يقول الباحثون إن عملية التخمير بالموجات فوق الصوتية يمكن أن تطابق قهوة الإسبريسو وتقلل الطاقة

يقول باحثون في أستراليا إنهم طوروا طريقة جديدة لتحضير قهوة الإسبريسو القوية مع ماء بدرجة حرارة الغرفة خلال 2-3 دقائق عن طريق تحويل سلة مرشح القهوة إلى مفاعل بالموجات فوق الصوتية مع استخدام جزء صغير من الطاقة التي تتطلبها آلة الإسبريسو التقليدية.

أشار المؤلف المراسل فرانسيسكو تروجيلو وفريق بحث في كلية الهندسة الكيميائية بجامعة نيو ساوث ويلز في سيدني إلى العملية باسم “إسبريسو بالموجات فوق الصوتية”، بينما اقترحوها كعملية محتملة لصناعة القهوة.

وقال تروخيو في بيان صحفي من الجامعة: “تقليديا، يتم تحضير الإسبريسو عن طريق دفع الماء الساخن عبر القهوة تحت الضغط. ولكن باستخدام الموجات فوق الصوتية يمكننا استخدام الماء بدرجة حرارة الغرفة بدلا من ذلك، مما يقلل من استهلاك الطاقة بنسبة تصل إلى 75٪”. “إنها عملية مختلفة، لكنك تحصل على نفس الثراء والتركيز الذي تحصل عليه من قهوة الإسبريسو العادية في أقل من ثلاث دقائق.”

الدراسة نشرت على الانترنت في 1 يونيو في مجلة الهندسة الغذائية، يشير إلى أن تروخيو مرتبط ببراءة اختراع معلقة (WO2025/118023A1)، مخصصة لجامعة نيو ساوث ويلز، لنظام التخمير بالموجات فوق الصوتية الذي تم تقييمه في الدراسة. ولم يتم الإعلان عن أي مصالح متنافسة أخرى.

بعد المشروب البارد بالموجات فوق الصوتية

هذا هو المنشور الرئيسي الثاني لفريق جامعة نيو ساوث ويلز حول تخمير القهوة بالموجات فوق الصوتية. غطت DCN دراستها الأولى في مايو 2024، والتي أظهرت أن المشروب البارد – غالبًا ما يكون منقوعًا لمدة 12 إلى 24 ساعة – يمكن ضغطه في أقل من ثلاث دقائق باستخدام إصدار سابق من نفس المفاعل الصوتي. أنتج هذا العمل السابق مشروبًا مخففًا نسبيًا على طراز المشروب البارد.

تتناول هذه الدراسة الجديدة صيغة تخمير أكثر تعقيدًا، تتوافق مع تركيز واستخلاص الإسبريسو الساخن بدون ماء تحضير ساخن.

قياس قهوة الإسبريسو المخمرة بالموجات فوق الصوتية

يعمل النظام عن طريق دمج الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة مباشرة في سلة فلتر الإسبريسو القياسية. تؤدي الاهتزازات إلى حدوث “تجويف” صوتي، وهو التشكل والانهيار السريع للفقاعات المجهرية بالقرب من جزيئات القهوة.

تعمل هذه الفقاعات المنهارة كطائرات صغيرة، مما يؤدي إلى تكسير الحبوب المطحونة ودفع مركبات النكهة والزيوت والكافيين إلى الماء بشكل أسرع بكثير من الحرارة وحدها في درجة حرارة منخفضة، وفقًا لفريق البحث.

وكانت المعايير الرئيسية في الدراسة هي إجمالي المواد الصلبة الذائبة (TDS) وإنتاجية الاستخلاص (EY)، وهي حصة المواد الصلبة القابلة للذوبان المستخرجة من الأرض. استخدمت الورقة نطاق EY الذي يتراوح بين 18 و22% من جمعية القهوة المتخصصة كمنطقة مستهدفة مرتبطة باستخلاص القهوة المتوازن.

في أفضل أنواع الطحن التي تم اختبارها – حوالي 325 ميكرون – وصل التخمير بمساعدة الموجات فوق الصوتية في درجة حرارة الغرفة إلى 18.03% EY، ودخل هذا النطاق الأمثل. بدون الموجات فوق الصوتية، نفس الطحن تحت ظروف مماثلة وصل فقط إلى 16.26% EY. في كل إعدادات الطحن التي تم اختبارها، فشل التخمير بدون الموجات فوق الصوتية باستمرار في الوصول إلى قيم الاستخلاص المثالية، حتى مع فترات تحضير طويلة.

