扇形濾杯PK錐形濾杯 | 誰做的咖啡更好喝？實驗結(jié)果令人驚訝！

cription-url="http://m.puruisaisi.cn/file/upload/202208/03/192003201.png" src="http://m.puruisaisi.cn/file/upload/202208/03/192003201.png" style="box-sizing: border-box !important;overflow-wrap: break-word !important;visibility: visible !important;width: 677px !important;" />—— 本文最先刊登在SCA網(wǎng)站 ——在一個擠滿咖啡愛好者的房間里要想引發(fā)一場激烈的爭論，最好的方法之一就是問一個簡單的問題：滴濾咖啡用什么形狀的濾杯最好?SCOTT FROST博士、JEAN-XAVIER GUINARD教授和WILLIAM D. RISTENPART教授分享了與SCA和Breville公司合作進行的一個研究項目的早期成果。滴濾咖啡都需要一個濾杯，要么是錐形要么是平底扇形。錐形濾杯粉絲們稱錐形濾杯提高流過咖啡粉床的流量，增加萃取均勻度，相應(yīng)地改善口味。令人困惑的是喜歡平底扇形濾杯的人會說平底扇形濾杯也有同樣的好處。支持一種觀點或另一種觀點的證據(jù)往往涉及個人的口味。到目前為止，對此爭論缺少的是科學(xué)數(shù)據(jù)。2017年，SCA要求加州大學(xué)戴維斯咖啡中心(University of California Davis Coffee Center)開展研究，旨在更新傳統(tǒng)滴濾咖啡萃取控制表（ brewing control chart）。這項研究正在進行中(取得了令人興奮的初步結(jié)果)。我們也決定嘗試著解決有關(guān)錐形濾杯和平底濾杯的爭論。我們很幸運地與Breville Corporation合作，Breville Corporation滴濾機其特點是可以輕松地更換錐形濾杯和平底扇形濾杯。我們實驗的思路是在保持所有其他沖煮變量不變(烘焙度、水溫、流速等)的情況下評估濾杯形狀對咖啡風味的影響。設(shè)計實驗回答“哪種形狀的濾杯更好?”你首先要回答這個問題:“二者有區(qū)別嗎?”為了確定是否存在差異，我們首先使用了“辨別測試”，也稱為“三角杯測”。在這個測試中，一名測試小組成員將得到三杯咖啡，其中兩杯是相同的，另一杯是不同的。小組成員要找出不同的那杯咖啡。由于每個小組成員都有三分之一的機會僅憑運氣就能猜對，所以我們需要33%以上的小組成員能正確地識別出那杯不同的咖啡。如果這個前提沒有達成，那么就證明兩個不同形狀的濾杯沒有任何實質(zhì)的區(qū)別。我們招募了45名非專家小組成員來品嘗在加州大學(xué)戴維斯咖啡中心感官實驗室里滴濾好的咖啡。實驗室分成小隔間將測試者隔離開，測試方式是盲測，室內(nèi)設(shè)有紅燈用來減少基于咖啡顏色深淺的預(yù)判偏差。在三角形測試中，我們使用了所謂的“2×2”階乘設(shè)計，使用了兩種形狀的濾杯和兩種不同的研磨度(中度和中細)。這是“析因設(shè)計”的一種方式（析因設(shè)計（factorial design）是實驗設(shè)計的一種。指以多因素（兩個或兩個以上）為研究對象，探求各因素的主效應(yīng)和因素間的交互效應(yīng)）我們進行了六組不同的三角形杯測，測試所有可能的組合（濾杯形狀+研磨度(表1)）。另外單獨一組測試是濾杯形狀和烘焙度的組合（兩種烘焙度：深，淺）。測試的重點是確定濾杯形狀和研磨粗細的相互影響。實驗中最具挑戰(zhàn)性的一個問題是準備細節(jié)，因為三角杯測的后勤準備工作非常重要。例如，如果有兩杯咖啡比第三杯咖啡溫度高，那么小組測試成員只是在區(qū)別溫差而不是味覺上的差別，所以我們必須制定出程序，在完全相同的溫度下，提供不同的咖啡。同樣，我們發(fā)現(xiàn)我們必須將“倒注水高度”規(guī)定好，因為我們的一些志愿者注水高度高于其他人，由此產(chǎn)生了咖啡表面泡沫的差異，測試者僅僅通過視覺觀察就可以看出咖啡之間的不同之處。我們花了相當多的時間來研究這些細節(jié)，以確保實驗的嚴謹性。計算結(jié)果我們的努力是值得的，因為我們獲得了令人興奮的(而且違反直覺的)結(jié)果，總結(jié)在表1中。關(guān)注第一行，我們看到，當比較錐形濾杯和平底扇形濾杯的形狀時，都使用了中等研磨度，45名小組測試成員中有25人正確識別出了那杯不同的咖啡。（之前我們我們預(yù)計小組成員中有三分之一的人（15人）僅僅靠運氣就能答對）。表1現(xiàn)在的問題重點是：這25人是不是靠運氣猜對的。為了回答這個問題，我們使用了所謂的“二項概率分布”。二項概率分布伯努利試驗設(shè)試驗E只可能有兩種結(jié)果：“A”和“非A”,則稱試驗E為伯努利試驗例如拋硬幣其結(jié)果可有兩個若“A”表示得到正面則“非A”表示得到反面(如前文所述，在本次實驗中，“硬幣”正面朝上的概率為33%，即45人中有15人憑運氣就可以猜出哪杯是不同的咖啡)將E獨立的重復(fù)地進行n次,則稱這一串重復(fù)的獨立試驗為n重伯努利試驗二項分布亦稱“伯努利分布”.