Gjør det noen forskjell om vannet er noen grader kaldere eller varmere når vi brygger kaffe?

Å brygge kaffe kan være enkelt, men det som skjer når man brygger kaffe, det er en veldig kompleks prosess hvis man bare stikker nesa dypt nok nedi.

Andre molekylær gastronomi-workshop denne høsten ble holdt 26. oktober hos kaffebrenneriet Jacu sine flotte lokaler i Ålesund. Og siden kaffebrygging i all sin enkelhet er såpass komplisert bestemte vi sammen med Anu Hopia som hadde samme workshop samtidig hos brenneriet Paulig i Helsingfors at vi skulle avgrense problemet: vi ville undersøke hvor mye vanntemperaturen gjør for smaken på kaffen som blir brygget. Det sies jo at vannet ideelt sett bør holde 91-94°C når man skal brygge. Men gjør det noen forskjell om det er kokende (100 °C) eller kaldere (noen-og-80 °C)?

Foto: Jacu

Før eksperimentet innledet Anne Birte Bjørdal Hanken fra Jacu med en sekvens om kaffe fra busk til kopp. En kaffebønne har brukt 4-6 måneder fra liten blomst, via mange menneskers harde arbeid, til den ligger i en pose på kjøkkenbenken vår. Hvordan vi behandler den de neste 4-6 minuttene avgjør hvor god kopp kaffe vi får.

Bakgrunnsstoffet denne gangen handlet om ekstraksjon; når smaks-, aroma- og fargestoffer trekkes ut av knuste kaffebønner og løser seg opp i vannet. Brent kaffe inneholder et stort antall ulike stoffer, i følge Illy (2005) mer enn 1000 ulike, som i større eller mindre grad påvirker smak, duft, farge og munnfølelse. Ulike stoffer har ulik løselighet i vann, som her (i kjemisk forstand) er løsemiddelet. De stoffene som er mest løselig i vann løses opp ved lav temperatur, til og med i kjøleskapskaldt vann, mens andre stoffer trenger varmt vann for å løses opp (tenk håndvask: fete fingre sammenlignet med om man har sølt sukkerholdig saft på dem). Det er fire faktorer som avgjør hvilken kaffe man ender opp med, og alle fire handler om ulike sider ved ekstraksjon:

1. Tid

• Kort tid gir liten grad av ekstraksjon, lang tid gir stor grad av ekstraksjon. Tenk: dypp en tepose i vann i ett sekund sammenlignet med om den ligger i 10 minutter
2. Temperatur
• Høy temperatur vil ekstrahere et bredere utvalg stoffer enn lav temperatur. Tenk: la en tepose ligge i iskaldt vann mens en annen ligger i kokende varmt vann, begge i tre minutter
3. Kverningsgrad
• Mer finmalt kaffe gjør at vannet kommer til større del av kaffen, grovmalt kaffe det motsatte. Tenk: brygge kokekaffe med espressomalt kaffe sammenlignet med hele bønner
4. Dosering
• Mengde kaffe sammenlignet med mengde vann; på hverdagsspråket "sterkere" og "svakere" kaffe

Disse fire koblet vi så til begrepet ekstraksjonsgrad:

• Underekstrahert - ekstrahert mindre av kaffen enn ønsket. Dette kan skyldes
• For kort kontakttid
• For grov kverningsgrad
• Overdosert, dvs. for mye kaffe vs. vann ("ikke nok vann til å ta seg av all kaffen")
• Ikke varmt nok vann

Resultat: tam, svak/"tynn"/"utvannet", for syrlig kaffe, lite sødme.

• Overekstrahert - ekstrahert flere/mer av stoffene enn ønsket. Dette kan skyldes
• For lang kontakttid
• For fin kverningsgrad
• Underdosert, dvs. for lite kaffe vs. vann (hvert korn blir "sugd tomt")
• For varmt vann (er dette mulig? Vann koker ved 100 °C. Se nedenfor)

Resultat: bitter, besk og astringent kaffe, gjerne med litt "brent" smak.

