俄勒冈大学的化学家克里斯托弗·亨登热爱咖啡——爱到研究所有影响完美一杯的因素成了他的一大研究方向。他的最新项目:通过向一杯样品咖啡中通入电流,找到一种测量咖啡风味特征的新方法。结果发表在《自然·通讯》期刊上的一篇新论文中。
我们关注亨登的工作已有数年。例如,2020年,亨登的实验室帮助设计了一个数学模型,用于反复冲泡完美的浓缩咖啡,同时减少浪费。浓缩咖啡的风味来自冲泡过程中从咖啡粉中提取的大约2000种不同化合物。因此,咖啡师要反复复制同一杯完美咖啡颇具挑战。
这就是亨登及其同事建立模型的原因,该模型针对一个更易测量的属性——萃取率(EY):溶解到最终饮品中的咖啡比例。这反过来取决于控制水流和压力,使液体渗透咖啡粉。该模型基于锂离子在电池电极中传播的方式,类似于咖啡因分子从咖啡粉中溶解。
三年后,亨登团队转而研究微观团块最初形成的原因,尤其是在极细研磨度下。罪魁祸首是研磨过程中豆子破裂和摩擦产生的静电。亨登认为减少静电是消除这些团块的好方法。专业术语是摩擦起电,由两种不同材料表面因接触而积累相反电荷引起。
类似的电荷积累也发生在火山喷发中。因此,亨登与火山学家约瑟夫·杜菲克和约书亚·门德斯·哈珀合作,他们常去同一家当地咖啡馆,并注意到咖啡科学与火山灰、岩浆和水的羽流之间有惊人的相似之处。
他们的实验证实,在研磨前向咖啡豆中喷入少量水,可以显著减少所得咖啡粉上的静电荷。这反过来减少了冲泡过程中的结块,减少了浪费,并产生了制作美味浓缩咖啡所需的强劲、一致的流动。优秀的咖啡师已经采用了这种加水技巧;它被称为罗斯液滴技术。但这是科学家首次严格测试这一知名技巧,并测量不同类型咖啡的实际电荷。
现有收集咖啡化学成分信息的方法,最著名的是液相或气相色谱结合质谱法。但这些分析昂贵且耗时,预测结果有限。还有电化学技术用于测量咖啡因和其他分子的浓度,但这些技术没有考虑咖啡强度——这是由准备一杯咖啡的所有变量决定的属性,如咖啡和水的质量、研磨设置、水温和压力、烘焙颜色等。这些信息可能对咖啡师最有帮助。
咖啡行业通常使用测量咖啡折射率的方法——即光通过液体时的弯曲程度——来确定强度,但它没有捕捉烘焙颜色对整体风味特征的贡献。因此,在这项最新研究中,亨登决定专注于烘焙颜色和饮料强度,这两个最可能影响最终一杯感官特征的变量。
他的解决方案结果非常简单。亨登重新利用了一种称为恒电位仪的电化学工具,通常用于测试电池和燃料电池性能。亨登使用