Naukowcy z australijskiego uniwersytetu UNSW Sydney opracowali metodę przygotowywania kawy przypominającej espresso przy użyciu ultradźwięków, całkowicie eliminując potrzebę podgrzewania wody. Co więcej, podczas testów większość degustatorów nie była w stanie odróżnić tak przygotowanego napoju od tradycyjnego espresso.
Nowa technologia może mieć szczególne znaczenie dla przemysłu spożywczego, ponieważ według badaczy pozwala ograniczyć zużycie energii nawet o 75%.
Jak działa ultradźwiękowe espresso?
Nowa metoda, nazwana „ultrasonic espresso”, została opracowana przez zespół inżynierów i specjalistów od nauki o żywności z UNSW Sydney. Zamiast wykorzystywać wysoką temperaturę, proces opiera się na energii mechanicznej generowanej przez fale ultradźwiękowe.
Przygotowanie kawy rozpoczyna się podobnie jak w klasycznym ekspresie. Drobno zmielona kawa trafia do standardowego koszyka, jednak zamiast przepuszczania przez nią gorącej wody pod ciśnieniem, do urządzenia dodano niewielki metalowy przetwornik emitujący ultradźwięki.
Fale dźwiękowe o częstotliwościach niesłyszalnych dla człowieka przechodzą przez wodę i zmieloną kawę, uruchamiając zjawisko zwane kawitacją akustyczną.
Kawitacja akustyczna zamiast wysokiej temperatury
Kawitacja akustyczna polega na powstawaniu i gwałtownym zapadaniu się mikroskopijnych pęcherzyków gazu w cieczy. Kiedy takie pęcherzyki implodują w pobliżu cząstek kawy, uwalniają lokalne impulsy energii, które dosłownie „odrywają” związki smakowe od ziaren.
W efekcie do wody szybciej trafiają olejki, aromaty, kofeina i inne substancje odpowiedzialne za charakterystyczny smak kawy.
Zamiast więc wykorzystywać wysoką temperaturę, naukowcy zastąpili ją precyzyjnie kontrolowanym oddziaływaniem mechanicznym zachodzącym na poziomie mikroskopowym.
Oszczędność energii może sięgnąć 75%
Choć dla domowego użytkownika oszczędności energetyczne mogą wydawać się niewielkie, sytuacja wygląda inaczej w przypadku przemysłowej produkcji kaw gotowych do spożycia.
Podgrzewanie ogromnych ilości wody jest jednym z najbardziej energochłonnych etapów produkcji. Badacze szacują, że rezygnacja z tego procesu mogłaby zmniejszyć zużycie energii nawet o trzy czwarte.
Dodatkową zaletą jest możliwość natychmiastowego wykorzystania otrzymanej kawy do produkcji napojów butelkowanych lub mieszanek mlecznych. Koncentrat przygotowany w temperaturze pokojowej można również łatwiej transportować i rozcieńczać dopiero na końcowym etapie dystrybucji.
Od cold brew do espresso – kolejne zastosowanie ultradźwięków
Zespół z UNSW Sydney nie po raz pierwszy eksperymentuje z ultradźwiękami w świecie kawy. Wcześniejsze badania pokazały, że technologia ta może znacząco skrócić proces przygotowywania cold brew.
Tradycyjne cold brew wymaga od 12 do nawet 24 godzin ekstrakcji. Dzięki ultradźwiękom czas ten udało się skrócić do zaledwie kilku minut.
Espresso stanowiło jednak znacznie większe wyzwanie. W tym przypadku nie chodzi wyłącznie o wydobycie kofeiny czy podstawowych aromatów, ale także o uzyskanie odpowiedniej równowagi między goryczą, intensywnością smaku i aromatem, które zwykle kojarzone są z wysoką temperaturą i ciśnieniem.
Kluczowe okazały się trzy minuty ekstrakcji
Badacze pod kierownictwem dr. Francisco Trujillo przeprowadzili serię eksperymentów, dostrajając parametry procesu.
Znaczenie miała między innymi wielkość zmielenia ziaren – drobniejsze cząstki pozwalały na szybszą ekstrakcję. Istotny był także stosunek wody do kawy oraz czas działania ultradźwięków.
Najlepsze rezultaty uzyskano po około 2,5–3 minutach pracy systemu.
Testy smakowe zaskoczyły naukowców
Najciekawszym elementem badań był jednak test smakowy opublikowany w czasopiśmie naukowym Journal of Food Engineering.
W eksperymencie udział wzięło około 100 regularnych konsumentów kawy. Każdy uczestnik otrzymał cztery próbki: tradycyjne espresso, espresso przygotowane przy użyciu ultradźwięków oraz dwie wersje kawy filtrowanej – klasyczną i ultradźwiękową.
Próbki podawano w losowej kolejności i w identycznej temperaturze.
Wyniki zaskoczyły samych badaczy. Uczestnicy nie potrafili wiarygodnie odróżnić tradycyjnego espresso od jego ultradźwiękowego odpowiednika. Oba napoje osiągnęły niemal identyczne oceny pod względem aromatu, smaku, goryczy i ogólnej atrakcyjności.
Jeszcze ciekawiej było w przypadku kaw filtrowanych. W tej kategorii degustatorzy częściej wskazywali wersję przygotowaną przy użyciu ultradźwięków jako smaczniejszą, opisując jej gorycz jako lepiej zbalansowaną.
Czy ultradźwięki zmienią sposób produkcji kawy?
Badania sugerują, że wysoka temperatura może nie być tak niezbędna do przygotowania espresso, jak dotąd sądzono. Jeśli technologia zostanie wdrożona na większą skalę, producenci kaw gotowych do picia mogliby znacząco ograniczyć zużycie energii, jednocześnie zachowując smak oczekiwany przez konsumentów.
To jeszcze nie oznacza końca tradycyjnych ekspresów ciśnieniowych. Wyniki pokazują jednak, że nawet tak mocno zakorzenione procesy jak przygotowywanie espresso mogą zostać przemyślane na nowo dzięki wykorzystaniu zaawansowanych technologii akustycznych.
Foto: DepositPhotos.