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研究表明,数学模型让咖啡更好喝?
发布于：2020-12-17 12:26
煮一杯咖啡并不难.但一项新研究表明,用数学和化学方法做个分析可以让咖啡更好喝.
研究人员把材料科学和建模方面的技能应用到煮意式浓缩咖啡中,于是便有了一个突破性的发现:与人们普遍认为的相反,用更少的豆子和更粗糙的研磨会得到更好的效果.相关研究近日发表在《物质》杂志上.
如果你是一个咖啡爱好者,一定会注意到,有时候会喝到一杯很棒的意式浓缩咖啡;而其他时候,则可能喝不到.即使你是用同样的咖啡、同样的机器,甚至同样的设置来煮的.
为了理解这种变化,研究人员开发了一个数学模型,探索当水通过咖啡床时,咖啡是如何被提取或溶解的.
"基本上,我们所做的是从写一些方程开始,这些方程只适用于单一领域."英国朴茨茅斯大学数学和物理高级讲师Jamie Foster说,"所以这个任务没有那么惊人.在一个真正的咖啡床里,有成千上万的粒子以非常复杂的方式聚集在一起."
为了建立整个咖啡床的模型,Foster和同事把该方程复制了数百万次,再加入一些数学运算,然后将水灌进去.
"这个模型告诉我们,在理想情况下,当咖啡被水均匀接触时,我们应该期待什么."美国俄勒冈大学计算化学家、该研究参与者Christopher Hendon说.
"事实上,该模型非常好地描述了实际的特定研磨设置,那里有足够的大颗粒,水可以自由地流过咖啡床.但在磨得非常细的时候,就会像模型告诉我们的那样,发生了现实和期望之间的差异."Hendon说.
精细研磨后,一些粒子的析出会比预期更有力.但有些则弱得多,这与传统观念背道而驰.
"通常的想法是,如果你想要一杯味道更浓的咖啡,那就把它磨得更细,因为这样一来,咖啡渣里就会有更小的颗粒,而小颗粒的表面积也会更大.高表面积可以提取得更迅速."Hendon说.
但研究人员发现,"如果研磨过度,最终的结果是:这些颗粒非常小,实际上,它们会堵塞水试图流动的缝隙.这实际上阻碍了提取,而不是帮助提取".
同样的道理也适用于最开始放咖啡时的量,与直觉相反,咖啡越少味道越好.
"自从这篇文章发表以来,推特网已经出现了大量争论和讨论.不管这是否有助于生产更多可再生的咖啡,它都是一个巨大的成功.我们已经让数百万人阅读了一篇科学文章,并参与到科学中来.这是科学素养的巨大成功."Hendon说.
我们都可以为此喝一杯.
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