Il existe une meilleure façon de moudre le café, selon la science

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Moudre le café est une affaire compliquée. L’électricité statique s’accumule sur le sol, laissant un désordre collant coincé dans le broyeur.

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Aujourd’hui, une équipe de chimistes et de volcanologues de l’Université de l’Oregon a découvert précisément comment l’humidité affecte l’accumulation d’électricité statique – et a trouvé une solution simple.

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Selon les chercheurs, ajouter un peu d’eau aux grains avant de les broyer réduit l’électricité statique. Cela permet également de créer une dose d’espresso plus cohérente et au goût plus fort.

La nouvelle étude, publiée dans la revue Matter, ne choquera peut-être pas les passionnés de café, qui ont perfectionné leurs techniques grâce à des années d’intuition, d’expérience et de conseils échangés sur des forums en ligne. Certains baristas, par exemple, utilisent déjà une cuillère à café humide pour remuer les grains de café ou vaporisent un jet d’eau sur les grains pour réduire l’électricité statique, une pratique connue sous le nom de « Ross Droplet Technique » ou RDT. Mais le nouveau document montre systématiquement comment l’humidité présente dans les grains de café affecte l’accumulation de charge et comment elle peut être manipulée.

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« L’idée selon laquelle il y a une sorte d’accumulation électrique dans le marc de café est une observation assez ancienne. Si vous n’avez jamais vu de torréfaction à l’échelle industrielle, vous pouvez voir du marc de café voler et coller partout », a déclaré William Ristenpart, directeur fondateur du Coffee Center de l’Université de Californie à Davis, qui n’a pas participé à l’étude. . « Ce qui est cool avec cet article, c’est qu’il s’appuie sur des données scientifiques concrètes pour comprendre le mécanisme. »

L’article met également en lumière le domaine en plein essor de la science du café, qui rassemble des experts de disciplines apparemment incongrues pour mener des dizaines d’expériences sur les boissons potables et sonder la science fondamentale derrière une tasse de café.

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Exemple concret : la nouvelle étude était un partenariat entre des scientifiques intéressés par la mouture du café et des volcanologues fascinés par les orages générés lors des éruptions. Ces scientifiques ne travaillent pas seulement dans des laboratoires différents, ils habitent essentiellement des univers scientifiques différents, publiant dans des revues spécialisées et participant à des conférences distinctes.

Mais autour d’une tasse de café, les deux équipes ont réalisé qu’elles étudiaient le même phénomène fondamental. Qu’il s’agisse d’un broyeur à meules brisant des grains ou d’une éruption explosive pulvérisant la roche en cendres, la friction et les fractures génèrent de minuscules particules qui accumulent une charge électrique au cours du processus.

Bien que de nombreux détails de leur enquête soient abstrus pour le buveur de café occasionnel, leur article contient des résultats simples et exploitables pour une personne essayant de garder une cuisine plus propre ou un barista essayant de créer une dose d’espresso efficace et plus intense.

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« Si vous souhaitez moudre du café en grains entiers, ajouter une petite quantité d’eau à ces grains entiers avant de les moudre rendra le café plus accessible lorsque vous le préparerez », a déclaré Christopher Hendon, chimiste du café chez l’Université de l’Oregon et l’un des responsables de l’étude.

En d’autres termes, en utilisant cette méthode, « vous obtenez plus de café avec votre café ».

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Découvrir un terrain d’entente

La collaboration a débuté au laboratoire de café de Hendon à l’Université de l’Oregon, qui organise régulièrement des heures de café.

Josh Méndez Harper, alors chercheur postdoctoral dans un laboratoire de volcanologie, a commencé à y assister en tant que buveur de café occasionnel – le genre de personne qui avalait tout ce qu’on lui tendait sans hésiter. Mais au fil du temps, il est devenu un habitué et a commencé à s’adonner au café.

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Un jour, il a entendu Hendon et d’autres débattre de la manière dont l’électricité s’accumule pendant le broyage.

