Có một sự thật được mọi người thừa nhận rằng các khí bị giữ lại trong cafe tươi tạo ra bong bóng trong espresso. Làm chậm dòng chảy và giảm chiết xuất. Điều này giải thích tại sao các shot từ cafe cũ chảy nhanh thì cần cài đặt mịn hơn để đạt được cùng thời gian chiết xuất. Các bong bóng cũng thường được cho là cản trở quá trình tiếp xúc giữa nước và cafe. Đồng thời làm giảm quá trình chiết xuất.

Tuy nhiên, mâu thuẫn với điều này, trong Cẩm nang về độ tươi của SCA, Samo Smrke và các đồng nghiệp đã báo cáo rằng cà phê mới rang thực sự cần được xay mịn hơn một chút. Để đạt được cùng thời gian chiết xuất, so với cafe cũ hơn. Sau thời gian,độ xay cần thiết sẽ trở về mức cũ như chúng ta thường sử dụng. Cafe mới rang có nhiều khí bên trong hơn so với cafe cũ. Do đó có thể tạo ra nhiều bong bóng hơn – nhưng tại quá trình chiết xuất vẫn nhanh?

Để tìm hiểu những gì đang diễn ra. Chúng tôi đã xem xét kỹ lưỡng cách thức bong bóng khí hình thành trong shot espresso. Và đưa ra một số giải thích thay thế cho những thay đổi trong thời gian chiết xuất

Bong bóng có thực sự hình thành bên trong bánh cafe?

Hạt cafe rang hút và chứa khí trong quá trình rang(chủ yếu là CO2). Bên trong cấu trúc tế bào của chúng, được chiết xuất rất nhanh khi tiếp xúc với nước nóng . Những khí này có thể thấy được ở quá trình nở cafe khi pha bằng dụng cụ lọc, vợt hay là lớp vỏ bên trên tách trong cupping và là crema của espresso. Các khí được giải phóng dần dần vào không khí theo thời gian. Điều này giải thích tại sao cà phê cũ ít nở , cupping tạo ra ít vỏ hoặc espresso ko có crema.

Mặc dù chúng ta có thể thấy rõ các bong bóng khi trong crema. Nhưng lại không rõ là liệu bong bóng có xuất hiện bên trong quá trinh chiết xuất hay không? CO2 hòa tan nhiều hơn ở áp suất cao hơn. Do đó, ít nhất một phần khí thoát ra sẽ được hòa tan trong nước có áp suất lớn .

Để xác định xem CO2 có hòa tan hay không. Trước tiên ta cần xác định hàm lượng CO2 sẽ hòa tan bao nhiêu? CO2 của cafe mới rang thay đổi đáng kể tùy thuộc vào kiểu rang, với các giá trị được báo cáo từ 16mg/g. Ngay sau khi xay, khoảng một nửa số đó bị mất. Tùy thuộc vào độ mịn của cà phê. Đối với espresso, sự bay hơi của CO2 này cao hơn do hạt xay mịn hơn, khoảng 8% hoặc thậm chí hơn

Rang sáng màu hơn sẽ chứa ít khí gas hơn. Cẩm nang về độ tươi của cafe đưa ra con số 6-7mg/g cho cafe rang sáng màu. Và báo cáo  rằng số khi bay hơi có thể lên đến 75%. Chúng tôi chọn ước tính  6mg/g cho các tính toán. Tổng cộng là 108mg cho 1 shot 18gr.

Một shot 18gr thông thường sử dụng 70-80ml nước để tạo ra espreso. Một số khí CO2 sẽ xuống tách, một số thì hấp thụ vào bã cafe. Và phần còn lại thì thoát ra ngoài theo ống xả. Chúng tôi sẽ cho rằng tất cả đều tiếp xúc với cà phê. Do đó toàn bộ lượng nước có sẵn để hòa tan CO2 đó.

Độ hòa tan của CO2 trong nước phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất thay đổi trong suốt quá trình. Mặc dù áp suất có thể lên đến 9bar khi vừa chạm đến bánh cafe. Khi cafe được chiết xuất ra, áp suất ở bánh sẽ trở lại bình thường. Do đó áp suất từ cao dần dần bị tụt xuống thấp. Tương tự như nhiệt độ nước đã cài đặt sẵn. Nhưng khi bắt đầu tiếp xúc với bánh cafe thì  nó sẽ dần mất nhiệt .