• Passe ekstrahert - ideelt ut fra gitte kriterier, noe som bør gi en balansert kaffe når det gjelder syre, sødme og bitterhet.

CC BY: doubleshot_cz

Måten vi brygget kaffen på var å lage filter-/dryppkaffe med
Hario v60-utstyr; en manuell variant av kaffetrakter der man heller på vannet selv. Vannet kokes opp separat, så jeg var derfor nysgjerrig på hvor raskt vannet i vannkokeren min ble avkjølt når jeg skulle helle det over kaffen: har jeg hastverk før vannet blir for kaldt, eller...? Jeg fylte 750 ml vann i vannkokeren hjemme og kokte opp med et digitalt kjøkkentermometer nedi. Når vannet hadde kokt opp startet jeg stoppeklokka og merket av tida for hver gang temperaturen sank en grad. Det viste seg at det tok mer enn 3 minutter før temperaturen var sunket til 92 °C og hele 9 minutter før den var nede i 84 °C (ikke vitenskapelig utført forsøk).

I forsøket hos Jacu brukte vi, i mikrobrenneriperspektiv, en relativt nøytral kaffe fra El Salvador: Loma Linda som er karakterisert som å ha "frisk og lett blomsterduft, god sødme og fylde", og med smakspreg av "kakao, toffee og søt lakris". Tre personer brygget parallelt, der hver hadde sin starttemperatur på vannet: 84 °C, 92 °C og nykokt vann (ca. 100 °C). De tre bryggene ble kodet A, B og C og de 18 deltakerne smakte kaffen blindt. Tilsvarende ble gjort i Helsingfors med en av Paulig sine kaffesorter.

Vi som deltok i Ålesund var ikke et øvet smakspanel; eksempelvis er det ofte vanskelig å skjelne
mellom bitter og syrlig, fruktig og syrlig osv. Likevel ser vi noen fellestrekk og noen forskjeller mellom den finske og norske prøvesmakingen, og det er både samsvar og kontrast med teorien.

1. Den laveste temperaturen ser ut til å gi minst fyldig, mest "tam"/"utvannet", kaffe begge steder. Dette stemmer overens med teorien og er det mest markante resultatet
2. De finske resultatene ser ut til å samsvare bedre med teorien når det gjelder bitterhet (økende bitterhet med økende temperatur)
3. I den finske gruppa ser sødmen ut til å avta ved høyeste bryggetemperatur. Dette kan skyldes at økt bitterhet og syrlighet overdøver sødmen.
4. Laveste temperatur gir størst fruktighet hos Jacu. Kan dette skyldes at vi som smakte forvekslet fruktighet med syrlighet?
5. Idealtemperaturen på 92 °C ser ut til å slå til hos Paulig, mens vi som var på Jacu rangerte denne og den varmeste omtrent likt, dog klart foran den kaldeste. Dette kan også skyldes ulikheter i kaffen mellom Jacu og Paulig (jeg vil gjette at kaffen hos Jacu er lysere brent og dermed har generelt høyere syrlighet og fruktighet).

Mine refleksjoner omkring dette er

• For utrenede deltakere å vurdere smak er krevende, og kanskje er vurderingskriteriene ikke klare nok til at vi alle tolker dem likt. Dette vil kunne komme med øvelse; i Helsingfors har mange av deltakerne vært med i flere år
• Bryggene hos Jacu ble brygget av tre ulike personer; hver person hadde sin temperatur. Dette kan lede til systematiske feil, selv om vi to andre etter beste evne hermet etter barista Anne Birthe sin teknikk
• Bryggeteknikken vi brukte, v60 filterkaffe, gjør at vannet raskt blir avkjølt når man begynner å brygge. Det er starttemperaturen på vannet som er målt, og desto varmere vann desto raskere avkjøles det. Altså vil vannet i de tre bryggene nærme seg hverandre i temperatur underveis i bryggingen
• Det er en rekke aspekter ved kaffen som ikke ble vurdert, og fokus denne gangen var på smak framfor aroma. Kanskje hadde f.eks. "duftintensitet" vært relevant å ta med fordi et viktig del av kaffeopplevelsen er nettopp aroma

