Chemik Christopher Hendon z University of Oregon uwielbia swoją kawę - tak bardzo, że badanie wszystkich czynników wpływających na przygotowanie idealnej filiżanki stanowi dla niego znaczący obszar badań. Jego najnowszy projekt: odkrycie nowatorskiego sposobu mierzenia profilu smakowego kawy po prostu przez przepuszczenie prądu elektrycznego przez próbkę napoju. Wyniki ukazały się w nowym artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature Communications.

Śledzimy prace Hendona od kilku lat. Na przykład w 2020 roku laboratorium Hendona pomogło opracować model matematyczny do parzenia idealnego espresso za każdym razem, przy minimalizacji odpadów. Smaki w espresso pochodzą z około 2000 różnych związków ekstrahowanych z fusów kawy podczas parzenia. Dlatego baristom może być trudno odtworzyć tę samą idealną filiżankę za każdym razem.

Dlatego Hendon i jego współpracownicy zbudowali swój model dla łatwiej mierzalnej właściwości znanej jako wydajność ekstrakcji (EY): frakcji kawy, która rozpuszcza się w końcowym napoju. To z kolei zależy od kontrolowania przepływu wody i ciśnienia, gdy płyn przesącza się przez fusy. Model opiera się na tym, jak jony litu propagują się przez elektrody baterii, podobnie jak cząsteczki kofeiny rozpuszczają się z fusów.

Trzy lata później zespół Hendona skupił się na badaniu, dlaczego w ogóle tworzą się mikroskopijne grudki, szczególnie przy bardzo drobnym mieleniu. Winowajcą jest elektryczność statyczna powstająca w wyniku pękania i tarcia między ziarnami podczas mielenia. Hendon pomyślał, że zmniejszenie tej statyki byłoby dobrym sposobem na wyeliminowanie grudek. Termin techniczny to triboelektryczność, która powstaje w wyniku gromadzenia się przeciwnych ładunków elektrycznych na powierzchniach dwóch różnych materiałów w wyniku kontaktu ze sobą.

Podobne gromadzenie się ładunku występuje również podczas erupcji wulkanicznych. Dlatego Hendon współpracował z wulkanologami Josefem Dufkiem i Joshuą Méndezem Harperem, którzy byli stałymi bywalcami tej samej lokalnej kawiarni i zauważyli uderzające podobieństwa między nauką o kawie a pióropuszami popiołu wulkanicznego, magmy i wody.

Ich eksperymenty potwierdziły, że dodanie jednego psiknięcia wody do ziaren kawy przed mieleniem może znacznie zmniejszyć ładunek elektrostatyczny na powstałych fusach. To z kolei zmniejsza zlepianie się podczas parzenia, dając mniej odpadów oraz silny, stały przepływ potrzebny do uzyskania smacznej filiżanki espresso. Dobrzy bariści już stosują tę sztuczkę z wodą; znana jest jako technika kropli Rossa. Ale to był pierwszy raz, kiedy naukowcy rygorystycznie przetestowali ten dobrze znany trik i zmierzyli rzeczywisty ładunek na różnych rodzajach kawy.

Istnieją istniejące metody zbierania informacji o składzie chemicznym kawy, przede wszystkim chromatografia cieczowa lub gazowa połączona ze spektrometrią mas. Ale tego rodzaju analizy są drogie i czasochłonne, a wyniki predykcyjne są ograniczone. Istnieją również techniki elektrochemiczne do pomiaru stężenia kofeiny i innych cząsteczek, ale nie uwzględniają one mocy kawy - właściwości określanej przez wszystkie zmienne wpływające na przygotowanie filiżanki kawy, takie jak masa kawy i wody, ustawienia mielenia, temperatura i ciśnienie wody, stopień palenia i tak dalej. To właśnie informacje najbardziej przydatne dla baristów.

Przemysł kawowy zazwyczaj używa metody pomiaru współczynnika załamania światła kawy - tj. jak światło załamuje się podczas przechodzenia przez płyn - do określenia mocy, ale nie oddaje ona wkładu stopnia palenia w ogólny profil smakowy. Dlatego w tym najnowszym badaniu Hendon postanowił skupić się na stopniu palenia i mocy napoju, dwóch zmiennych, które najprawdopodobniej wpływają na profil sensoryczny końcowej filiżanki.

Jego rozwiązanie okazało się dość proste. Hendon zaadaptował narzędzie elektrochemiczne zwane potencjostatem, zwykle używane do testowania wydajności baterii i ogniw paliwowych. Hendon użył