Trong điều kiện pha cafe, ở quá trình chiết xuất. Khi nước đang đẩy đến giữa bánh cafe thì khoảng 80ml nước có thể hòa tan ~200mg CO2. Gần như đủ để hòa tất cả lượng CO2 trong cafe. Nhưng vào thời điểm espresso chảy qua khỏi bánh cafe, áp suất trở lại bình thường nên chỉ có thể hòa tan được 40mg- do đó,sẽ có bong bóng hình thành ở phần cuối của quá trình chiết xuất, nơi mà espresso bước từ điểm áp suất cao sang áp suất thấp

Bong bóng có cản trở dòng chảy?

Liệu bong bóng có thể chặn các lỗ giữa các hạt cafe. Do đó làm chậm dòng chảy phụ thuộc vào kích thước của chúng. Điều này cũng phụ thuộc vào áp suất. Ở giữa quá trình chiết xuất, áp suất chỉ ở mức 5bar. Bong bóng bị hạn chế chỉ có đường kính 0.4μm, nhỏ hơn kích thước của khoảng cách các hạt cafe. Và do đó chúng không thể cản trở nước

Tuy nhiên, ở áp suất thấp hơn, chẳng hạn như ngay khi bắt đầu quá trình chiết xuất. Hoặc khi qua khỏi bánh cafe, các bong bóng sẽ lớn hơn đáng kể. Điều đó có nghĩa là nó đủ lớn để cản trở dòng chảy trong 1 phần thời gian.

Ngay cả khi bong bóng nhỏ, chúng vẫn có thể ảnh hưởng tổng thể đến độ nhớt của chất lỏng. Bất kỳ bong bóng nào hòa tan cũng sẽ làm cho chất lỏng trở nên nhớt hơn.  Độ nhớt thay đổi dựa trên kích thước bong bóng. Nhưng không dễ để ước tính hiệu ứng thực tế.

Điều gì khác có thể xảy ra?

Dựa theo những con số trên, có vẻ như giả thuyết về bong bóng chặn dòng chảy trong cafe tươi hơn là hợp lý, ngay cả khi điều đó không xảy ra trong suốt quá trình chiết xuất, chỉ xảy ra trong thời gian giới hạn. Tuy nhiên, phải có gì đó xảy ra làm cho shot cafe chảy nhanh hơn đối với cafe tươi

Một lời giải thích khả thi được phát hiện ở tiến sĩ Smrke và cộng sự là cafe họ sử dụng đủ tươi mới rang, cấu trúc của nó còn hơi dẻo, làm ảnh hưởng đến độ xay ( nếu bạn nhau thử một hạt cafe từ máy rang, bạn sẽ thấy nó còn mềm và dẻo) . Trong khi các hạt trong quá trình nghiên cứu của tiến sĩ Smrke ít nhất 1 tiếng sau khi rang, có thể hạt vẫn còn giòn hơn so với phần còn lại.

Khi hạt ít giòn hơn, ví dụ như khi chúng được làm nóng, chúng sẽ tạo ra ít hạt mịn hơn khi xay , điều này sẽ làm cho các shot chiết xấu chảy nhanh hơn, mặc dù nhiều nhà rang đợi khoảng 1 tiếng trước khi xay mẫu. Nhưng có thể tại thời điểm hiện tại này, sự phân bố kích thước xay vẫn bị thay đổi ở các mức nhỏ nhất – tuy không đủ để ảnh hưởng đến cupping nhưng đủ để ảnh hưởng đến thời gian pha espresso.

Sự thay đổi trong phân phối cần thiết để tạo ra sự thay đổi nhỏ trong thời gian pha cũng sẽ rất nhỏ, và do đó rất khó đo lường. Tiến sĩ Smrke có một ý tưởng khác: khí bằng cách nào đó tạo ra nhiều lỗi kênh rãnh hơn. Có thể là khí gây cản trở việc làm ướt bánh cafe và gây ra lỗi kênh rãnh. Tiến sĩ giải thích:” chúng tôi đã quan sát quá trình tương tự như cafe lọc”. Ông ta nhắn mạnh rằng đây chỉ là suy đoán và việc chứng minh rằng điều này xảy ra với espresso là một vấn đề khác. Theo tôi biết không có phương pháp nào tốt để xác định cường độ của kênh rãnh trong một chiết xuất cụ thể.