«J’ai dit: ‘Oh! C’est ce que j’ai fait ces cinq dernières années, mais dans un contexte différent’», se souvient Méndez Harper. Pour étudier comment la charge s’accumule sur les cendres volcaniques, les volcanologues utilisent parfois un appareil appelé tasse de Faraday. Malgré son nom, cela n’a rien à voir avec la boisson : c’est une tasse en métal conducteur, et les scientifiques peuvent l’utiliser pour mesurer la charge de particules individuelles, puis calculer la densité de cette charge en les pesant.

Les scientifiques ont décidé de collaborer. À l’aide d’une simple tasse Faraday fabriquée sur mesure pour s’adapter à la goulotte de leur moulin à café, ils ont décidé de voir s’ils pouvaient effectuer des mesures similaires du marc de café.

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Dans des expériences allant de la mouture de café produit commercialement à la torréfaction de leurs propres grains à différents niveaux, l’équipe a découvert que l’humidité modulait la quantité de charge présente sur le marc de café. Les cafés torréfiés plus légers qui ont plus d’humidité interne ont moins de charge statique pendant la mouture et ont tendance à se charger positivement. Les torréfactions plus foncées, plus sèches, gagnaient plus de charge et avaient tendance à accumuler des charges négatives.

Les scientifiques ont été intrigués par le fait que le café se chargeait parfois dans un sens et parfois dans l’autre, et que l’humidité interne jouait un rôle clé.

« C’est ce à quoi personne ne pouvait s’attendre », a déclaré Samo Smrke, chimiste analytique à la ZHAW Haute école spécialisée de Zurich en Suisse, qui n’a pas participé aux travaux.

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Smrke a déclaré qu’une approche utilisée dans l’industrie du café implique un faisceau de particules chargées appelé faisceau d’ions. L’envoi d’ions positifs ou négatifs pourrait neutraliser la charge du café, mais sans savoir si le café accumulera une charge dans un sens ou dans l’autre, le faisceau qui neutralise la charge d’un type de café pourrait aggraver la situation d’un autre.

Dans ce cas, les scientifiques ont découvert qu’ils pouvaient supprimer complètement la charge en ajoutant simplement de l’humidité externe – juste un jet d’eau avant le broyage.

La réduction de l’électricité statique réduit non seulement les dégâts, mais évite également les grumeaux dans le café. Cela signifie que lors de la préparation d’un expresso, l’eau atteint uniformément tout le marc de café, augmentant ainsi la concentration du produit final d’environ 10 %. (Les résultats d’infusion ne s’appliquent pas vraiment au café préparé dans une presse française ou à d’autres méthodes d’infusion dans lesquelles le marc est immergé dans l’eau.)

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Les experts ont déclaré que l’étude est un excellent exemple du nombre de fruits scientifiques à portée de main qui restent dans le monde du café, avec des opportunités d’appliquer des techniques expérimentales et des mesures rigoureuses à quelque chose que de nombreuses personnes font une – ou plusieurs – fois par jour.

«Beaucoup de choses ne font tout simplement pas l’objet de recherches approfondies», a déclaré Chahan Yeretzian, directeur du Coffee Excellence Center de la ZHAW Haute école spécialisée de Zurich, qui n’a pas participé à la nouvelle étude.

Josef Dufek, volcanologue à l’Université de l’Oregon, affirme que le café est un système modèle fascinant et il envisage d’appliquer des techniques similaires pour tenter de comprendre les cendres volcaniques. Méndez Harper voit des liens avec des questions encore plus exotiques. Les dunes de Titan, la lune de Saturne, qui sont constituées de sable riche en carbone, peuvent être également influencées par la charge statique lorsque les particules se frottent les unes contre les autres.

Mais Méndez Harper est accro au café. En ouvrant son propre laboratoire à la Portland State University, il envisage de poursuivre cette ligne de recherche multidisciplinaire.

« Si vous préparez un café à verser, la physique, les mathématiques, sont les mêmes que celles que vous appliquez à l’eau qui s’infiltre dans le sol ou au magma se déplaçant à travers une matrice rocheuse poreuse », a déclaré Méndez Harper. « Il existe de nombreux parallèles au-delà de la génération statique entre le café et les sciences de la Terre. »

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