Multe din intrebarile si problemele ridicate de latura “science” a cafelei pot fi lamurite prin demistificare si prin dezbaterea notiunilor din “glosarul de termini”.
Eu as incepe cu insasi notiunea de TDS, total dissolved solids, un parametru calitativ preluat din domeniul ce se ocupa cu apa potabila. In acest context, solide reprezinta totalul de elemente chimice organice (nitrati, material vegetal descompus) si anorganice (metale, saruri, minerale) dizolvate in masa de apa, evident cu o preponderenta covarsitoare a materialelor anorganice. Motivul pentru care “raportarea” se face la “solide” este datorita faptului ca toti acesti compusi dizolvati in apa sunt rezultatul traseului apei in natura, cursul unei surse de apa fiind delimitat de “solide”, fie ele paturi de pietre, pamant sau roci. Tot acest traseu va defini la punctul de captare continutul de substante chimice continut de apa, fractii de calciu, magneziu, sodiu, fier, etc., rezultat prin dizolvarea acestora in contact cu apa.
In acest spirit nu se poate vorbi de o echivalenta 1:1 intre apa si cafea, asa incat atunci cand vorbim de TDS-ul cafelei, nu vorbim doar de componentele ce se afla in stare solida atasati de peretii matricei celulare a boabei de cafea (fagurele de celuloza) ci si de cele in stare lichida sau chiar gazoasa (o fractie din continutul de CO2 se dizolva in masa de apa).
ORICE componenta chimica dizolvata in apa va modifica indicele de refractie al produsului final, asa incat aparatele de masura de tip “refractometru” vor reactiona la orice modificare a compozitiei chimice a mostrei analizate. Cu alte cuvinte NU doar substantele aflate in stare de agregare solida dizolvate in apa vor modifica citirile realizate de un refractometru ci INTREG complexul de substante dizolvate indiferent de starea de agregare a acestora.
In mod practic, indicele de refractie al unei material reprezinta un efect datorat faptului ca lumina va circula prin respectiva substanta cu o viteza inferioara vitezei luminii in vacuum. Acesta este principiul fizic pe care se bazeaza aparatele de masura de tip refractometru. In mod logic, orice componenta aditionala dizolvata in apa va contribui la incetinirea vitezei cu care lumina va circula prin aceasta.
Probabil ca din dorinta de a nu introduce o noua denumire s-a mentinut raportarea la acest termen de Total Dissolved Solids (TDS), care in cazul cafelei reprezinta cumulul de substante chimice care imbogatesc compozitia apei folosita pentru extractia cafelei. Eu as fi adoptat un termen de tipul "continutul total de solubile de cafea" (TSCC - total soluble coffee components).
Dar ce reprezinta in realitate TDS-ul? Simplu, TDS-ul este o concentratie, unitatea de masura consacrata in cazul puritatii apei fiind ppm-ul (parti pe milion, parts per million).
Cateva exemple ar fi concludente zic eu:
Atunci cand in cazul apei potabile vorbim de un TDS de 500ppm, in traducere spunem ca totalul complexului de substante chimice (solidele de care am vorbit) dizolvate in apa reprezinta 500 de parti la un milion de parti. Daca ar fi sa ne imaginam in mod plastic ca apa ar fi o colectie de bile (sfere) de greutate egala (sau volum egal), fiecare bila reprezentand una din componentele chimice ce alcatuiesc compozitia respectivei mostre de apa, atunci daca am avea intr-un pahar 1.000.000 de bile, 500 din acestea ar fi alte substante (componente chimice) diferite de H2O.
De ce o astfel de unitate de masura? Din motive de usurinta in lucrul cu cifre. Daca ne imaginam ca ar trebui sa determinam masa unei boabe de cafea utilizand ca unitate de masura kilogramul, am avea de „carat” dupa noi un „10 la puterea minus un numar” care ar incurca.
In sistemul international unitatea de masura a concentratiei, daca vorbim de volum al apei, este kg de solubile per metru cub de apa sau daca vorbim de masa de apa, este kg de solubile per kg de apa.
Daca ar fi sa lucram cu unitatile SI, atunci utilizand regula de trei simpla, o concentratie de 500ppm ar insemna sa ne punem problema in felul urmator:
- Daca la 1.000.000kg de apa avem 500kg de elemente solide dizolvate, cate kilograme de solide dizolvate am avea in cazul unui singur kilogram de apa? Pai 500/1.000.000 kg/kg, adica 0,0005 kgSolide/kgApa.