Avslutningsvis tok vi det ut i det ekstreme og prøvesmakte kaldbrygget kaffe. Her testet vi iskaffe laget på to ulike vis: kaffe brygget med vann på 92 °C som deretter ble avkjølt i kjøleskap (brygget av Anne Birthe samme dag), og kaffe brygget av meg med vann på 4 °C i 17-18 timer. Dette siste ble gjort i henhold til fremgangsmåte fra en annen blogg, men i stedet for presskanne brukte jeg helt enkelt ei mugge:

1. Kaffe kvernet grovt, omtrent som for presskanne
2. Blandet med kaldt vann i mugge; 200 g kaffe på 1600 g vann (tilsvarer 16 dl)
3. Mugge plassert i kjøleskap og latt stå i 17-18 timer
4. Silt og deretter filtrert (dette er vanskelig og jeg måtte filtrere flere ganger fordi filteret gikk tett)

Illustrasjon: Anu Hopia

Også her er det forskjell mellom den finske og den norske gruppa, men det mest slående er at dette er to ganske ulike drikker. I begge tilfellene er bitterheten høyest for varmbrygget kaffe, noe som samsvarer med teorien. Det andre påfallende resultatet er at begge gruppene delt på midten når det gjelder hvilken bryggemetode de foretrekker av de to.

***********************

Neste MG workshop blir 23. november ved avdeling for restaurant- og matfag ved Borgund vidaregåande skole. I Helsingfors vil tema denne gangen vil være gravlaks: har det noe å si om laksen har vært frosset, evt. om det er mulig å grave fisk i fryseren? Kanskje er dette interessant også for oss som tross alt leverer fisken som finnene bruker til sin gravlaks?

​ Molekylær gastronomi-workshop: Velkommen til utforskende kaffesmaking hos JACU i Ålesund

(this is an invitation to an event in Norway, thus written in Norwegian)

Sted: Kaffebrenneriet JACU, Ålesund (...og parallelt i Helsingfors!)
Dag/tid: Mandag 26. oktober kl. 17-19
Hvem: Alle som vil, gratis. 
NB: kun 15 plasser (påmelding, se nedenfor)

Men hva skal vi utforske? Kaffe er jo en veldig enkel og rett fram drikk:

1. bland litt kvernede kaffebønner med vann
2. vent en stund, slik at smak og lukt fra kaffebønnene blir løst opp (ekstrahert) i vannet
3. sil/filtrer bort restene av kaffebønnene
4. og det var det, enkelt og greit...

...eller kanskje ikke? Hvis det hadde vært så enkelt, hadde ikke livet vært litt kjedelig?

Hvor kaffen kommer fra, hvordan den er dyrket og behandlet før den blir brent, og hvordan den brennes har mye å si for hvordan den kommer til å smake i koppen. En kvalitetskaffebønne har brukt et halvt år eller mer på å vokse seg moden på en kaffeplante for deretter å komme seg hjem til oss, og det skjer i flere trinn: høsting, vasking/tørking, reise, brenning, og kverning. Og mange mennesker har jobbet hardt for at den skal vise seg fra sin aller beste siden når den til slutt kommer hjem til oss. Og den som rår over "livets høst" til denne kaffebønnen, ja det er oss. Gjør det noen forskjell hvordan vi behandler kaffen de siste minuttene av dens liv?

