オレゴン大学の化学者クリストファー・ヘンドンはコーヒーが大好きだ。完璧な一杯を作るためのすべての要素を研究することは、彼にとって重要な研究分野となっている。彼の最新プロジェクトは、コーヒーサンプルに電流を流すだけで風味プロファイルを測定する新しい方法を発見することだ。その結果は、Nature Communications誌に掲載された新しい論文で発表されている。

私たちは数年前からヘンドンの研究を追跡している。例えば2020年、ヘンドンの研究室は、無駄を最小限に抑えながら完璧なエスプレッソを繰り返し淹れるための数学的モデルの開発を支援した。エスプレッソの風味は、抽出中にコーヒー粉から抽出される約2000種類の化合物に由来する。そのため、バリスタが同じ完璧な一杯を何度も再現するのは難しい。

そこでヘンドンと同僚たちは、抽出収率（EY）と呼ばれるより測定しやすい特性のモデルを構築した。EYは最終的な飲料に溶け出すコーヒーの割合である。これは、液体がコーヒー粉を通り抜ける際の水流と圧力の制御に依存する。このモデルは、リチウムイオンがバッテリーの電極を伝播する方法に基づいており、カフェイン分子がコーヒー粉から溶け出す方法と似ている。

3年後、ヘンドンのチームは、特に非常に細かい挽き目で微細な塊が最初に形成される理由の研究に取り組んだ。原因は、挽く際の豆の破砕と摩擦から生じる静電気だった。ヘンドンは、その静電気を減らすことが塊をなくす良い方法だと考えた。専門用語では摩擦帯電と呼ばれ、異なる材料の表面が接触することで反対の電荷が蓄積される現象である。

同様の電荷の蓄積は火山噴火でも発生する。そこでヘンドンは、同じ地元のコーヒーハウスの常連で、コーヒーと火山灰、マグマ、水のプルームの科学に顕著な類似点があることに気づいていた火山学者のヨーゼフ・デュフェクとジョシュア・メンデス・ハーパーと協力した。

彼らの実験により、挽く前にコーヒー豆に水を1回スプレーするだけで、得られる粉の静電気を大幅に減らせることを確認した。これにより、抽出中の塊が減り、無駄が減り、おいしいエスプレッソを淹れるのに必要な強く安定した流れが得られる。優秀なバリスタはすでにこの水のトリックを使用している。ロス液滴法として知られている。しかし、科学者がこのよく知られたハックを厳密にテストし、異なる種類のコーヒーの実際の電荷を測定したのはこれが初めてだった。

コーヒーの化学組成に関する情報を収集する既存の方法としては、液体またはガスクロマトグラフィーと質量分析の組み合わせが最も有名である。しかし、これらの分析は高価で時間がかかり、予測結果は限られている。また、カフェインや他の分子の濃度を測定する電気化学的手法もあるが、これらはコーヒーの強度を考慮していない。強度は、コーヒーと水の質量、挽き設定、水温と圧力、焙煎色など、コーヒーを準備する際のすべての変数によって決まる特性である。この情報はバリスタにとって最も役立つ可能性が高い。

コーヒー業界では通常、コーヒーの屈折率（光が液体を通過する際の曲がり方）を測定して強度を決定する方法を使用しているが、焙煎色が全体的な風味プロファイルに与える影響は捉えられない。そこで今回の研究では、ヘンドンは最終的な一杯の感覚プロファイルに最も影響を与える可能性が高い2つの変数、焙煎色と飲料強度に焦点を当てることにした。

彼の解決策は非常にシンプルだった。ヘンドンは、通常はバッテリーや燃料電池の性能試験に使用されるポテンショスタットと呼ばれる電気化学ツールを流用した。ヘンドンはこれを使って