Влияет ли жёсткость воды на вкус кофе?

На вкус кофе могут влиять разные факторы: сорт, помол, обжарка, время приготовления и прочее. А вот может ли повлиять на вкус жесткость воды? Чтобы ответить на этот вопрос, давайте разбираться по порядку.

Что такое жесткость воды?

Жесткость напитка определяется  количеством в воде солей жесткости, главным образом кальция и магния. Так, вода с большим содержанием солей называется жесткой, а с малым — мягкой. 

Впервые жесткость воды начали связывать с эффектом воздействия воды на мыло. При попытке растворить мыло в жесткой воде, пена не появлялась. Это происходит потому, что анионы жирных кислот мыла соединяются с катионами кальция и магния жесткой воды. Реакция образует в воде нерастворимые соединения, что и затрудняет мытье. В то же время люди заметили, что иногда кипячение воды перед использованием делает ее менее жесткой. 

Жесткость, которая может быть уменьшена кипячением, называется временной, или карбонатной, а независящая от времени кипячения воды – постоянной, или некарбонатной жесткостью. Эти определения легко запомнить, но чтобы действительно понять, что происходит, нужно узнать немного о минералах, содержащихся в воде. 

Какую роли играют ионы?

Каждый растворимый микроэлемент состоит из ионов, которые являются частицами с электрическим зарядом. Твердые минералы имеют одинаковое количество положительных и отрицательных зарядов и нейтрализуют друг друга. Например, поваренная соль, хлорид натрия, состоит из равных частей положительно заряженного натрия (Na+), и отрицательно заряженных частиц хлорида (Cl–). Когда минералы растворяются в воде, ионы распадаются и распространяются в жидкости. В твердой поваренной соли натрий и хлорид тесно связаны друг с другом. При растворении в воде они разделяются на ионы натрия (Na+)  и хлорид-ионы (Cl–).

Жесткость воды зависит от нахождения в составе минерала, имеющего более одного положительно заряженного иона. Высокая зарядность иона это именно то, о чем мы говорили выше при контакте с мылом — это же свойство помогает «вытягивать» вкус из кофе.

Жесткость питьевой воды практически полностью зависит от содержания кальция (Ca2+)  и магния (Mg2+). Они оба имеют положительные заряды, и ведут себя очень похоже, поэтому могут считаться взаимозаменяемыми, когда мы говорим о жесткости. 

Постоянная и временная жесткость

Постоянная жесткость, или ПЖ - это концентрация положительно заряженных ионов кальция и магния, содержащихся в воде. Электрический заряд этих ионов помогает экстракции вкусовых молекул, поэтому ПЖ можно считать индикатором степени экстракционной способности воды. Теперь вспомним, что каждый положительно заряженный ион в минерале должен быть соединен с отрицательно заряженным ионом. В воде эту роль исполняет гидрокарбонат (HCO3–). Когда вы кипятите воду, содержащую гидрокарбонат, он вступает в реакцию с кальцием и натрием, образуя накипь. Это то, что называется временной жесткостью – состояние до кипячения воды, после которого образуется накипь (карбонат кальция), оседающий на дне. Постоянная жесткость – это концентрация кальция и магния, а также отсутствие гидрокарбоната и реакции с ним.

Временная и постоянная жесткость

• Показатель общей жесткость равен 2, потому что мы имеем 2 ед. кальция/магния (выделены красным). 
• Показатель временной жесткости равен 1, так как 1ед. гидрокарбоната связывается с 1ед. кальция/магния, образуя твердый осадок. 
• Остальные ед. кальция и магния являются показателями постоянной жесткости, так как не исчезают в процессе кипячения воды.
• Остальные положительные и негативные ионы минералов выделены серым цветом.

Измерение жесткости воды

Когда мы измеряем жесткость воды, мы обычно используем два параметра: ПЖ, и КЖ. ПЖ – постоянная, или же некарбонатная жесткость, показывает общее количество ионов кальция и магния. КЖ – карбонатная, или временная жесткость – та, при которой ионы кальция и магния связываются с гидрокарбонатом, и образуют осадок.

Обычный тест КЖ, по сути, измеряет не действительную временную жесткость, а количество бикарбонатов в воде. Такой показатель также называют щелочностью, и он очень важен, так как снижает кислотность кофе и делает его менее горьким. Но слишком высокая щелочность сделает вкус напитка довольно «плоским». В нашем примере щелочность совпадает с показателем КЖ, так как в составе имеется достаточно кальция и магния для реакции с гидрокарбонатом и образования осадка. Ситуация схожа на примере природной питьевой воды – щелочность и карбонатная жесткость зачастую тождественны. 

В некоторых случаях количество гидрокарбоната может превышать количество кальция и магния. Это происходит в 2-х случаях:

• когда вода была искусственно смягчена
• в питьевую воду попадает соль. 

Концентрации кальция и магния может просто не хватить для реакции со всем гидрокарбонатом. Если подобную воду вскипятить, вся жесткость будет снижена: показатель временной жесткости будет равен общей жесткости, а постоянная жесткость и вовсе исчезнет. Согласно данному примеру, число, полученное при тесте КЖ, будет показателем щелочности, а не временной жесткости.

Когда щелочность выше, чем общая жесткость, вся жесткость становится временной (карбонатной). В этом случае щелочность никак не влияет на жесткость. В левой части схемы мы видим 2 ед. щелочности и 1 ед. жесткости, но в процессе кипячения в воде остается 1 ед. гидрокарбоната, не влияющая на жесткость, т.к кальций и магний связываются со 2ой ед. гидрокарбоната, формируя твердый осадок (накипь).

Данный случай достаточно редок для водопроводной воды, поэтому можно не обращать на него внимания при тесте. Для большинства видов питьевой воды действуют следующие правила: 

КЖ = щелочность = постоянная жесткость. 

ПЖ = ОЖ(общая жесткость) - КЖ.

Подводя итог, отметить 3 важных показателя свойств воды, которые фигурируют в процессе приготовления кофе: 

• Общая жесткость воды способствует экстракции вкуса из кофе. 
• Временная жесткость определяет, как быстро будет образовываться накипь, что будет влиять на работу машины. 
• Щелочность воды отвечает за снижение кислотности напитка.
• Теперь, когда вы знаете, чем отличаются временная и постоянная жесткость и как они могут влиять на вкус любимого напитка, вы можете без труда приготовить отменный кофе с ярким вкусом!

Оригинал