Ультразвуковой эспрессо: холодное заваривание снижает энергопотребление на 75%

Исследователи Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) в Сиднее разработали новый метод приготовления кофе, который позволяет получать напиток эспрессо‑крепкости с использованием воды комнатной температуры и ультразвуковых волн, потенциально снижая энергопотребление до 75%.

Инновация бросает вызов одному из основных предположений об эспрессо — что горячая вода необходима для извлечения вкуса, плотности и концентрации кофеина, характерных для традиционного эспрессо. Руководитель исследования д‑р Франсиско Трухильо из Школы химического инжиниринга UNSW и его команда создали так называемый «ультразвуковой эспрессо» — процесс, использующий высокочастотные звуковые волны для ускорения экстракции без нагрева воды. Их результаты опубликованы в Журнале пищевой инженерии.

Как это работает: акустическая кавитация ускоряет экстракцию

Система превращает стандартную корзину фильтра эспрессо‑машины в ультразвуковой реактор. Небольшой металлический преобразователь, прикреплённый к боковой стороне корзины, генерирует ультразвуковые колебания, которые проходят через кофейную гущу и воду. Эти колебания создают явление, известное как акустическая кавитация — быстрое образование и схлопывание микроскопических пузырьков в жидкости. При схлопывании пузырьков вблизи частиц кофе возникают крошечные струи, которые разрушают поверхность частиц, позволяя ароматическим соединениям, маслам и кофеину извлекаться быстрее. По словам исследователей, этот процесс обеспечивает экстракцию эспрессо‑крепкости при комнатной температуре со значительным снижением энергозатрат.

От колд‑брю к эспрессо: последовательные улучшения

Технология опирается на более раннюю работу команды д‑ра Трухильо, где ультразвук использовался для сокращения времени приготовления колд‑брю с 12–24 часов до нескольких минут. Однако тот метод давал кофе с характерным для колд‑брю вкусовым профилем — более гладким, менее концентрированным и с меньшим содержанием кофеина. Последнее исследование было сосредоточено на достижении интенсивности и концентрации, присущих традиционному эспрессо. Протестировав ряд переменных — размер помола, соотношение заваривания и время воздействия ультразвука, — исследователи определили оптимальное окно экстракции примерно в 2.5–3 минуты. «Наиболее важным фактором было соотношение заваривания, которое определяет конечную концентрацию напитка, — пояснил д‑р Трухильо. — Мы также обнаружили, что более тонкий помол ускоряет экстракцию и помогает добиться характеристик, близких к эспрессо».

Слепые дегустации: сравнимые результаты, а в некоторых случаях — лучше

Для оценки сенсорного качества ультразвукового кофе исследователи провели слепое дегустационное исследование с участием около 100 постоянных потребителей кофе. Участники пробовали четыре напитка: традиционный эспрессо, ультразвуковой эспрессо, традиционный фильтр‑кофе и ультразвуковой фильтр‑кофе. Все образцы были приготовлены в контролируемых условиях, охлаждены до одинаковой температуры и поданы в закодированных чашках в случайном порядке. Участники оценивали каждый кофе по аромату, вкусу, горечи и общему предпочтению по девятибалльной шкале.

Результаты показали отсутствие значимых различий между традиционным и ультразвуковым эспрессо во всех сенсорных категориях. Большинство участников не смогли отличить два метода заваривания. Ультразвуковой фильтр‑кофе получил даже более высокие оценки, чем традиционный, особенно по воспринимаемой горечи. По мнению исследователей, полученные данные демонстрируют, что ультразвуковая экстракция может сохранить — а в некоторых случаях улучшить — качество кофе, несмотря на исключение тепла, обычно ассоциируемого с завариванием.

Коммерческий потенциал: от дома до промышленного масштаба

Хотя технология в конечном итоге может быть адаптирована для домашних кофемашин, исследователи полагают, что наибольшее влияние она окажет в промышленном производстве кофе. Производители готовых кофейных напитков смогут выиграть как от снижения энергопотребления, так и от ускорения обработки. Поскольку процесс даёт концентрированный экстракт кофе, его можно использовать непосредственно в готовых напитках или отправлять в виде концентрата для последующего разбавления в колд‑брю, напитки на основе молока и другие кофейные продукты. «Есть компании, которые производят кофейную продукцию в промышленных масштабах, и мы уверены, что эту ультразвуковую систему можно масштабировать для удовлетворения их потребностей, — сказал д‑р Трухильо. — Экономия энергии и высокая скорость обработки делают её особенно привлекательной для коммерческого применения». В случае успешной коммерциализации ультразвуковое заваривание может предложить новый способ производства кофе эспрессо‑крепкости с одновременным снижением энергозатрат и производственных расходов.

Часто задаваемые вопросы об ультразвуковом эспрессо