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為了探究咖啡豆的產(chǎn)地是否會(huì)對(duì)研磨后顆粒的粒徑分布帶來影響，我們測(cè)試了四款來自不同產(chǎn)地的咖啡豆，它們分別來自危地馬拉，薩爾瓦多，坦桑尼亞和埃塞俄比亞。測(cè)試用的咖啡豆在測(cè)試前七到十六天廠商完成烘焙，以便能在仍然被認(rèn)為是“新鮮烘焙”的時(shí)間內(nèi)有足夠的時(shí)間排氣。 所有的咖啡豆均處于室溫（此處室溫所指為20攝氏度和79％相對(duì)濕度），所有的咖啡豆的密度則均未測(cè)得。在試驗(yàn)的全過程中，所使用的EK43磨豆機(jī)的研磨度始終固定在刻度2.7不變。而在每次測(cè)試中，我們研磨20克咖啡豆，然后每次研磨后讓磨豆機(jī)自然冷卻10分鐘使其重新冷卻至室溫。 
咖啡豆溫度。在研究咖啡豆溫度對(duì)研磨效果的實(shí)驗(yàn)中，我們選擇使用危地馬拉咖啡的原因是這款危地馬拉咖啡正是當(dāng)代精品級(jí)咖啡的典型代表（即它具有酸度，復(fù)雜花香和總體味道的良好平衡）。實(shí)現(xiàn)四個(gè)實(shí)驗(yàn)溫度的方法如下：將20g烘焙后的咖啡豆放入紙杯中，覆蓋，并分別置于液氮、干冰、冷柜和柜臺(tái)頂部（普通環(huán)境）。所有冷卻至0℃以下的樣品表面均無觀察到空氣中水分于其上冷凝的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)品在研磨前均置于各自的實(shí)驗(yàn)溫度環(huán)境中2小時(shí)以保證溫度衡定。一、實(shí)驗(yàn) 研究者們一共做了兩個(gè)主題的實(shí)驗(yàn)： 1）研磨四款來自不同產(chǎn)地的咖啡豆（危地馬拉，薩爾瓦多，坦桑尼亞和埃塞俄比亞）； 2）研磨四個(gè)不同溫度（20℃、-19℃、-79℃和-196℃）的同一款危地馬拉咖啡豆?！ ≈饕膶?shí)驗(yàn)器材是EK43(T)磨豆機(jī)、激光衍射粒徑分析儀。EK的研磨度固定2.7不變?！ ?磨豆機(jī)在正式研磨前預(yù)先啟動(dòng)5秒，咖啡豆從它們的實(shí)驗(yàn)溫度環(huán)境中取出并直接放入豆倉。因?yàn)樵揈K43的額定研磨量為1200-1500克/分鐘，意味著20克咖啡豆暴露于室內(nèi)環(huán)境條件下的時(shí)間不超過1秒。為了防止大氣中的水分在研磨后的咖啡粉表面冷凝，所有研磨后的咖啡顆粒均被立即放入用于激光衍射粒徑分析的樣品小瓶中。與此同時(shí)，將另一組同樣的研磨樣品暴露于環(huán)境濕度中任其自然回復(fù)至室溫作為對(duì)照組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示與那些研磨后立即密封的樣品沒有差別，表明空氣中的水分并不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)造成影響?！ ∥覀兛偣策M(jìn)行三次重復(fù)試驗(yàn)并收集數(shù)據(jù)，同時(shí)每組實(shí)驗(yàn)中的各項(xiàng)試驗(yàn)溫度均可獲得雙份數(shù)據(jù)，由此每項(xiàng)試驗(yàn)溫度統(tǒng)共可產(chǎn)生6組數(shù)據(jù)。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用方差分析以判斷不同產(chǎn)地、加工方法、烘焙過程和烘焙機(jī)的咖啡豆之間顆粒數(shù)量分布的相似之處。該統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果被包含于支持?jǐn)?shù)據(jù)之中以供查閱?！ ? 
