امواج فراصوت جای آب جوش را گرفتند؛ تهیه اسپرسو بدون حرارت
پژوهشگران با استفاده از امواج فراصوت و بدون نیاز به آب داغ، موفق شدهاند قهوهای با ویژگیهای شیمیایی و طعمی مشابه اسپرسوی معمولی تولید کنند.
به گزارش دیدبان ایران، اگر طرفدار قهوه باشید، احتمالاً میدانید برای تهیه اسپرسو استاندارد به سه عنصر اصلی نیاز است: قهوه آسیابشده، دستگاهی که بتواند فشار لازم را ایجاد کند و آب داغ با دمایی در حدود ۹۰ تا ۹۶ درجه سانتیگراد. اما پژوهشگران اکنون نشان دادهاند که شاید بتوان یکی از مهمترین بخشهای این فرایند، یعنی گرم کردن آب را کنار گذاشت.
بهگزارش وایرد، گروهی از پژوهشگران دانشگاه نیوساوتولز استرالیا به رهبری فرانسیسکو تروخیو، پژوهشگر کلمبیایی، روشی جدید برای تهیه قهوه ابداع کردهاند که آن را اسپرسوی فراصوت مینامند. در این روش، به جای استفاده از گرما، امواج صوتی با فرکانس بالا مسئول استخراج ترکیبات طعمدهنده، روغنها، عطر و کافئین از دانههای آسیابشده قهوه میشوند.
تهیه نوشیدنی با روش ابداعی پژوهشگران نسبت به اسپرسوی معمولی زمان بیشتری میبرد (حدود سه دقیقه)، درحالیکه دستگاههای اسپرسوساز متداول نوشیدنی را در حدود ۳۰ ثانیه آماده میکنند؛ اما مصرف انرژی آن بسیار کمتر است. اندازهگیریهای پژوهشگران نشان میدهد این روش حدود ۷۵ درصد انرژی کمتری نسبت به دستگاههای اسپرسوساز رایج مصرف میکند و همین مزیت میتواند برای کافهها، رستورانها و بهویژه شرکتهایی که قهوه را در مقیاس صنعتی و برای تولید نوشیدنیهای آماده مصرف تهیه میکنند، اهمیت زیادی داشته باشد.
در سامانه آزمایشی ساخت پژوهشگران، امواج فراصوت مستقیماً به محفظه حاوی پودر قهوه و آب در دمای اتاق ارسال میشوند. این فناوری بر پدیدهای به نام کاویتاسیون صوتی تکیه دارد؛ فرایندی که در آن حبابهای بسیار کوچکی در مایع تشکیل میشوند و سپس در کسری از ثانیه فرو میریزند. این فروپاشی باعث ایجاد جریانهای میکروسکوپی و آشفتگیهای بسیار ریز در اطراف ذرات قهوه میشود و درنتیجه، ترکیبات محلول موجود در دانههای قهوه با سرعت بیشتری وارد آب میشوند.
فناوری جدید با ایجاد حبابهای میکروسکوپی، گرما را با انرژی مکانیکی جایگزین میکند و فرایند استخراج ترکیبات قهوه را در دمای اتاق امکانپذیر میسازد
برای دستیابی به این اثر، دانشمندان دستگاهی ویژه طراحی کردند که ارتعاشات فراصوت را در سراسر سبد فیلتر منتشر میکند. به این ترتیب، کل محفظه به نوعی رآکتور صوتی تبدیل میشود و امواج میتوانند همزمان در چندین نقطه بر ذرات قهوه اثر بگذارند. این طراحی حرکت مایع اطراف ذرات را تسریع و فرایند استخراج را کارآمدتر میکند. تروخیو میگوید: «فراصوت به ما کمک میکند گرما را با انرژی مکانیکی جایگزین کنیم.»
