Il chimico Christopher Hendon dell'Università dell'Oregon ama il suo caffè - così tanto che studiare tutti i fattori che contribuiscono a creare la tazza perfetta costituisce per lui un'area di ricerca significativa. Il suo ultimo progetto: scoprire un nuovo metodo per misurare il profilo aromatico del caffè semplicemente inviando una corrente elettrica attraverso un campione di bevanda. I risultati appaiono in un nuovo articolo pubblicato sulla rivista Nature Communications.

Seguiamo il lavoro di Hendon da diversi anni. Per esempio, nel 2020, il suo laboratorio ha contribuito a ideare un modello matematico per preparare la tazza di espresso perfetta, ripetutamente, riducendo al minimo gli sprechi. I sapori dell'espresso derivano da circa 2.000 diversi composti che vengono estratti dai fondi di caffè durante l'estrazione. Quindi può essere impegnativo per i baristi riprodurre la stessa tazza perfetta più e più volte.

Ecco perché Hendon e i suoi colleghi hanno costruito il loro modello per una proprietà più facilmente misurabile nota come resa di estrazione (EY): la frazione di caffè che si dissolve nella bevanda finale. Questo, a sua volta, dipende dal controllo del flusso d'acqua e della pressione mentre il liquido filtra attraverso i fondi di caffè. Il modello si basa su come gli ioni di litio si propagano attraverso gli elettrodi di una batteria, simile a come le molecole di caffeina si dissolvono dai fondi di caffè.

Tre anni dopo, il team di Hendon ha rivolto la sua attenzione allo studio del perché si formano i grumi microscopici, in particolare a livelli di macinatura molto fini. Il colpevole è l'elettricità statica che deriva dalla frattura e dall'attrito tra i chicchi durante la macinatura. Hendon ha pensato che ridurre quella statica sarebbe stato un buon modo per eliminare quei grumi. Il termine tecnico è triboelettricità, che deriva dall'accumulo di cariche elettriche opposte sulle superfici di due materiali diversi a causa del contatto tra loro.

Un accumulo di carica simile si verifica anche durante le eruzioni vulcaniche. Così Hendon ha collaborato con i vulcanologi Josef Dufek e Joshua Méndez Harper, che erano clienti abituali della stessa caffetteria locale e avevano notato sorprendenti somiglianze tra la scienza del caffè e i pennacchi di cenere vulcanica, magma e acqua.

I loro esperimenti hanno confermato che aggiungere un solo spruzzo d'acqua ai chicchi di caffè prima della macinatura può ridurre significativamente la carica elettrostatica sui fondi risultanti. Questo, a sua volta, riduce la formazione di grumi durante l'estrazione, producendo meno sprechi e il flusso forte e costante necessario per ottenere una tazza di espresso gustosa. I bravi baristi usano già il trucco dell'acqua; è noto come tecnica della goccia di Ross. Ma questa era la prima volta che gli scienziati testavano rigorosamente quel noto trucco e misuravano la carica effettiva su diversi tipi di caffè.

Esistono metodi consolidati per raccogliere informazioni sulla composizione chimica del caffè, in particolare la cromatografia liquida o gassosa combinata con la spettrometria di massa. Ma questi tipi di analisi sono costosi e richiedono tempo, e i risultati predittivi sono limitati. Esistono anche tecniche elettrochimiche per misurare la concentrazione di caffeina e altre molecole, ma queste non hanno tenuto conto della forza del caffè - una proprietà determinata da tutte le variabili che entrano nella preparazione di una tazza di caffè, come le masse di caffè e acqua, le impostazioni di macinatura, la temperatura e la pressione dell'acqua, il colore della tostatura e così via. Sono queste le informazioni che probabilmente sarebbero più utili ai baristi.

L'industria del caffè utilizza tipicamente un metodo per misurare l'indice di rifrazione del caffè - cioè come la luce si piega mentre viaggia attraverso il liquido - per determinare la forza, ma non cattura il contributo del colore della tostatura al profilo aromatico complessivo. Quindi per questo ultimo studio, Hendon ha deciso di concentrarsi sul colore della tostatura e sulla forza della bevanda, le due variabili che più probabilmente influenzano il profilo sensoriale della tazza finale.

La sua soluzione si è rivelata piuttosto semplice. Hendon ha riadattato uno strumento elettrochimico chiamato potenziostato, tipicamente usato per testare le prestazioni di batterie e celle a combustibile. Hendon ha usato il