最上面一張圖：粒徑分布作為物理顆粒的累計(jì)數(shù)量（藍(lán)色示出）和該數(shù)據(jù)的積分（灰色示出）的應(yīng)變量，99％的顆粒的直徑為70微米或更小。定義細(xì)粉的粒徑在圖中以紫色虛線標(biāo)示。中間與最下方的圖為實(shí)驗(yàn)所測(cè)試的四款咖啡的研磨曲線。顆粒累計(jì)數(shù)量和表面積占比分別以實(shí)線和虛線標(biāo)識(shí)。坦桑尼亞，埃塞俄比亞，薩爾瓦多和危地馬拉的研磨曲線的顏色分別為黑色，紫色，紅色和藍(lán)色。圖中標(biāo)出了i-vi分布峰的對(duì)應(yīng)數(shù)值方便觀察： i - 14.3, ii -27.4, iii - 282.1, iv - 13.0, v - 27.4 and vi - 256.9微米。 為了探究這種轉(zhuǎn)變的可逆性，我們進(jìn)行了相同的室溫條件實(shí)驗(yàn)，不同之處在于實(shí)驗(yàn)所使用的咖啡豆已先被冷卻至液氮溫度然后使之自然恢復(fù)至室溫。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，兩個(gè)樣品之間沒有顯著差異，因此如果確實(shí)存在著一個(gè)轉(zhuǎn)變過程，那么這個(gè)過程是可逆的。鑒于咖啡豆在烘焙之后含水率會(huì)下降至非常低的水平，得出上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論并不令人驚訝：咖啡結(jié)構(gòu)的熱縮與再膨脹對(duì)任一試驗(yàn)組得到的研磨曲線均無重要影響。
上圖：薩爾瓦多咖啡的研磨曲線所體現(xiàn)的與溫度的相關(guān)性（a）：實(shí)驗(yàn)方案中所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)溫度是通過分別研磨經(jīng)過液氮、干冰、冷凍室冷卻的以及普通室溫條件的咖啡豆所實(shí)現(xiàn)。定義細(xì)粒的粒徑已標(biāo)示于圖中，其對(duì)應(yīng)的精確數(shù)值為： -196℃ =61±3微米，-79℃ =63±3微米，-19℃ =73±3微米和20℃ =70±3微米。粒徑數(shù)量分布的峰值（b）：峰值隨著溫度升高而明顯增大的非線性趨勢(shì)。圖中可見其分布的偏斜程度與溫度成反比。從咖啡風(fēng)味的角度來看，由于表面積與體積之比對(duì)小顆粒的重要性越發(fā)顯著，因此這是一個(gè)有利的特性。平均粒徑（d）：其與溫度間不連續(xù)的離散關(guān)系可能指明了咖啡豆在-19℃和室溫之間的轉(zhuǎn)化。二、結(jié)論 1)研磨效果跟咖啡豆的產(chǎn)地、處理方法之間沒什么相關(guān)性； 2)細(xì)粉是研磨過程中必然會(huì)產(chǎn)生的，細(xì)粉雖然占粉堆的體積比例小，但是數(shù)量多，在粉堆的總可接觸表面積比例中占比極大?；谏鲜鲈?，細(xì)粉可能并不像我們以往所認(rèn)為的那樣在沖煮中總是作為負(fù)面因素被考慮。反而細(xì)粉可能是影響我們最終沖煮效果，充分展現(xiàn)風(fēng)味特點(diǎn)的重要因素； 3)特別是在意式咖啡的制作中，需要關(guān)注使細(xì)粉在粉堆中均勻分布； 4)研磨低溫的咖啡豆會(huì)產(chǎn)生更均勻的顆粒分布，并減小顆粒平均尺寸。減小粒徑會(huì)由于增大顆?？偙砻娣e而加快萃取速率，同時(shí)均勻性的增加會(huì)有利于均勻萃取。
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