с гидрокарбонатами, распадается на воду и углекислый газ. У натрия есть неприятный, горьковатый вкус. Также натриевые умягчители не дают контролировать количество натрия, попадающего в воду вместо кальция и магния. Чаще всего натрия оказывается больше, чем нужно, поскольку натрий одновалентный, а кальций и магний двухвалентные. Чтобы заменить один ион кальция или магния, нужно два иона натрия.

У натриевых умягчителей обычно нет никакого фильтрующего элемента. В водородных умягчителях все основные производители ставят механическую фильтрацию, хотя фильтр может быть довольно крупный.

Умягчители созданы для защиты оборудования от накипи. При этом небольшое количество накипи лучше для оборудования, чем ее полное отсутствие, поскольку накипь может защитить от коррозии. Коррозия возникает, когда у воды при понижении жесткости падает pH. Поэтому придуман подмес или байпас, когда к деминерализованной после умягчителя воде подмешивается жесткая. Таким образом можно контролировать минерализацию.

Обратный осмос.

В фильтрах обратного осмоса стоит очень тонкая мембрана, хорошо задерживающая все примеси и органику в воде. Через мембрану проходят условно только молекулы воды и очень малое количество солей. Но если использовать осмос как механический фильтр, нужно будет очень часто менять мембрану, а это в большинстве случаев самый дорогой элемент. Поэтому выгоднее дополнительно поставить какие-то предварительные механические фильтры. Есть осмосы и с обратной промывкой мембраны.

Системы обратного осмоса различаются КПД, то есть сколько чистой воды дают на выходе, и скоростью фильтрации. Есть системы с КПД 15-20%, а есть высокоэффективные с 80%. Производительность зависит от того, есть ли нагнетающая давление помпа. Мембрана очень тонкая, и чтобы пройти через нее, воде нужно приложить усилие. Если нет дополнительного давления, большая часть воды просто уходит в слив и через мембрану не проходит.

Есть осмосы, дающие на выходе воду просто низкой минерализации. Есть осмосы с подмесом, когда входящая вода – желательно, чтобы она предварительно прошла через механический фильтр – смешивается с очищенной водой, пермеатом из гидроаккумулятора. Можно задавать нужную пропорцию и получать желаемый уровень минерализации.

Мы рекомендуем ставить системы обратного осмоса, когда к нам приходят с задачей контролировать минерализацию. Также скорость фильтрации даже в высокоэффективных системах не такая большая, на потоке с этим работать сложно. У осмосов же есть накопительные баки для запаса фильтрованной воды.

Фильтры-кувшины.

Фильтры-кувшины бывают разные и нужно смотреть на тонкость фильтрации. В основном, они заточены на то, чтобы убирать хлор и кальций с магнием. Если ничего другого нет, кувшин тоже вариант.

Как проверить воду и какой фильтр использовать.

Основные параметры можно посмотреть на сайте водоканала. Если вода берется из одного источника, то показатели в принципе не меняются. Есть сезонные колебания, но они не так существенны. Также в аквариумных магазинах продаются капли для измерения общей и карбонатной жесткости. Наконец, можно отнести образец в воды в лабораторию.

Система фильтрации воды – индивидуальная штука. Она подбирается исходя из ваших желаний и параметров воды. Например, мне дома достаточно тонкого механического фильтра, а кто-то не хочет видеть накипь. Тогда кроме механического фильтра можно поставить умягчитель.

Мы ратуем за то, чтобы использовать для кофе вашу обычную воду, поскольку она, как правило, попадает в стандарты SCA. Для очистки достаточно механического тонкого фильтра с углем, 0,2 микрона. Дома такого фильтра хватит на год. Но если вдруг у вашей воды очень высокая минерализация, тогда нужен обратный осмос.

Примечание:
Для минерализации и жесткости есть несколько систем измерения: ppm, мг/литр, градус жесткости (оЖ). 1 ppm (доля частиц на миллион частиц воды) – это примерно 1 мг\литр. Градусы жесткости встречаются, например, в отчетах водоканалов, вот специальный калькулятор для удобного перевода. Другое название общей минерализации – сухой остаток.

Благодарим компанию Gourmet Style и Татьяну Лухминскую за помощь в подготовке интервью.

Источник