意式浓缩咖啡是通过先将烘焙过的咖啡豆研磨成谷物来酿造的。然后热水在高压下通过咖啡颗粒床，咖啡颗粒的可溶性成分溶解到水中(萃取)以制作浓缩咖啡。
2020年，研究人员发现研磨得越细的咖啡豆冲泡出的意式浓缩咖啡越淡。如果出于某种原因，咖啡床内存在很少甚至没有提取咖啡的区域，那么这种违反直觉的实验结果是有道理的。当咖啡研磨得更细时，这种不均匀的提取会变得更加明显。
在流体物理学中，哈德斯菲尔德大学的研究人员使用简单的数学模型探索了不均匀咖啡提取的作用。他们将咖啡分成两个区域，以检查不均匀流动是否确实会产生较淡的浓缩咖啡。
模型系统中的一个区域比另一个区域容纳了更紧密堆积的咖啡，这导致了最初的流动阻力差异，因为水流过更紧密堆积的谷物的速度更快。咖啡的提取进一步降低了流动阻力，因为咖啡颗粒在这个过程中损失了大约20%到25%的质量。
“我们的模型表明，由于正反馈回路，流量和提取扩大了两个区域之间流量的初始差异，其中更多的流量导致更多的提取，这反过来又减少了阻力并导致更多的流量，”合著者说威廉·李。“这种效果似乎总是很活跃，直到其中一个地区的所有速溶咖啡都被提取出来，我们才看到实验观察到的提取量随着研磨尺寸的减小而减少。”
研究人员惊讶地发现该模型总是预测咖啡床不同部分的流动不均匀。
“这很重要，因为咖啡的味道取决于萃取程度，”李说。“萃取太少，咖啡的味道就是专家所说的‘欠发达’，或者正如我所描述的：烟熏水。萃取太多，咖啡味道很苦。这些结果表明，即使看起来整体萃取是在适当的水平上，这可能是由于混合了欠发达和苦涩的咖啡。”
了解不均匀萃取的根源并避免或预防它可以通过更有效地使用咖啡来实现更好的酿造和大量节省资金。
“我们的下一步是让模型更逼真，看看我们是否能对这种令人困惑的现象获得更详细的见解，”李说。“一旦实现这一点，我们就可以开始考虑是否有可能改变浓缩咖啡的冲泡方式，以减少不均匀萃取的量。”
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