الصوت مقابل الحرارة

وكانت مقارنة الطاقة صارخة بنفس القدر. من أجل إنتاج ثلاثة مشروبات بقوة متطابقة – حوالي 8.7 إلى 8.9% TDS – خلال نافذة مدتها 20 دقيقة، استخدم نظام الموجات فوق الصوتية 0.020 كيلووات/ساعة مقابل 0.0823 كيلووات/ساعة لآلة إسبريسو تقليدية أحادية المجموعة. وهذا يترجم إلى حوالي 24.3% من الطاقة، أو ما يقرب من 75% تخفيض.

لا تتضمن هذه الأرقام التدفئة عند بدء التشغيل للآلة التقليدية، والتي لاحظ المؤلفون أنها أكثر أهمية في الاستخدام المنزلي منها في التشغيل التجاري المستمر.

النتائج الحسية

قام مائة من مستهلكي القهوة غير المدربين بتقييم أربع عينات: الإسبريسو التقليدي، والإسبريسو بالموجات فوق الصوتية، والقهوة التقليدية، والقهوة المفلترة بالموجات فوق الصوتية. تم تقديم جميع العينات في درجة حرارة الغرفة، حوالي 22 درجة مئوية، لتجنب الخلط بين مقارنة طريقة التخمير واختلاف درجة الحرارة.

لاحظ المؤلفون وجود قيود على هذا التصميم، لأنه لا يتطابق مع سياقات التقديم النموذجية في المنازل أو المقاهي.

مع وجود هذا التحذير، تشير الدراسة إلى عدم وجود اختلافات كبيرة في الرائحة أو النكهة أو المرارة أو الإعجاب العام بين مستحضري الإسبريسو.

بالنسبة للقهوة المفلترة، فضل 61% من المشاركين النسخة بالموجات فوق الصوتية على الصب التقليدي، في حين لم يعبر 7% عن أي تفضيل. وكانت النتيجة ذات دلالة إحصائية، مدفوعة إلى حد كبير بالمرارة والجاذبية الحسية الشاملة.

لم يجد التحليل الكيميائي أي اختلافات كبيرة في الكافيين أو حمض الكلوروجينيك – أحد مضادات الأكسدة الموجودة بشكل طبيعي في القهوة – بين المشروبات بالموجات فوق الصوتية والمشروبات التقليدية. ولم تظهر الملامح المركبة المتطايرة أي اختلافات عامة كبيرة أيضا، وفقا للدراسة.

طفرة بالموجات فوق الصوتية؟

مبادئ الموجات فوق الصوتية أو التجويف الصوتي ليست جديدة على تخمير القهوة. جلبت شركتان مصنعتان على الأقل أجهزة تخمير ذات إمكانيات ذات صلة إلى السوق، بما في ذلك Osma Pro وSonic Dutch Supersonic S1، على الرغم من أن الروابط إلى صفحات المبيعات النشطة سابقًا لكلا الجهازين لم تعد نشطة.

في البيان الصحفي لجامعة نيو ساوث ويلز، قام تروخيو أيضًا بتأطير النظام باعتباره عملية تخمير محتملة على نطاق صناعي.

وقال: “هناك شركات تصنع منتجات القهوة على نطاق صناعي، ونحن واثقون من إمكانية توسيع نطاق نظام الموجات فوق الصوتية هذا لتلبية احتياجاتهم، وتقديم فوائد حقيقية من حيث تقليل أوقات المعالجة واستخدام الطاقة”. “نظرًا لأن العملية تنتج قهوة مركزة ذات قوة إسبريسو، فيمكن استخدامها مباشرة لتصنيع منتجات جاهزة للشرب، أو شحنها كمركز ثم تخفيفها لاحقًا إلى مجموعة من المشروبات، بما في ذلك المشروبات الباردة ومشروبات القهوة المعتمدة على الحليب.”

تعليقات؟ أسئلة؟ أخبار للمشاركة؟ اتصل بمحرري DCN هنا. للحصول على أحدث أخبار صناعة القهوة، اشترك في النشرة الإخبارية لـ DCN.