ओरेगॉन विश्वविद्यालय के रसायनज्ञ क्रिस्टोफर हेंडन को अपनी कॉफ़ी बहुत पसंद है - इतना कि एकदम सही कप बनाने में शामिल सभी कारकों का अध्ययन करना उनके लिए एक महत्वपूर्ण शोध क्षेत्र है। उनकी नवीनतम परियोजना: एक नमूना पेय के माध्यम से बस एक विद्युत प्रवाह भेजकर कॉफ़ी के स्वाद प्रोफ़ाइल को मापने का एक नया तरीका खोजना। परिणाम नेचर कम्युनिकेशंस जर्नल में प्रकाशित एक नए पेपर में दिखाई देते हैं।

हम पिछले कई वर्षों से हेंडन के काम का अनुसरण कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, 2020 में, हेंडन की प्रयोगशाला ने बार-बार एकदम सही कप एस्प्रेसो बनाने के लिए एक गणितीय मॉडल तैयार करने में मदद की, जबकि अपशिष्ट को कम किया गया। एस्प्रेसो में स्वाद लगभग 2,000 विभिन्न यौगिकों से प्राप्त होते हैं जो पकने के दौरान कॉफ़ी के मैदान से निकाले जाते हैं। इसलिए बारिस्टा के लिए एक ही परफेक्ट कप को बार-बार दोहराना चुनौतीपूर्ण हो सकता है।

यही कारण है कि हेंडन और उनके सहयोगियों ने एक अधिक आसानी से मापने योग्य संपत्ति के लिए अपना मॉडल बनाया जिसे निष्कर्षण उपज (EY) के रूप में जाना जाता है: कॉफ़ी का वह अंश जो अंतिम पेय में घुल जाता है। यह, बदले में, पानी के प्रवाह और दबाव को नियंत्रित करने पर निर्भर करता है क्योंकि तरल कॉफ़ी के मैदान के माध्यम से रिसता है। मॉडल इस बात पर आधारित है कि लिथियम आयन बैटरी के इलेक्ट्रोड के माध्यम से कैसे फैलते हैं, जैसे कैफीन अणु कॉफ़ी के मैदान से घुलते हैं।

तीन साल बाद, हेंडन की टीम ने अपना ध्यान इस अध्ययन पर केंद्रित किया कि पहली बार में सूक्ष्म गुच्छे क्यों बनते हैं, विशेष रूप से बहुत महीन पीस स्तरों पर। दोषी है पीसने के दौरान फलियों के बीच फ्रैक्चर और घर्षण से उत्पन्न स्थैतिक बिजली। हेंडन ने सोचा कि उस स्थैतिक को कम करना उन गुच्छों को खत्म करने का एक अच्छा तरीका होगा। तकनीकी शब्द ट्राइबोइलेक्ट्रिसिटी है, जो एक दूसरे के संपर्क में आने के कारण दो अलग-अलग सामग्रियों की सतहों पर विपरीत विद्युत आवेशों के संचय से उत्पन्न होती है।

ज्वालामुखी विस्फोट के दौरान भी इसी तरह का चार्ज निर्माण होता है। इसलिए हेंडन ने ज्वालामुखीविदों जोसेफ डुफेक और जोशुआ मेंडेज़ हार्पर के साथ सहयोग किया, जो उसी स्थानीय कॉफ़ी हाउस में नियमित थे और उन्होंने कॉफ़ी के विज्ञान और ज्वालामुखी राख, मैग्मा और पानी के बीच हड़ताली समानताएं देखी थीं।

उनके प्रयोगों ने पुष्टि की कि पीसने से पहले कॉफ़ी बीन्स में पानी का एक स्प्रे जोड़ने से परिणामी मैदान पर स्थैतिक विद्युत आवेश को काफी कम किया जा सकता है। यह, बदले में, पकने के दौरान गुच्छन को कम करता है, कम अपशिष्ट और एक स्वादिष्ट कप एस्प्रेसो का उत्पादन करने के लिए आवश्यक मजबूत, सुसंगत प्रवाह देता है। अच्छे बारिस्टा पहले से ही पानी की तरकीब का उपयोग करते हैं; इसे रॉस ड्रॉपलेट तकनीक के रूप में जाना जाता है। लेकिन यह पहली बार था जब वैज्ञानिकों ने उस प्रसिद्ध हैक का कठोरता से परीक्षण किया और विभिन्न प्रकार की कॉफ़ी पर वास्तविक चार्ज को मापा।

कॉफ़ी की रासायनिक संरचना के बारे में जानकारी एकत्र करने के मौजूदा तरीके हैं, विशेष रूप से मास स्पेक्ट्रोमेट्री के साथ संयुक्त तरल या गैस क्रोमैटोग्राफी। लेकिन इस तरह के विश्लेषण महंगे और समय लेने वाले होते हैं, और पूर्वानुमानित परिणाम सीमित होते हैं। कैफीन और अन्य अणुओं की एकाग्रता को मापने के लिए इलेक्ट्रोकेमिकल तकनीकें भी हैं, लेकिन इनमें कॉफ़ी की ताकत को ध्यान में नहीं रखा गया है - एक संपत्ति जो कॉफ़ी का कप तैयार करने में जाने वाले सभी चरों द्वारा निर्धारित होती है, जैसे कॉफ़ी और पानी का द्रव्यमान, पीस सेटिंग्स, पानी का तापमान और दबाव, भूनने का रंग, इत्यादि। यह वह जानकारी है जो बारिस्टा के लिए सबसे उपयोगी होने की संभावना है।

कॉफ़ी उद्योग आमतौर पर ताकत निर्धारित करने के लिए कॉफ़ी के अपवर्तनांक को मापने की एक विधि का उपयोग करता है - यानी, प्रकाश तरल के माध्यम से यात्रा करते समय कैसे झुकता है - लेकिन यह समग्र स्वाद प्रोफ़ाइल में भूनने के रंग के योगदान को कैप्चर नहीं करता है। इसलिए इस नवीनतम अध्ययन के लिए, हेंडन ने भूनने के रंग और पेय की ताकत पर ध्यान केंद्रित करने का फैसला किया, दो चर जो अंतिम कप के संवेदी प्रोफ़ाइल को प्रभावित करने की सबसे अधिक संभावना रखते हैं।

उनका समाधान काफी सरल निकला। हेंडन ने एक इलेक्ट्रोकेमिकल उपकरण को पुनर्निर्मित किया जिसे पोटेंशियोस्टेट कहा जाता है, जिसका उपयोग आमतौर पर बैटरी और ईंधन सेल प्रदर्शन का परीक्षण करने के लिए किया जाता है। हेंडन ने इसका उपयोग किया