Кофе под угрозой: как учёные борются за его спасение от вымирания

«Математик — это машина для превращения кофе в теоремы» — фраза, часто приписываемая венгерскому математику Полу Эрдёшу. Кофе — один из самых любимых напитков в мире и важный стимулятор для многих исследователей. Но его будущее неопределённо. «Кофе находится под серьёзной угрозой из-за изменения климата», — говорит Касахун Тесфайе, генетик растений из Университета Аддис-Абебы.

Почти все 10 миллионов тонн кофейных зёрен, потребляемых ежегодно во всём мире, происходят от двух видов растений: крепкой и часто горьковатой робусты и более нежной на вкус арабики. К сожалению, арабика страдает и гибнет при повышении температуры всего на несколько градусов, а робуста требует огромного количества воды, и её урожайность резко падает в условиях засухи. Исследователи спешат сохранить бодрствование любителей кофе во всём мире и сохранить средства к существованию фермеров в странах с низким уровнем дохода, которые выращивают эту товарную культуру.

Родина арабики и генетическое разнообразие в Эфиопии

Эфиопы гордятся тем, что их страна является родиной арабики. Правительство Эфиопии создаёт заповедные зоны для сохранения природного генетического разнообразия вида. Оно также выращивает более 12 000 растений арабики в живых коллекциях в Институте биоразнообразия Эфиопии в Аддис-Абебе и в Институте сельскохозяйственных исследований Эфиопии в Джимме. Правительство рассчитывает, что эти растения предоставят материал для селекции или генной инженерии сортов арабики с признаками, предназначенными для противостояния высоким температурам и засухе.

Дикие виды кофе: либерика, эксцельза и стенофилла

По мере повышения температур выращивание арабики может потребовать перемещения на всё более высокие территории, чтобы сохранять прохладу, что будет непросто для владельцев небольших кофейных плантаций. Другое решение — выращивать другие виды кофе, которые лучше переносят изменение климата. Известно 134 диких вида кофе, и некоторые из них выращиваются благодаря своей устойчивости к климату, включая C. liberica и C. excelsa.

Аарон Дэвис, исследователь из Королевских ботанических садов Кью, говорит, что «истории успеха всегда связаны с изменением видов», которые выращивают фермеры. Во влажных регионах это может означать переход с арабики на робусту, но в других местах это может означать выращивание C. liberica, которая выдерживает более высокие температуры и не требует так много воды.

Дэвис также попробовал «сумасшедший» вид кофе — Coffea stenophylla, который был описан шведским ботаником в Западной Африке в XVIII веке, а затем почти забыт наукой. «Меня до сих пор это поражает, потому что у нас есть кофе, который не связан с арабикой, растёт в экстремальных условиях и при этом по вкусу напоминает очень специфическую арабику из Руанды». Проблема, говорит он, будет в том, чтобы вывести сорта C. stenophylla, которые будут продуктивными и которые фермеры смогут легко выращивать.

Химические уловки: помол замёрзших зёрен и улучшение экстракции

Некоторые исследователи ищут способы получить больше из сокращающихся запасов арабики. Кристофер Хендон, специалист по материаловедению из Университета Орегона, говорит: «Многое можно сделать со стороны потребления». Хендон и его коллеги обнаружили, что помол кофейных зёрен при температуре ниже нуля даёт более мелкие частицы. Однако, как ни странно, они также обнаружили, что более мелкий помол не обязательно даёт более вкусный напиток. Мелкие частицы склонны к агрегации под действием электростатических сил, что уменьшает площадь поверхности, контактирующей с водой, и, следовательно, количество веществ, переходящих в раствор. Однако корректировка методов помола, например, использование влажных зёрен, может помочь уменьшить слипание.

Как ни странно, более крупный помол также может высвобождать больше полезных веществ в эспрессо, но это происходит только при давлении до 7 атмосфер. (Типичная кофемашина работает при давлении около 10 атмосфер.)

Химия: ключ к будущему кофе

Химия также имеет решающее значение для изучения альтернативных растений кофе и способов превращения их в желаемые продукты. Хендон говорит, что наука о кофе всё ещё молода, и исследователи работают над разработкой воспроизводимых и объективных методов. «Измерение состава — это большая проблема, как и присвоение числового значения вкусу». Типичная чашка кофе может содержать более 2000 органических соединений, и их концентрация сильно варьируется в зависимости от того, как и где выращено растение и как обжарены зёрна.

Тесфайе подчёркивает, что учёные должны заботиться о будущем кофе не только потому, что наука полезна для кофе, но и потому, что кофе полезен для науки. «Многие открытия и знания рождаются после чашки кофе».

Часто задаваемые вопросы о будущем кофе в условиях изменения климата