Daca aproximam densitatea apei ca fiind 1000kg/m3 atunci 0,0005kgSolide/kgApa devine 0,5kgSolide/m3Apa, adica 500g/m3 si intrucat 1m3=1000L putem scrie 500mg/L.
Similar cu rationamentul de mai sus, putem incerca sa lucram adimensional utilizand proportia procentuala. In acest fel 500ppm pot fi gandite in urmatorul fel: Daca avem 500 parti de solide dizolvate in apa la 1.000.000 de parti totale, cat „la suta” reprezinta acestea? Pai (500/1.000.000)x100, adica 0,05%.
Va atrag atentia ca SCAA (Speciality Coffee Association of America) a GRESIT flagrant in intocmirea urmatoarei diagrame:
1.2% TDS de exemplu, NU reprezinta 1200ppm CI 12.000ppm.
Atunci cand un refractometru afiseaza o concentratie de tip TDS ca fiind 10%, acest lucru inseamna ca in ceasca avem 100.000ppm solubile sau, mult mai simplu si intuitiv, daca cantitatea de cafea extrasa este de 30g, atunci 3g reprezinta solubile din cafea.
In mod practic, atunci cand picuram o mostra de cafea in refractometru, acesta, utlizand principiul refractiei, determina „TDS-ul”, sau termenul mult mai relevant „cantitatea de solubile de cafea” din apa, adica concentratia acestora. Daca valoarea determinata este 100.000ppm acesta aplica rata de conversie (asa cum am explicat mai sus) si afiseaza valoarea de 10% (1 procent reprezinta 10.000ppm).
In acest moment cu ajutorul software-ului (in cazul in care acesta exista), daca se introduce cantitatea de cafea macinata din portafiltru si cantitatea de cafea extrasa, se efectueaza un set simplu de calcule aritmetice:
1. Daca avem 15g cafea uscata (macinata) si 30g lichid in ceasca, atunci:
2. 10% TDS inseamna 30g*10%=3g de solubile, care raportate la masa de cafea macinata reprezinta:
3. 3g/15g*100=20% „randament de extractie”, recte „extraction yield”.
Ceea ce bine punctat de CatalinH, este ca un randament de extractie de 20% poate reprezenta o „reteta” de substante chimice care te poate face sa inghiti cu greu rezultatul din ceasca.
Daca apelam la analogia cu bile de mai sus, dar de data aceasta cu mere, portocale si lamai, toate avand aceeasi greutate, atunci un total de 20 fructe poate fi o combinatie intre 15 mere, 4 portocale si 1 lamaie, ceea ce va conduce la un gust mai intepator daca merele sunt Granny Smith, sau o combinatie intre 5 mere, 14 portocale si 1 lameie, rezultand un gust pronuntat de acid ascorbic (vitamina C), sau poate fi o combinatie de 5 mere, 5 portocale si 10 lamai si deci in consecinta un gust imposibil de acid citric.
Clasele de componente chimice (cele principale) din cafea solubile in apa sunt:
- cafeina;
- acizii;
- lipidele (uleiurile aromatice de exemplu);
- carbohidratii.
Evident ca exista o preponderenta, o tendinta evidentiata prin numeroase experimente, cu ajutorul careia se poate discuta cu oarece precizie de valoarea ratiilor aferente fiecarei din componentele de mai sus dizolvate in apa, in conditiile unei prajiri corecte si a unui soi bine determinat dintr-o regiune geografica clar identificata, functie de temperatura apei de extractie si alte variabile specifice, dar suntem inca foarte departe de a putea discuta de o acuratete mare. Probabil acesta va fi subiectul unei versiuni viitoare a Decent Espresso, cand vom introduce detalii despre soiul cafelei sau al miscelei si vom cere o extractie mai fructata sau mai spre caramel.
Pana atunci consensul general este ca refractometrul este unealta din trusa baristaului sau a prajitorului, cu ajutorul careia se ajusteaza, se etaloneaza, o reteta de extractie sau un profil de prajire care sa ofere constanta pentru o perioada de timp, iar bulbii olfactivi si papilele gustative sunt unealta cea mai de pret din trusa cafegiului casnic.