Отложите ваш TDS-метр и погрузитесь в химию воды

Но на всякий случай переслала письмо Рите Калиниченко, химику-бариста, автору статьи «Мы завариваем кофе не «водой», а «водными растворами» с различными составами». И она убедила меня, что тема заслуживает особого внимания. Перевод материала Скотт Рао “Demystifying water for coffee” был совместным: бОльшую часть сделала Рита, проверяя правильность терминологии. Далее передаю слово Рите: ее комментарии к переводу выделены вот так.

Чтобы упростить дискуссию по теме воды для кофе Скотт Рао обозначил основные моменты:

• Щелочность — наиважнейший фактор влияющий на то, как вода повлияет на вкусоароматику кофе.
• Обязательно сделайте лабораторный анализ воды, чтобы знать какая система водоподготовки подходит для кофейни или обжарочного производства. Тестируйте, а не угадывайте.
• Помимо влияния воды на вкус кофе, важно убедиться что вода не испортит накипью ваше кофейное оборудование. Это критически важно при работе заведения на большой поток. Иногда стоит пойти на компромисс: пусть состав будет просто хорошим (неидеальным) для раскрытия кофе, но и безопасным для оборудования.

Жесткость/ общая жесткость/ временная жесткость/ GH — это тип жёсткости, образующийся растворёнными катионами кальция, магния и железа. GH может влиять на вкус и риск образования накипи, но нет единого мнения об оптимальном уровне или идеальном балансе кальция и магния.

Здесь присутствуют неточности в терминологии и трактовке определений. Временная жесткость не является синонимом общей жесткости. В тексте дано определение именно общей жесткости (GH). Это концентрация целого ряда положительно заряженных ионов: кальций, магний, железо, стронций, марганец, алюминий, барий. Но если мы вовремя вспомним, что варим кофе питьевой водой, можно смело сократить определение общей жесткости (GH) до концентрации ионов кальция и магния. “Общая” жесткость состоит из двух частей: “постоянная” и “временная”.

• “Временная” жесткость — та часть общей концентрации магния и кальция, которая при кипячении образует нерастворимый осадок накипи (находится в воде “временно” до момента кипячения).
• “Постоянная” жесткость — часть концентрации растворенных кальция и магния, которая при кипячении не дает никакого осадка.

Доля временной жесткости, которая даст накипь после кипячения, будет зависеть от количества определённых отрицательно заряженных ионов, находящихся в воде вместе с кальцием и магнием.

pH, активность ионов водорода — это мера кислотности от 1 до 14. Нейтральная среда равна 7. Шкала pH сложна для понимания, потому что она логарифмическая. Другими словами, pH=2 в 10 раз кислотное, чем pH=3. Кофе, имеющий pH в пределах 5, не такой уж кислый, несмотря на свою репутацию. Для справки: лимонный сок (с pH=2) в 1000 раз более кислотный, а желудочная кислота может быть намного кислотнее лимонного сока. pH воды не имеет особого значения при выборе воды для кофе, так как показатель щелочности будет иметь гораздо большее влияние на конечную кислотность кофе в чашке.

Щёлочность — это устойчивость показателя pH раствора при добавлении кислоты извне.

От Риты: здесь под “щелочностью” подразумевается, насколько большое количество кислоты может выдержать водный раствор, удерживая pH на определенном значении. С дальнейшим добавлением кислоты в раствор показатель pH среды уже начнет снижаться (то есть кислотность смеси будет возрастать). За счёт какого явления вода может выдерживать “подкисление”, стабилизируя pH, читайте ниже.
В воде (водном растворе) существуют системы из двух или более веществ, которые могут превращаться друг в друга в зависимости от изменений окружающих условий. Эти системы имеют название “буферные”. Они ведут себя как опытный скейтбордист на неровной дороге: если на пути встречается яма, скейтбордист предпринимает действия, чтобы не занять горизонтальное положение. То есть он совершает действия и работу для сохранения баланса, но для наблюдателя со стороны картина не меняется.
Также и у воды с большим количеством буфера. Мы добавляем в нее кислоту/основание (создаем скейтбордисту ямы и брёвна на дороге), а pH при этом не меняется. На молекулярном уровне у воды происходят активные химические превращения для того, чтобы внешне сохранить своё свойство стабильным. Это и в химии, и в жизни называется “динамическим равновесием”. Условия окружающей среды меняются, а система продолжает оставаться внешне стабильной: скейтбордист едет, значение pH раствора остается неизменным.

Щелочность — это, безусловно, самый важный фактор, влияющий на то, как химический состав воды может трансформировать вкус кофе. Проще говоря, более высокая щёлочность (возможность нейтрализовать кислоту) делает кофе менее кислотным, низкая щёлочность делает кофе более кислотным. Эти утверждения верны независимо от pH воды.

От Скотта Рао: проще говоря, высокая щелочность делает кофе менее кислотным. Низкая щелочность делает кофе более кислотным. Это утверждение верно независимо от pH воды.

От автора блога: какая для меня практическая польза от этой публикации? Кроме того, что я в очередной раз убедилась, что мои замеры общей минерализации бутилированной воды на TDS-метре — не более, чем игра с разумом. Лучшее упражнение для выбора воды — каппинг и дегустация: пробовать один и тот же кофе на разной воде. Лучший инструмент для выбора воды для кофе — измерить щелочность! Можно купить kh набор для аквариумов или найти лабораторные анализы воды. А еще лучше дождаться результатов эксперимента Риты, она работает сейчас над созданием инструмента для измерения щелочности воды. Ждем.