Ультразвуковой эспрессо: эксперимент австралийских исследователей

Исследователи из Австралии нашли новый способ приготовления эспрессо, который требует на 75% меньше энергии по сравнению с традиционным. Для этого они передали корзине портафильтра механические колебания с помощью ультразвукового рупора. Исследовательская группа назвала такой способ «ультразвуковым эспрессо» и сравнила его с традиционным по общему количеству растворенных твердых веществ (TDS), уровню экстракции, энергопотреблению, вкусу и составу.

В материале рассказываем о результатах и выводах австралийских экспериментаторов. Материал основан на публикации «Researchers Say Ultrasonic Brewing Can Match Espresso, Reduce Energy» с ресурса Daily Coffee News.

Какие были вводные и предпосылки эксперимента с ультразвуком

Обычно для приготовления эспрессо через кофе под высоким давлением пропускают горячую воду. Новая же технология приготовления заключалась в интенсивной подаче ультразвука в течение 2–3 минут к стандартной корзине портафильтра без дополнительного нагрева воды и создания давления. Возникающие вибрации вызывали акустическую кавитацию — быстрое образование и разрушение микроскопических пузырьков вблизи кофейных частиц. По словам исследователей, схлопывающиеся пузырьки действовали как крошечные струи: они разрушали частицы кофе и высвобождали ароматические соединения, масла и кофеин в воду гораздо быстрее, чем при обычном заваривании водой комнатной температуры.

Эксперимент с эспрессо стал вторым в серии приготовлений кофе с помощью ультразвука. Впервые такой способ приготовления исследователи испытали в 2024 году — это был колд брю, который обычно настаивают от 12 до 24 часов. Тогда экспериментаторам удалось заварить кофе менее чем за три минуты с помощью ранней версии ультразвукового рупора.

В эксперименте с ультразвуковым эспрессо авторы задались новой целью — приготовить на воде комнатной температуры напиток с концентрацией и уровнем экстракции, сопоставимыми с традиционным эспрессо.

Что выяснили в ходе эксперимента с ультразвуком

Ключевыми показателями в исследовании стали TDS, уровень экстракции, энергопотребление, а также вкус и химический состав готовых напитков.

Уровень экстракции. Исследователи ориентировались на диапазон экстракции 18–22%, который в классической диаграмме SCA считается оптимальным. При помоле 325 микрон уровень экстракции в ультразвуковом эспрессо достиг 18,03%. В идентичных условиях в процессе заваривания водой комнатной температуры без использования ультразвука уровень экстракции достигал лишь 16,26%. Даже при увеличении времени приготовления и тесте всех настроек помола добиться оптимальных показателей экстракции без ультразвука не удавалось.

Энергопотребление. В ходе приготовления трех напитков одинаковой крепости (примерно 8,7–8,9% TDS) в течение 20 минут ультразвуковая система использовала 0,020 киловатт-часа против 0,0823 киловатт-часа для обычной эспрессо-машины с одной группой. Таким образом, на приготовление ультразвукового эспрессо уходит примерно на 75% меньше энергии. Однако при расчете этих цифр не учитывали количество энергии, которое требуется на пусковой нагрев обычной машины. По словам авторов исследования, этот фактор важнее для домашнего использования, чем для непрерывной коммерческой эксплуатации, на которую они ориентировались.

Вкус. Сто неподготовленных потребителей кофе оценивали вкус образцов традиционного и ультразвукового эспрессо. Образцы подавали при одинаковой температуре — примерно 22 °C. Авторы отметили, что такое решение — недостаток исследования, потому что оно не соответствует условиям подачи напитков дома и в кофейне. С учетом этой оговорки результаты показывают, что потребители не обнаружили существенных различий в аромате, вкусе, степени горечи или общей оценке вкуса между ультразвуковым и традиционным эспрессо.

Химический состав. Исследователи не нашли существенных различий между ультразвуковым и обычным эспрессо в содержании кофеина или хлорогеновой кислоты, которая обладает свойствами антиоксиданта. Не обнаружили они и значимой разницы в общем профиле летучих ароматических соединений.

В заключительном блоке расскажем, где исследователи предлагают ввести новый способ приготовления.

Где применим ультразвук в приготовлении кофе

Применение ультразвука в приготовлении кофе не является нововведением. По крайней мере два производителя уже выпускали на рынок устройства с соответствующими возможностями, в том числе Osma Pro и Sonic Dutch Supersonic S1. Однако ссылки на страницы продаж обеих моделей больше не активны.

Авторы исследования считают, что ультразвуковая система будет наиболее эффективна в приготовлении кофе в промышленных масштабах. Ее возможно масштабировать в соответствии с потребностями предприятий и таким образом сэкономить время и энергопотребление в процессах. Например, ультразвуковая система применима на производствах готовых к употреблению напитков и кофейных концентратов.