分光光度計でコーヒーマシンを調整した方法

ある日、仕事の途中で、私たちは突然そのような生活ができないことに突然気付きました。 魂は科学の名において無意味で無慈悲なことをするよう要求しました。 そして、コーヒーマシンのキャリブレーションを行うことにしました。 通常の人はデフォルトのボタンを突いて、コーヒーメーカーからこぼれたものをすべて飲みます。 このためのもう少し進んだ手順を開き、注意深くそれに従います。 もちろん、彼らが数年の間無名の倉庫に置かれた悪臭のある無名の穀物でない限り、彼らはまだロースターの勧告を読みます。 ストレッチを使用して通常と分類できるため、独自の方法で進むことにしました。 要するに、エスプレッソの7杯目からの軽度のカフェイン中毒のもとで、我々は研究室の可能な限りの兵器庫を使用して参考飲料を得ることにしました。



この不名誉をすべて視覚化するために、狂気、超遠心分離機、特別なタブレットと少量のパイソン、パンダ、シーボーンのコーヒーの分光測光の世界へようこそ。

適切な抽出

まず、何を取得したいかを理解する必要があります。 コーヒーマシンを正しく設定する主なポイントは、バランスの取れた抽出プロファイルを取得することです。 同時に、成功の半分以上は、熱プロファイルのすべての詳細に従って揚げられた正しい穀物に依存します。 西洋ワサビのロースターでは、穀物が不均一にローストされたり、他の欠陥がある場合があります。 しかし、完璧なコーヒーであっても、それが適切に準備されていなければ、ひどい白willに変わる可能性があります。



コーヒーを作る古典的な方法に最適な温度は90〜95°Cです。 この場合、穀物の数は約10-20 g / 100 mlの水でなければなりません。 また、抽出プロセスは、軽くて揮発性の高い成分から溶解性の低い成分まで、不均一であることに留意する必要があります。 問題は、水温の最適値、コーヒータブレットの圧縮の程度（エスプレッソの場合）、粉砕の程度、コーヒーと水との比率、または時間を超えると、穀物から必要なものをすべて「引き出す」時間ができないという事実にあります。 またはその逆に、過剰な量の重い画分をキャプチャし、飲み物の味とバランスを損ないます。 特に、過剰抽出中に、過剰量のクロロゲン酸がカップに入り、これによりコーヒーが過度に苦くなり、味のバランスが酸性側にシフトします。 抽出が不十分な場合、水っぽくて悲しい味がするでしょう。





クロロゲン酸の構造基盤であるキニン酸とヒドロキシケイ皮酸

実験準備

自動コーヒーマシンでは、調整に使用できるパラメーターは、粉砕と圧縮の2つだけです。 研削の程度は、砥石間のギャップを設定するレギュレーターの機械的回転によって決まります。 挽きたてのコーヒータブレットの圧縮が事前にインストールされており、5つの従来の圧縮レベルがあります。 私たちの仕事は、溶解した物質の濃度とバランスが完璧な味を与える最適なパラメーターを選択することです。



テスト用のコーヒーがトレファクトからの非人道的な実験のために私たちに送られました。 2つの主なカテゴリ：BとC（分類で濃いローストと軽いロースト）。





ホンジュラスサンマルコス（ ソース ）



暗いロースト。 どういうわけか既にメディアに切り替えていますが、比較のために、この種類は非常に価値のあるオプションです。 特に牛乳と相性がいいですが、私たちの仕事のためにエスプレッソを準備します。 味は非常にシンプルで、微妙なニュアンスはありませんが、非常に飽和しています。





ブラジルイパネマダルチェ（ ソース ）



非常にバランスの取れた味と甘いフルーティーな酸味を持つ、一滴の死んだ香り豊かな品種。 穀物自体には多量の炭水化物が含まれており、軽い甘味を与えます。



各種類と5つのレベルのコーヒータブレット圧縮のそれぞれについて、8カップのサンプルが選択されます。 同時に、実験室のスタッフは結果に唾を吐くか喜ぶ。 ブラインド、当然。 味が最適なサンプルが選択され、ハードウェア研究の客観的な指標と比較されます。