هدف پژوهشگران فقط تهیه قهوه سرد نبود، بلکه آنها قصد داشتند نوشیدنی با غلظت و ویژگیهایی مشابه اسپرسوی معمولی تولید کنند. آنها برای رسیدن به این هدف، پارامترهای مختلفی ازجمله اندازه ذرات قهوه، توان امواج فراصوت و زمان دمآوری را تغییر دادند. آنها دریافتند که استفاده از پودر بسیار ریز قهوه و توان ۱۰۰ وات، بهترین نتیجه را به همراه دارد. در این شرایط، میزان مواد جامد محلول و بازده استخراج به مقادیری رسید که انجمن تخصصی قهوه آنها را برای اسپرسوی ایدهآل توصیه میکند.
جالب آنکه وقتی همین آزمایشها بدون استفاده از امواج فراصوت انجام شد، دستیابی به این سطح از استخراج امکانپذیر نبود. اما با استفاده از فناوری فراصوت، محققان توانستند در عرض دو و نیم تا سه دقیقه، قهوهای با غلظت نزدیک به اسپرسو سنتی تهیه کنند.
تیم تحقیقاتی به اندازهگیری غلظت قهوه اکتفا نکرد و ویژگیهای شیمیایی نوشیدنی حاصل را نیز بررسی کرد. نتایج نشان داد میزان کافئین و اسید کلروژنیک (یکی از مهمترین ترکیبات آنتیاکسیدانی قهوه) تقریباً مشابه مقادیر موجود در اسپرسوی تهیهشده با روشهای متداول است. علاوهبراین، بررسیها نشان داد تفاوت معناداری در میزان اسیدیته (pH) یا ترکیبات فرار مسئول رایحه قهوه وجود ندارد.
برای مشخصشدن اینکه آیا مصرفکنندگان میتوانند تفاوت میان دو روش را تشخیص دهند یا خیر، پژوهشگران آزمایشهای حسی گستردهای انجام دادند. در این آزمایشها، ۱۰۰ نفر اسپرسو تهیهشده با فناوری فراصوت را با اسپرسوی معمولی مقایسه کردند. شرکتکنندگان ترجیح مشخصی برای هیچیک از دو نوشیدنی نداشتند و امتیازهای مربوط به عطر، طعم، تلخی و پذیرش کلی تقریباً یکسان بود. پژوهشگران همچنین قهوه فیلتری تهیهشده با روش سنتی را با نمونه فراصوتی مقایسه کردند. در این بخش، شرکتکنندگان نسخه فراصوتی را بیشتر پسندیدند و تلخی آن را خوشایندتر ارزیابی کردند.
روش جدید حدود سه دقیقه زمان میبرد، اما نسبت به دستگاههای اسپرسوساز معمولی حدود ۷۵ درصد انرژی کمتری مصرف میکند
یکی از مهمترین مزایای فناوری جدید، کاهش چشمگیر مصرف انرژی است. محاسبات نشان میدهد برای تهیه نوشیدنیهایی با غلظت مشابه، سیستم فراصوت تنها حدود ۲۴ درصد انرژی مورد نیاز دستگاه اسپرسوساز رایج را مصرف میکند. به همین دلیل، این فناوری میتواند افزون بر کاهش هزینهها، اثرات زیستمحیطی صنعت قهوه را نیز کاهش دهد.
پژوهشگران تأکید میکنند که اسپرسو فراصوتی دقیقاً مشابه اسپرسو سنتی نیست، اما ازنظر ویژگیهای شیمیایی و حسی شباهت بسیار زیادی با آن دارد. برایناساس، شاید بتوان بدون نیاز به آب داغ، نوشیدنیهایی با کیفیت نزدیک به اسپرسوی معمولی تهیه کرد.
فناوری وصفشده همچنین راه را برای ساخت نسل جدیدی از دستگاههای قهوهساز باز میکند که شاید بتوانند فقط با یک فناوری، انواع مختلف نوشیدنیها از اسپرسو گرفته تا قهوه فیلتری و قهوه سرد دم را تهیه کنند.
اگر این سامانهها روزی به مرحله تجاری برسند، شاید صدای آشنای بخار و پمپ دستگاههای اسپرسوساز جای خود را به ارتعاشات نامرئی و بیصدای امواج فراصوت بدهد؛ تغییری که میتواند یکی از بزرگترین دگرگونیها در دنیای قهوه درطول دهههای اخیر باشد.
پژوهش در ژورنال Journal of Food Engineering منتشر شده است.