Кристофер Хендон занимается кофе как научной проблемой уже несколько лет. Его новая статья в Nature Communications описывает метод, при котором вкусовой профиль напитка определяется не дегустацией и не масс-спектрометрией, а простым пропусканием электрического тока через образец. Если метод окажется воспроизводимым в промышленных условиях, это может изменить то, как производители и бариста контролируют качество кофе.
Чтобы понять, почему это нетривиально, стоит вспомнить, из чего складывается вкус эспрессо. В процессе заваривания из кофейной гущи в воду переходит около 2000 различных соединений. Их соотношение зависит от степени помола, давления воды, температуры и времени экстракции. Воспроизвести один и тот же результат раз за разом крайне сложно — именно поэтому Хендон ещё в 2020 году разработал математическую модель для управления так называемым extraction yield (EY), то есть долей кофе, которая растворяется в напитке. Модель была построена по аналогии с распространением ионов лития в электродах батарей — схожим образом молекулы кофеина диффундируют из частиц гущи.
Следующий вопрос, которым занялась группа Хендона, — почему молотый кофе слипается в комки, особенно при мелком помоле. Ответ оказался в физике: при дроблении и трении зёрен возникает трибоэлектрический заряд — тот же механизм, что заставляет воздушный шарик притягивать волосы или порождает молнии в вулканических выбросах. Именно это сходство привело к необычному сотрудничеству: Хендон начал работать с вулканологами Йозефом Дюфеком и Джошуа Мендесом Харпером, которые посещали тот же кофейный дом и давно замечали параллели между поведением кофейной гущи и вулканическим пеплом.
Хендон ранее разработал математическую модель для воспроизводимого эспрессо, опираясь на аналогию с литий-ионными батареями.
Совместные эксперименты подтвердили то, что опытные бариста давно делают интуитивно: один небольшой впрыск воды на зёрна перед помолом существенно снижает статический заряд на частицах. Это уменьшает комкование, обеспечивает равномерный поток воды через гущу и в итоге даёт более насыщенный и стабильный эспрессо при меньшем расходе кофе. Приём называется техникой капли Росса (Ross droplet technique) и давно известен в профессиональном сообществе — но до этого исследования никто не измерял фактический заряд на частицах разных сортов кофе и не проверял механизм строго экспериментально.
Новый метод измерения вкусового профиля через электрический ток логично вписывается в эту линию работ: если заряд и электрические свойства гущи влияют на экстракцию, то электрические характеристики готового напитка могут нести информацию о его составе. Ограничения подхода в статье прямо не обозначены, однако очевидно, что метод потребует калибровки под разные сорта и способы обжарки, а также проверки на промышленном оборудовании. Тем не менее сама идея — заменить дорогостоящий химический анализ простым электрическим измерением — делает технологию потенциально доступной для небольших обжарочных производств и кофеен.
