العلماء يبتكرون طريقة لتحضير الإسبريسو باستخدام الموجات فوق الصوتية دون الحاجة إلى الماء الساخن

ما الذي يتطلبه الأمر لتحضير فنجان إسبريسو مثالي؟ بالطبع، القهوة المطحونة الطازجة؛ آلة قادرة على توليد الضغط المطلوب. والماء الساخن، ويفضل أن يكون بدرجة حرارة تتراوح بين 195 و205 درجة فهرنهايت (حوالي 90-96 درجة مئوية). هذا كل شيء. ولكن هل يمكن الاستغناء عن العنصر الأخير هذا؟ ليس الماء بحد ذاته، بل الحاجة إلى تسخينه.

قاد الباحث الكولومبي فرانسيسكو تروخيو فريقًا بحثيًا في جامعة نيو ساوث ويلز الأسترالية، حيث زعموا ابتكار ما أطلقوا عليه ‘الإسبريسو بالموجات فوق الصوتية‘. وكما يوضح تروخيو، إنها ‘عملية تخمير تتم في درجة حرارة الغرفة باستخدام موجات صوتية عالية التردد لاستخلاص النكهة والزيوت والرائحة والكافيين من القهوة المطحونة’.

على الرغم من أن هذه العملية تستغرق وقتًا أطول من الطريقة التقليدية (ثلاث دقائق مقارنة بـ 30 ثانية)، إلا أنها تستهلك طاقة أقل بنسبة 75%. وتعتبر هذه ميزة كبيرة للمقاهي والمطاعم، وخصوصًا للشركات التي تنتج كميات صناعية من القهوة، مثل تلك التي تصنع المشروبات الجاهزة للشرب.

تحضير القهوة بالموجات الصوتية

يوجه النظام التجريبي الموجات فوق الصوتية مباشرة إلى الفلتر الذي يحتوي على حبوب القهوة المطحونة في الماء. وبدلًا من الاعتماد على الحرارة، تستغل هذه التقنية ظاهرة تُعرف باسم التجويف الصوتي. تتضمن هذه الظاهرة تكوين وانهيار فقاعات صغيرة جدًا تولد تيارات دقيقة، والتي تسهل بدورها استخلاص المركبات القابلة للذوبان من القهوة.

لتوليد هذه التيارات الدقيقة، صمم العلماء جهازًا قادرًا على نقل اهتزازات الموجات فوق الصوتية عبر سلة الفلتر بأكملها، محولين إياها إلى ما يشبه مفاعلًا صوتيًا. يسمح هذا التصميم للموجات بضرب نقاط متعددة في وقت واحد وتسريع حركة السوائل حول جزيئات القهوة. يوضح تروخيو: ‘تساعدنا الموجات فوق الصوتية على استبدال الحرارة بالطاقة الميكانيكية‘.

تم وصف الهدف من هذه العملية برمتها بمزيد من التفصيل في عدد هذا الشهر من مجلة الهندسة الغذائية، وهو تحقيق تركيز مماثل لتركيز الإسبريسو. وللقيام بذلك، قام الباحثون بتعديل متغيرات مثل حجم الطحن، وقوة الموجات فوق الصوتية، ووقت التخمير. وباستخدام طحن ناعم وقوة 100 واط، حصلوا على مشروبات بمستويات من المواد الصلبة الذائبة وعوائد استخلاص تعادل تلك التي تعتبرها جمعية القهوة المتخصصة مثالية.

وعندما تكررت التجارب تحت نفس الظروف ولكن دون استخدام الموجات فوق الصوتية، لم يكن من الممكن تحقيق هذه القيم. لقد أتاح نظام الموجات فوق الصوتية إنتاج قهوة بكثافة مماثلة لقهوة الإسبريسو في دقائق معدودة فقط (حيث وجد الباحثون أن الوقت الأمثل يتراوح بين دقيقتين ونصف وثلاث دقائق)، وذلك باستخدام الماء في درجة حرارة الغرفة.

كما قام الفريق بتحليل العوامل الكيميائية المختلفة، حيث كانت تركيزات الكافيين وحمض الكلوروجينيك مماثلة لتلك التي تم الحصول عليها بالطرق التقليدية. ولم يلاحظ أي اختلافات كبيرة في الرقم الهيدروجيني (pH) أو في التركيب العام للمركبات المتطايرة المسؤولة عن الرائحة.

اختبار التذوق والفوائد البيئية

شاركت مجموعة من 100 شخص في اختبارات حسية قارنوا فيها الإسبريسو بالموجات فوق الصوتية مع الإسبريسو التقليدي. في النهاية، لم يُظهر المشاركون أي تفضيل ملحوظ لأي من الطريقتين، وكانت درجات الرائحة والنكهة والمرارة والقبول العام متكافئة تقريبًا.

كما قاموا بمقارنة القهوة المفلترة المحضرة باستخدام الطريقة التقليدية والموجات فوق الصوتية. وأشار تروخيو إلى أنه ‘في حالة القهوة المفلترة، كانت النسخة المعالجة بالموجات فوق الصوتية هي المفضلة بشكل عام، وصنف المشاركون مرارتها على أنها أكثر متعة‘.

بالإضافة إلى تكرار الخصائص الحسية للإسبريسو، يمكن أن توفر التقنية الجديدة فوائد بيئية كبيرة. تشير القياسات التي أجراها الباحثون إلى أنه لإنتاج مشروبات بنفس الكثافة، استخدم نظام الموجات فوق الصوتية 24 بالمائة فقط من الطاقة التي تستهلكها آلة الإسبريسو النموذجية.

يؤكد المؤلفون أن القهوة المنتجة باستخدام الموجات فوق الصوتية ليست مطابقة تمامًا للإسبريسو التقليدي. ومع ذلك، تشير النتائج بقوة إلى إمكانية إنتاج مشروبات ذات خصائص كيميائية وحسية مماثلة دون الحاجة إلى تسخين الماء.

يفتح هذا البحث الباب أمام إمكانية تطوير آلات صنع قهوة جديدة قادرة على تحضير كل شيء، بدءًا من الإسبريسو وحتى القهوة المفلترة والمشروبات الباردة، باستخدام نفس التقنية. وإذا تم طرح هذه الأنظمة في السوق، فمن الممكن أن يحل صوت اهتزازات الموجات فوق الصوتية غير المسموعة محل الضجيج المميز لآلة الإسبريسو، مبشرة بثورة هادئة في عالم القهوة.