Hva er det så ved disse siste minuttene som betyr noe for hvordan kaffen i koppen vår smaker? De som har greie på kaffe sier og skriver at det er flere faktorer som teller:

• forholdet mellom mengde kaffe og vann ("hvor sterk" vi lager den)
• temperaturen
• hvor grovt eller fint kaffen er kvernet
• hvor lenge siden den var kvernet
• hvor lenge kaffen og vannet er i kontakt med hverandre

Foto: Siv Aurdal

Alle disse tingene påvirker hvilke stoffer, og hvor mye av hver, som blir ekstrahert ut i vannet, som ender opp som det en kjemiker ville kalt en løsning, suspensjon, emulsjon, skum, eller en kombinasjon av disse.

Og saken slutter med det! Selv om vi skulle klare å brygge kaffe som er kjemisk og fysisk identisk hver gang, vil vår glede og opplevelse av kaffen være styrt av følelsene våre, hvem du drikker den sammen med, og til og med hvilke lyder du hører mens du drikker den...

Nei, dette blir alt for komplisert! Her må det forenkles og avgrenses:

Vi starter denne workshopen med litt kaffekjemi og hvordan de viktigste sidene ved ekstraksjonen (bryggingen) påvirker innholdet i den endelige drikken. Og det handler ikke bare om den er sterk eller svak, men også bitterhet, syrlighet og ulike aromaer. Og forhåpentligvis kan deltakerne også dele sin kunnskap med oss!

Deretter smaker vi på om bryggetemperaturen betyr så mye eller ei; gjør det noen forskjell om vi brygger kaffen på "rett" temperatur og hvordan smaker kaffe som er brygget på ulike temperaturer? Er det riktig at kaffen blir best når den er brygget med vann på 91-94 °C? Hva så med den etter hvert så populære (i hvert fall i USA) "kaldbryggede" kaffen som lages over natta med romtemperert eller kjøleskapskaldt vann?

****************************
Vi møtes i JACU sine lokaler i Parkgata 18A, Ålesund, og programmet starter kl. 17. Pga. begrenset plass er det nødvendig med påmelding ved å sende meg en e-post. På forhånd takk til JACU som stiller lokaler og kaffe til rådighet!

Vi vil gjennomføre denne workshopen i Ålesund og Helsingfors på samme dag, nesten samtidig. Den finske molekylær gastronomi-klubben som har pågått i en årrekke, ledet av Anu Hopia, vil ha sin workshop i det store kaffebrenneriet Paulig sine lokaler i Helsingfors. Resultatet fra de to workshopene vil bli publisert i våre to blogger i tillegg til en engelsk versjon i Kitchen stories-nettverket sin Facebook-gruppe.

A Nobel trilogy of flavours

By AlphaZeta (Own work) [Public domain],
via Wikimedia Commons

This year's Nobel prize was awarded "for studies of G-protein-coupled receptors". This concludes a marvellous trilogy of Nobel prizes which in sum give us a rather complete picture of how it comes that we are able to sense flavours, that is how we can taste and smell.

Let's for now disregard other senses such as hearing, texture and so forth and consider the flavour of something we eat as being mainly a combination of tasting (tongue) and smelling (nose). This is of course simplistic, but still taste and scent are two of the most important senses involved in our perception of food. If we concentrate on these two senses, which are both so-called chemical senses, we can actually invoke three Nobel prizes to illustrate important parts of this sensing process. They are all very elegantly described in both popular and scientific terms, depending on your background or taste, at the web site of the Nobel prize:

Facts about miracle fruit (miraculin revisited - part 2:2)

Short introduction in Norwegian: I anledning at jeg deltok i en episode om mirakelfrukt på Schrödingers katt på NRK (og YouTube) publiserer jeg to blogginnlegg om temaet. Det første innlegget handler om smakstesting av mirakelfrukt. Innlegget nedenfor er del 2 av 2 og er en samling fakta om mirakelfrukt med referanser til forskningslitteratur. Siden denne bloggen normalt er på engelsk fortsetter jeg herved på engelsk.

