Ультразвук замість нагріву: науковці створили еспресо на воді кімнатної температури

Інженери з Університету Нового Південного Уельсу в Сіднеї приготували еспресо без гарячої води — замінивши нагрів ультразвуком. Сто любителів кави не змогли відрізнити новий напій від класичного під час сліпої дегустації. За оцінкою авторів дослідження, відмова від нагріву води здатна скоротити енергоспоживання приблизно на 75%.

Команда доктора Франсіско Трухільо зі Школи хімічної інженерії UNSW розробила систему, у якій високочастотні звукові хвилі допомагають воді кімнатної температури швидше витягувати з меленої кави ароматичні сполуки, олії та кофеїн. В основі пристрою — ультразвуковий перетворювач, невеликий металевий елемент, що притискається до бічної частини кавового кошика і змушує його швидко вібрувати. Фактично звичайний фільтр-кошик перетворюється на мініатюрний ультразвуковий реактор.

Ключовий фізичний процес, що відбувається всередині, — акустична кавітація. У рідині стрімко утворюються й схлопуються мікроскопічні бульбашки. Коли бульбашка схлопується біля частинки кави, виникає крихітний струмінь рідини, що пошкоджує поверхню зерна й утворює мікротріщини. Через них вода швидше дістається до внутрішніх шарів — саме так холодна рідина витягує те, що зазвичай потребує нагріву.

Для Трухільо це не перша робота з ультразвуковою кавою. Раніше його команда запатентувала систему, що скорочує приготування колд-брю з 12–24 годин до кількох хвилин. Однак колд-брю суттєво відрізняється від еспресо: він м’якший, менш насичений і містить приблизно у п’ять разів менше кофеїну на той самий об’єм. Нове завдання було складнішим — відтворити саме міцність еспресо.

Дослідники ретельно підбирали параметри заварювання: співвідношення води та кави, ступінь помелу й тривалість ультразвукового впливу. Найкращий баланс смаку вийшов при обробці від двох з половиною до трьох хвилин — коротша не встигала витягти потрібну концентрацію, довша посилювала зайву гіркоту.

Для перевірки смаку провели сліпу дегустацію за участю близько 100 постійних любителів кави — не професійних дегустаторів, а звичайних споживачів, які п’ють каву щонайменше раз на тиждень. Учасники оцінювали аромат, смак, гіркоту та загальне враження за дев’ятибальною шкалою, не знаючи, що саме пробують. Ультразвуковий еспресо не поступився класичному, а у випадку фільтр-кави ультразвукова версія отримала вищі оцінки — особливо за показником гіркоти.

Головний комерційний інтерес науковці вбачають не в домашній техніці, а в промисловому виробництві. Заводам, що випускають холодну каву в пляшках, кавові концентрати та молочні кавові напої, потрібно швидко отримувати великі обсяги стабільного екстракту. Скорочення енергоспоживання на 75% у промислових масштабах — це вже не лабораторна цифра, а пряма економія на кожному виробничому циклі. Наступний крок для команди — підтвердити надійність технології в потоковому режимі: стабільність екстракту, ресурс ультразвукових елементів і відповідність санітарним вимогам.