化学家和火山学家希望你制作出更好的浓缩咖啡

在家研磨咖啡豆可以说是获得一杯新鲜咖啡的最佳方式，但这个过程可能相当麻烦。研磨咖啡豆时产生的摩擦会产生静电，使咖啡凝结在一起并粘在研磨机上。然而，一支由化学家和火山学家组成的团队正致力于解决这个含咖啡因的噩梦，他们联手研究水分如何影响这种静电积聚。他们发现，在研磨前向咖啡豆中加入一滴水可以减少静电，并制作出味道更好的浓缩咖啡。他们的研究成果发表在 12 月 6 日发表在《Matter》杂志上的一项研究中。

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虽然咖啡爱好者和价值 3432 亿美元的美国咖啡产业早已知道研磨咖啡会产生静电，但不同特性（包括产地或烘焙程度）如何影响静电则是一个谜。一些咖啡师已经使用 Ross Droplet Technique，在研磨前用湿茶匙或水擦拭咖啡豆。

这项新研究揭示了浓缩咖啡豆中的水分如何影响静电的积累以及如何改变它。研究小组发现，当咖啡豆内部水分含量较高时，它们产生的静电较少。这可以减少一些浪费，让消费者物有所值，并制作出口味更一致、更浓郁的浓缩咖啡。

“水分，无论是烘焙咖啡内部的残留水分还是研磨过程中添加的外部水分，都决定了研磨过程中形成的电荷量，”研究合著者、俄勒冈大学计算材料化学家克里斯托弗·亨顿 (Christopher Hendon) 在一份声明中表示。“水不仅可以减少静电，从而减少研磨时的混乱，还可以对饮料的浓度产生重大影响，并可能提高获得更高浓度的美味咖啡的能力。”

为了研究发电背后的因素，亨顿与一组火山学家合作。在火山喷发期间，科学家研究了类似的起电过程。

“在火山喷发期间，岩浆会分解成许多小颗粒，然后以巨大的羽流形式从火山中喷出，在整个过程中，这些颗粒会相互摩擦并带电，直至产生闪电，”研究报告的合著者、波特兰州立大学火山学家 Joshua Méndez Harper 在一份声明中说道。“简单地说，这类似于研磨咖啡，你把这些咖啡豆磨成细粉。”

他们研磨了商用和自家烘焙的浓缩咖啡豆。咖啡豆因原产国、烘焙颜色、加工方法（天然、水洗或脱咖啡因）和水分含量等因素而有所不同。他们测量了研磨过程中产生的静电量，并比较了研磨粗细对产生电量的影响。

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静电与咖啡的产地和加工方式没有关系。不过，研究小组确实发现了带电与咖啡颗粒大小、烘焙颜色和水分含量之间的联系。

当咖啡内部水分含量较高且研磨较粗时，产生的电荷较少。烘焙程度越浅，产生的电荷越少，而且电荷更可能是正电荷。

深度烘焙的咖啡往往更干燥，而研究的深度烘焙咖啡带负电，产生更多的总电荷。研究团队还发现，在同样的设置下，深度烘焙咖啡产生的颗粒比浅度烘焙咖啡细得多。

随后，研究小组测试了用水研磨咖啡豆是否会改变浓缩咖啡的冲泡方式。用水研磨的咖啡豆萃取时间更长，冲泡效果更浓，即使是用同样的咖啡豆冲泡的。在研磨机中加入水也能冲泡出味道更相似的浓缩咖啡。

虽然他们只测试了浓缩咖啡，但研究团队认为这些好处应该适用于许多其他冲泡方法。

“研磨过程中加水的主要好处是，你可以将咖啡粉更紧密地堆积在一起，因为这样结块更少，”亨顿说。“浓缩咖啡是这种情况最严重的，但你也可以在冲泡方式中看到这种好处，比如将水倒在咖啡上，或者在小型渗滤系统（如炉灶式 Bialetti）中。在冲泡过程中看不到这种好处的是法压壶之类的方法，即把咖啡浸入水中。”

在未来的研究中，该团队计划继续进行更多研究，以期制作出世界上最好的咖啡。这项研究的意义不仅在于咖啡因，还可以让我们了解颗粒材料是如何带电的。

“这有点像一个笑话的开头——一位火山学家和一位咖啡专家走进一家酒吧，然后拿出一篇论文，但我认为这种合作的机会还有很多，还有很多关于咖啡如何休息、它如何作为粒子流动以及如何与水相互作用的知识需要了解，”门德斯哈珀说。“这些调查可能有助于解决地球物理学中的平行问题——无论是山体滑坡、火山爆发，还是水如何渗透土壤。”