On the occasion of me attending an episode of the Norwegian popsci TV series "Schrödingers katt" (and YouTube) about miracle fruit I post two entries on miracle fruit and its key constituent miraculin. The first post describes a tasting of miracle fruit with a number of sour foods. The second post below is a collection of facts about miracle fruit based on research literature. Part 2:2 below is divided into the following main topics:

• Miracle fruit/berry - properties
• Traditional/historic use of miracle fruit
• Taste sensation when using miracle fruit/miraculin
• Cultivation and production
• Use in commercial products, potential applications
• Health risk and governmental/public approval
• Elimination of the sweet-inducing effect
• Mechanism of taste-modifying activity
• Some other sweet and taste-modifying substances
• References

New journal Flavo(u)r for researchers and practitioners

A new open access journal for issues related to Molecular gastronomy has recently arrived: Flavour. According to the editors, the journal "seeks to create a shared forum for the publication of evidence-based research in an open access context that will make it accessible not only to researchers but also the wider community of chefs, policy makers and the public". This is no small ambition.

The Kitchen Stories project - Interdisciplinary network of culinary claims

The text below is an attempt at drawing up a new programme/collaboration/network for exploring claims about food and cooking. Hereby, we make an effort to start a new international and interdisciplinary network to explore such claims from various angles. If you are a researcher (from any field), teacher at any level, chef or something else and find this interesting, read on and feel free to contact us. The programme is drawn out by researchers from Finland (here and here) and myself.

Update 2nd June 2015: This is also described in a paper in the scientific journal Flavour. Fooladi & Hopia (2013). Culinary precisions as a platform for interdisciplinary dialogue. Flavour, 2(6). (open access)

---

Is it true that you mustn't rinse, but rather brush, mushrooms? Should a steak be seared to keep the juices inside? Can you prevent fruit salad from turning brown by sprinkling it with lemon juice? Such apparently mundane questions have been source of inspiration for food geeks at least since “The Curious cook” by Harold McGee (1990) was published, but most likely much earlier. A closer analysis of such questions reveal an abundance of intriguing, surprisingly complex and unexplored questions which might be vehicles for education and even subject for research within natural and social sciences.

The world of food and cooking is full of statements on how to do things and occasionally why one should adhere to these advices. Many are rooted in tradition or are created today by us all and sometimes appear to us like modern urban stories. Some are rooted in long experience of kitchen professionals or home cooks, and some even in science. When tradition and science meet interesting things might happen. In some cases the phenomenon in question (see examples in the introduction) is well described within one field of science but is less so in another discipline, laying questions open for research. Secondly, such culinary claims, which we have termed “Kitchen stories”, provide valuable opportunities in education at various levels (see below). Thirdly, interesting questions might be revealed by laypeople, craftsmen (chefs, artisans) or even school children which in turn could end up as relevant research topics to be studied within various sciences. Finally, such kitchen stories are valuable parts of our cultural heritage and provide rich research material for scientific fields such as cultural history and sociology (see figure).

Enlightening video lecture on argumentation at Penn State University

Twice a semester Pennsylvania State University holds its Ed Waterbury Lecture on science, technology, mathematics, engineering and mathematics education. This autumn, one of my main sources of inspiration concerning argumentation in science was the invited lecturer.

Prof. Sibel Erduran from University of Bristol is a renown researcher, author and lecturer in fields such as science education, argumentation in science education and philosophy of chemistry. Her contribution to a seminar at the University of Oslo a few years ago was the starting point of my interest in argumentation in science education. In fact, this was the main impulse for me getting involved in what we now call "the Kitchen stories project" (see below).

Her 1 hr lecture + Q/A session at Penn State University was on the topic of argumentation in education (mainly middle school) and professional development of teachers, titled "Modeling Epistemic Practices in Teachers' Learning: The case of argumentation". This lecture is available on the university's web pages (open access, hopefully online for a long time).

