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スチームミルク、甘味料、その他の調味料は、お気に入りのコーヒーショップに独特の味を与えるものです。しかし、十分な量のエスプレッソがなければ、これらのドリンクは台無しになってしまいます。真のエスプレッソファン、つまり小さな湯気が立つカップから飲む数少ない人は、凡庸なショットと素晴らしいエスプレッソの違いを知っています。完璧なエスプレッソショットを作ることは、多くのバリスタにとって最も重要な目標です。完璧なショットを決めるには多くの練習が必要であり、一種の芸術とみなされます。しかし、科学は、完璧なエスプレッソ ショットを作成する際に働く力を明らかにしました。
英国王立協会オープンサイエンス誌に掲載された2026年の研究では、科学者たちは、コーヒーかすの層を通る水の動きがエスプレッソの品質にどのように影響するかを説明する数学的モデルを開発しました。このモデルは、水が帯水層の堆積物にどのように浸透するか、またはガスがマグマの中をどのように移動するかを説明するために使用される方程式に基づいています。研究者らは、コーヒー粉のサイズがエスプレッソの仕上がりに重要な影響を与えることを発見しました。
完璧なエスプレッソショットを作る
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エスプレッソを作る原理は一見シンプルです。少量の細かく挽いたコーヒーをパックと呼ばれる型に詰め、高圧で熱湯を押し込みます。抽出として知られるこのプロセスでは、水が溶媒として機能し、挽いたコーヒー豆に含まれる油分、酸、糖分を溶解し、エスプレッソに重要なカフェインと特徴的なフレーバーを与えます。
ただし、この一見単純なプロセスを正しく行うには練習が必要です。抽出が少なすぎると圧倒的なショットが得られ、抽出が多すぎると苦くて圧倒的なエスプレッソが生成されます。抽出において適切なバランスを得るには、いくつかの要因が関係します。 1 つ目は水温で、理想的な範囲は華氏 195 度から 205 度です。次に、コーヒーのパックに水が押し出される圧力です。これは通常、約 9 バールまたは 10 バールです (1 バール、つまり約 14.5 psi は、海面の気圧よりわずかに低くなります)。
温度と圧力の設定に加えて、バリスタは、使用するコーヒー粉の量（計量器で計量したドーズ量と呼ばれる）、コーヒーをパックにどれだけ完全かつ均一に叩き込むか、そして最後に使用するコーヒー粉のサイズを変更することもできます。投与量、タンピング、挽きの微調整はエスプレッソの技術の一部ですが、挽いたサイズとそれがパック内での水の移動方法にどのような影響を与えるかは科学です。
細かく挽くと流れが遅くなります
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科学者たちは、さまざまな圧力下で流体が多孔質材料を流れる様子を数学的に表現したフォルヒハイマー方程式を使用して、エスプレッソを作るために加圧水がコーヒーパック内をどのように移動するかのモデルを開発しました。彼らのモデルは、土壌や岩石中の流体の流れを解析するために使用される同様のモデルに基づいていました。その結果、コーヒー粉が大きいとパックの浸透性が高く、水がより速く通過できる一方、コーヒー粉が細かいとその逆になることがわかりました。水がコーヒー粉と接触する時間によって風味が決まり、最適な抽出時間は約 25 ～ 30 秒です。
その後、研究者らはコーヒーのサンプルを使用してモデルを検証しました。彼らは、一般的に使用されるコーヒーグラインダーの設定 1 ～ 11 を使用して、2 種類のコーヒー豆のサンプルを挽きました。次に、高解像度デジタルカメラを使用して各サンプルの粒子サイズを測定しました。次に、研究者らはコーヒーサンプルをパックしてパックを作成し、複数の X 線断面を使用して水がパックの中をどのように移動するかを測定しました。
彼らのテストでは、このモデルがコーヒーかすの中を水がどのように流れるかを正確に記述していることがわかりました。これらの発見は、コーヒー粉のサイズが浸透性と流速にどのように影響するかを示しています。最適な粉のサイズを決定できれば、エスプレッソの完璧なショットの背後にあるパラメーターを調整するのに役立ちます。これは、私たちの多くが理解できることです。
