إسبرسو بالموجات فوق الصوتية: باحثون أستراليون يطورون طريقة تخمير بالماء البارد تخفض استهلاك الطاقة 75%

طور باحثون في جامعة نيو ساوث ويلز (UNSW) في سيدني طريقة جديدة لتحضير القهوة تنتج قهوة بتركيز الإسبرسو باستخدام ماء بدرجة حرارة الغرفة وموجات فوق صوتية. هذه الطريقة تخفض استهلاك الطاقة بنسبة تصل إلى 75%.

الابتكار يتحدى أحد الافتراضات الأساسية للإسبرسو، وهو أن الماء عالي الحرارة ضروري لاستخلاص النكهة والجسم وتركيز الكافيين المرتبط بالإسبرسو التقليدي. قاد البحث الدكتور فرانسيسكو تروخيو من كلية الهندسة الكيميائية في الجامعة.

كيف تعمل التقنية: التكهف الصوتي يسرع الاستخلاص

يحول النظام سلة تصفية الإسبرسو التقليدية إلى مفاعل فوق صوتي. جهاز صغير (مُحوِّل طاقة) متصل بجانب السلة يولد اهتزازات فوق صوتية تنتقل عبر القهوة المطحونة والماء. هذه الاهتزازات تخلق ظاهرة تُعرف باسم “التكهف الصوتي” – التكوين السريع وانهيار فقاعات مجهرية داخل السائل. عندما تنهار الفقاعات بالقرب من جزيئات القهوة، تولد نفاثات صغيرة تكسر سطح الحبوب، مما يسمح بمركبات النكهة والزيوت والكافيين بالاستخلاص بشكل أسرع. وفقاً للباحثين، تمكن هذه العملية من استخلاص بتركيز الإسبرسو في درجة حرارة الغرفة مع خفض كبير في استهلاك الطاقة.

من التخمير البارد إلى الإسبرسو: تحسينات متتالية

بنى البحث على عمل سابق للفريق، حيث استخدم الباحثون الموجات فوق الصوتية لخفض وقت تحضير القهوة الباردة (كولد برو) من 12–24 ساعة إلى بضع دقائق. لكن الطريقة السابقة أنتجت قهوة ذات نكهة الكولد برو المميزة – عادة أكثر نعومة وأقل تركيزاً وأقل كافيين من الإسبرسو. ركز البحث الأحدث على تحقيق الشدة والتركيز المرتبطين بالإسبرسو التقليدي. بعد اختبار مجموعة من المتغيرات بما في ذلك حجم الطحن ونسبة التخمير ووقت تطبيق الموجات فوق الصوتية، حدد الباحثون نافذة استخلاص مثالية تتراوح بين 2.5 و3 دقائق. قال الدكتور تروخيو: “العامل الأكثر أهمية كان نسبة التخمير، التي تحدد التركيز النهائي للمشروب. كما وجدنا أن الطحن الأدق يسرع الاستخلاص ويساعد في تحقيق خصائص شبيهة بالإسبرسو”.

اختبارات التذوق العمياء: نتائج متطابقة وأفضل في بعض الحالات

لتقييم الجودة الحسية للقهوة فوق الصوتية، أجرى الباحثون دراسة تذوق عمياء شارك فيها نحو 100 من شاربي القهوة المنتظمين. تذوق المشاركون أربعة مشروبات: إسبرسو تقليدي، إسبرسو بالموجات فوق الصوتية، قهوة مصفاة تقليدية، وقهوة مصفاة بالموجات فوق الصوتية. قُدمت جميع العينات في أكواب مشفرة بترتيب عشوائي. قيم المشاركون كل قهوة من حيث الرائحة والنكهة والمرارة والتفضيل العام باستخدام مقياس من تسع نقاط.

أظهرت النتائج عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية بين الإسبرسو التقليدي والإسبرسو بالموجات فوق الصوتية في أي من الفئات الحسية. لم يتمكن معظم المشاركين من التمييز بين طريقتي التخمير. كما أن القهوة المصفاة بالموجات فوق الصوتية حصلت على تقييمات أعلى من القهوة المصفاة التقليدية، خاصة في المرارة الملحوظة. وفقاً للباحثين، تظهر النتائج أن الاستخلاص بالموجات فوق الصوتية يمكنه الحفاظ على جودة القهوة أو تحسينها في بعض الحالات، رغم إزالة الحرارة المرتبطة عادة بالتخمير.

إمكانات تجارية واعدة: من المنزل إلى المصنع

بينما يمكن تكييف التقنية في النهاية لآلات القهوة المنزلية، يعتقد الباحثون أن تأثيرها الأكبر قد يكون في الإنتاج الصناعي للقهوة. يمكن لمصنعي مشروبات القهوة الجاهزة الاستفادة من استهلاك أقل للطاقة وأوقات معالجة أسرع. نظراً لأن العملية تنتج مستخلص قهوة مركز، يمكن استخدامه مباشرة في المنتجات الجاهزة أو شحنه كمركز للتخفيف لاحقاً إلى كولد برو ومشروبات قائمة على الحليب وغيرها. قال الدكتور تروخيو: “هناك شركات تنتج منتجات القهوة على نطاق صناعي، ونحن واثقون من إمكانية توسيع نطاق نظام الموجات فوق الصوتية هذا لتلبية احتياجاتهم. توفير الطاقة وسرعة المعالجة يجعلانها جذابة بشكل خاص للتطبيقات التجارية.” إذا تم تسويقها بنجاح، يمكن أن يوفر طريقة جديدة لإنتاج قهوة بتركيز الإسبرسو مع تقليل استهلاك الطاقة وتكاليف الإنتاج.

أسئلة شائعة حول تقنية الإسبرسو بالموجات فوق الصوتية