Sibel Erduran: "Modeling Epistemic Practices in Teachers' Learning: The case of argumentation"

Miraculin revisited - part 1:2

Introduction in Norwegian: I anledning denne ukas episode om mirakelfrukt på Schrödingers katt på NRK (og YouTube) publiserer jeg to blogginnlegg om temaet. Det første er en reprise av et tidligere innlegg, dog utvidet med noen flere smakstester. Det påfølgende er en samling fakta om mirakelfrukt med referanser til primærlitteraturen. Siden denne bloggen normalt er på engelsk fortsetter jeg herved på engelsk. Innlegg nr. 1 av 2 følger nedenfor.

On the occasion of me attending this week's episode of the Norwegian popsci TV series "Schrödingers katt" (and YouTube) about miracle fruit I'll post two entries on miracle fruit/miraculin. The first is a reposting on a previous entry, expanded with a few more tasting notes. The second post will be a collection of facts about miracle fruit including references to primary literature. Part 1:2 follows below.

The following entry was previously published 7 August 2010, slightly revised.
Note: the original blog entry has some interesting comments worth having a look at.

---

For some time now, there has been somewhat of a hype about the miraculous berry that makes everything sour taste sweet. Some time ago, I ordered a packet of dried and powdered miracle fruit tablets and gave it a try. The following post gives some background and the results of a truly fascinating experience.

The miracle fruit is a a berry containing the glycoprotein miraculin with the unlikely effect that when your taste buds meet this substance, you taste sour foods as they were sweet. That is, your perception of sourness is altered. In certain parts of the world, the substance has been used for quite long, whereas in USA and Europe it has not yet been cleared for use as additive. The berry in itself is allowed, but unfortunately they don't keep for long and are apparently not suited for shipping fresh. However, a freeze dried version made into tablets does exist and this is the version I tried.

There is quite some amount of research on the effect and mechanism of miraculin on our tongue as a google scholar search for "miraculin" reveals. The first scientific report was in Nature as early as in 1968 (correction: first time published in 1965). There is also research indicating that other plants exhibit similar effects, such as curculin from the Curculigo latifolia plant. The miraculin protein structure shown here is taken from the Swiss protein structure homology-modeling service.*

Food Culture Centre for Children Opened in Oslo

First day of September this year Norway saw a new centre for children's food culture located in an old renaissance farm in the middle of Oslo. This is to be a national resource for helping schools and pre-schools to focus on good food and food culture.

In the Norwegian curriculum the subject home economics ("Food and health") is given throughout primary and lower secondary school. Many would say that this subject does not enjoy much credit of being a "serious" subject in competition with mathematics, language, science etc. There does not even exist school books in this subject for primary school pupils(!) and the subject has not enjoyed the benefits of having its own "national centre for education" to support schools and teachers the same way as many other school subjects (e.g. Norwegian Centre for Science Education).

Norwegian Barista Championships 2011. Part 2c - seminar on profile roasting

In this post I summarise the last seminar I attended at the Norwegian Barista Championships this spring. It was hosted by former world champion barista Tim Wendelboe and focussed on coffee roasting. The following is what I understood from this seminar.

Profile roasting, or roasting profile

As a coffee drinker, I find it interesting to get to know the various roasters' profiles, or roasting personalities so to say. I believe each of the four Norwegian roasters I've gotten to know best have their own rather distinct style. The smallest, Madelynn coffee, have a fairly dark roasting profile resulting in more chocolatey and "brown" aromas with less acidity (and perhaps fruitiness) compared to the other "extreme" among the four of Tim Wendelboe. The coffees from Wendelboe seem to me as extremely clean and rich in acidity, but with slender body. Kaffa roasters, on the other hand, are on the lighter side of roasting but with more full-bodied coffees compared to Wendelboe (some of Kaffa's natural/dry processed coffees are among my all time favourites, I must admit). Finally, Solberg & Hansen being by far the largest speciality coffee roaster in Norway, produces such a wide variety of coffees and roasts that the wide variety might be said to constitute their profile, rather than a specific roasting ideal.