ディープフリーズ

私たちは自分自身を気の毒に思い、1日に80杯のコーヒーを飲みませんでした。 そのため、サンプルにラベルを付けて冷凍庫に入れました。 温度が約-90度の、このようなかわいい冷凍庫。 4キロワットを食べますが、最終的には二酸化炭素も壁に雪だるまの形で落ちます。 完璧なオプション。









すべてのサンプルの準備ができたら、冷凍庫から取り出してオービタルシェーカーに入れます。 はい、私もそれが聞こえる方法が好きです。 軌道を回る惑星レーザーのようですが、それは単なるシェーカーです。 サンプルの完全な霜取りを待っていると同時に、すべてをうまく混ぜ合わせます。

試験管に注ぎ、遠心分離する

まず、サンプルを非常に慎重に調べる必要があります。 この奇跡がなければ起こりません）











マイクロピペットを使用して大きなチューブからコーヒーを取り出し、遠心分離のために小さなチューブに注ぎます。 後でサンプルを混同しないように、各チューブに番号を付けて個別のジャーナルに入力します。











チューブを遠心分離機に厳密に対称的に配置して、バランスを保ちます。 高速では、これは重要です。 遠心分離後、コーヒーから抽出されたものの純粋な水溶液が得られ、コーヒーマシンのフィルターを通過したすべての微粒子は沈殿物の形のままになります。

分光測光

繰り返しますが、マイクロピペットを取り、正確な用量のサンプルを特別な48ウェルプレートの個々のウェルに注ぎます。







その結果、サンプルは色合いで美しく分散されます。 上から下へ、圧縮の度合いと抽出の完全性が向上しています。







タブレットは、Molecular DevicesのFilterMax分光光度計にロードされます。 多数のサンプル研究モード、さまざまなフィルターオプション、レーザー放射源などがあります。 私たちは長い間、コーヒーでそのような奇妙なものを測定することは理にかなっていると考え、紫外線で同じ蛍光を測定することはかなり無意味だと判断しました。 450 nmの波長でのレーザー放射の吸収度を評価することにしました。 この波長は青色レーザーです。 原則として、それは非常に論理的です。 飽和コーヒー溶液は赤味がかった色で、スペクトルの青い部分をよく吸収するはずです。



その結果、すべてのサンプルの吸収表を取得しました。 ただし、これらすべてを視覚化することは素晴らしいことです。 私はほとんどの場合、仕事でpythonとパンダとシーボーンを使用するため、パンダにロードするための最も便利な形式でデータを保存します。

python、pandas、seabornでグラフを描く

チャートをプロットするには、最初にcsvをpandasデータフレームとしてインポートします。 その後、すばらしいseabornライブラリとbarplot関数の助けを借りて、焙煎の程度によってグループ化されたグラフを作成します。 コントラストを大きくするには、「ペア」パレットを使用します。異なるグループを比較する場合に非常に適しています。 ちなみに、ご存知のように、サンプルはその好みに応じて範囲を決めました。 私たちのコーヒーテイスターはまあまあですが、驚くべきことにコンセンサスが得られました。 飲料の最適な味は、450 nmの長さでの吸収度が32％の範囲にあるときでした。 plt.axhlineを使用して、対応する線をチャートに描画します。







グラフは、濃い焙煎コーヒーの最適な圧縮比が2番目であり、3〜3番目であることを明確に示しています。 私たちの実験からのこの驚くべき結論に加えて、最大圧縮では、エスプレッソの個々のカップの間の溶解物質の濃度の分散が増加することがわかります。 マシンが再現性を提供していないか、そのような圧縮では、コーヒータブレットにランダムにパンチされたチャネルの長さなどの要因があり、それを通して温水が大きく影響されます。



最終的に美しくするために、最適からのパラメーターの偏差をプロットします。 これを行うには、データフレームのAbsorbance列から32（最適）を引きます。

 # Subtract optimal value df['Absorbance'] = df['Absorbance'] - 32
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

このような、無意味で容赦ない何か、あなたは完璧なエスプレッソのカップを得ることができます）。



PS時間を見つけられたら、アイスコーヒーの高速超音波抽出に関する別の投稿があります。 サンプルがありますが、私たちは奇妙なことを続けます。