設(shè)將一伯努利試驗重復(fù)了n次,在這n次試驗中成功次數(shù)x,x為隨機變量,稱為二次隨機變量,其分布稱為二項分布.假設(shè)每次成功的概率為p,則在n次試驗中成功k次的概率為 p(x=k)=Cnk Pk(1-p)n-k (0≤k≤n)利用這個分布，我們能夠計算出25位小組成員僅僅靠隨機運氣得到正確答案的概率或“p值”。這里的p值是0.004，這意味著如果我們重復(fù)實驗1000次，25個小組成員在這1000個實驗中只有4人可以正確找到那杯不同的咖啡。這個分布概率推斷這不太可能!換句話說，這25人不是僥幸地找到那杯不同的咖啡，咖啡風味（從統(tǒng)計學(xué)角度看）上有顯著的可察覺的差異。我們觀察到一個類似的結(jié)果，對于使用錐形濾杯和平底扇形濾杯沖煮更細研磨度的咖啡，測試小組成員中有23人可以找出那杯不同的咖啡(p值為0.024)。因此，對于所有認為濾杯形狀會影響咖啡口感的咖啡愛好者來說，我們的數(shù)據(jù)表明他們的這個論點是絕對成立的。然而，令人驚訝的是三角杯測也顯示，這些非專家小組測試成員無法區(qū)分研磨度粗細（對風味影響）的差異。表1的第3行和第4行顯示了同樣形狀濾杯但不同研磨度的三角杯測結(jié)果。使用平底扇形濾杯時，只有18名小組成員找出了不同的咖啡;而在使用錐形濾杯時也才有15人識別出不同的咖啡。這個概率非常低。我們的“中等研磨”的粒度為1065微米，而我們的“中細研磨”的粒度為799微米，大小相差25%。對于那些認為精確控制咖啡研磨大小的極端重要的咖啡愛好者來說，事實證明——至少對于滴濾咖啡來說——普通人分辨不出兩者之間的區(qū)別(至少需要超過這個研磨度大小的范圍)。上面描述的三角杯測顯示出了明顯的區(qū)別，但是它們沒有說明區(qū)別是什么。為了解決這個問題，我們接下來進行了一系列詳細的“感官描述”實驗（sensory descriptive experiments）。在這種類型的測試中，我們請訓(xùn)練有素的專家小組成員評估各種味道屬性的強度，如“煙熏味”、“柑橘味”、“苦味”等。我們也邀請了表現(xiàn)最好的非專家小組成員(那些在三角杯測中表現(xiàn)最好的人）加入我們的專家小組。我們對他們進行了感官校正。然后，我們讓他們評估來自8種不同設(shè)計組合（“2×2×2”階乘設(shè)計:2種濾杯形狀，2種研磨度，2種烘焙度）的26種不同的風味屬性（flavor attributes）。專家小組盲測了了每種組合，并提供了26種風味屬性的先后排名。12名專家小組成員，每個人品測26個風味屬性，8個不同的組合，重復(fù)3次，得到12×26×8×3 = 7,488個個體數(shù)據(jù)點。不用說采集這么大的數(shù)據(jù)集很有挑戰(zhàn)性。圖2中提供了一個圖像摘要，展示了所謂的“主成分分析”。這是一種先進的統(tǒng)計技術(shù)，用于獲取大量數(shù)據(jù)集，并將其縮減為最有意義的“主成分”，以幫助確定小組中哪些人的感官最不相似或最相似。圖2圖2為主成分分析圖，將最相似的統(tǒng)計結(jié)果分組在一起。從這里，我們可以看出最大的區(qū)別是淺烘焙和深烘焙之間的區(qū)別，而且濾杯的形狀也對差異發(fā)生了實質(zhì)作用。圖3:概述了每個分組的風味屬性。錐形濾杯的淺烘焙咖啡帶有酸感，柑橘和漿果的味道;風味描述中有葡萄干、干果和甜美的花香。從上圖中可以得到一些有用的信息。首先，不出意料的是，淺烘焙和深烘焙之間存在著很大的風味差異。更有趣的是，我們發(fā)現(xiàn)對于給定的烘焙度(例如，左邊的淺烘焙)濾杯形狀也產(chǎn)生了有意義的差異。平底濾杯有更多的干果、甜感和花香，而錐形濾杯則有更多的柑橘、漿果和酸感。同樣的，濾杯的形狀也影響了深烘焙，平底濾杯產(chǎn)生了更明顯的巧克力、可可和木質(zhì)口味，而錐形濾杯則產(chǎn)生了更強烈的苦味。哪個形狀的濾杯最好?這是一個關(guān)鍵點，讓我們重申一下:使用完全相同的咖啡，相同的水，相同的溫度，相同的流量，我們能夠通過改變?yōu)V杯形狀（以一種非常明顯的，統(tǒng)計上顯著的方式）改變咖啡的風味。在證明了存在差異以及差異是什么之后，最后一個問題是“為什么存在差異?”濾杯的形狀會影響液體流過咖啡粉床的方式，從而改變分子從固體（咖啡顆粒）中被萃取及進入液體的“質(zhì)量傳遞”過程。這個過程的基本細節(jié)是復(fù)雜的;加州大學(xué)戴維斯咖啡中心(UC Davis Coffee Center)正在積極深入地研究這一點。對于:“哪種形狀的濾杯是“最好的”?答案應(yīng)該是：最適合你的口味的沖煮方式就是“最好的”，這取決于每個人的決定。（這個結(jié)論結(jié)論似乎一萬年前，所有的人都知道）不過，至少，下次有人開始討論平底濾杯和錐形濾杯的優(yōu)缺時，您可以使用本文中的數(shù)據(jù)來闡明這場爭論。全文完看的懂的看不懂的，動動手指分享到朋友圈好東西，就是要分享！也歡迎留言！