Un metodo completamente nuovo per preparare l’espresso rivoluziona il mondo del caffè.

I ricercatori dell’UNSW di Sydney hanno sfruttato la potenza delle onde sonore ultrasoniche per preparare un caffè forte come l’espresso utilizzando acqua a temperatura ambiente, riducendo il consumo energetico fino al 75%. Quella carica mattutina data da una tazzina di espresso richiede acqua bollente e alta pressione, il che si traduce in un notevole consumo di energia.

Ora, i ricercatori dell’UNSW hanno dimostrato che un ingrediente di questa ricetta potrebbe non essere essenziale: l’acqua calda.

Hanno sviluppato un processo di preparazione completamente nuovo che utilizza acqua a temperatura ambiente per creare un caffè forte come l’espresso, con lo stesso sapore ricco, corpo e la stessa carica di caffeina.

Il processo sfrutta le onde sonore e, non dovendo riscaldare l’acqua, riduce il consumo energetico di circa tre quarti. Il risparmio potrebbe essere particolarmente significativo per le aziende che producono bevande a base di caffè pronte da bere su scala industriale, sia in termini di consumo energetico che di tempo di preparazione.

Il dottor Francisco Trujillo e il suo team della Facoltà di Ingegneria Chimica dell’UNSW hanno sviluppato un sistema che utilizza gli ultrasuoni, onde sonore ad alta frequenza ben al di sopra di quelle udibili dall’orecchio umano, per estrarre il sapore, l’aroma e la concentrazione desiderati dalla polvere di caffè.

La loro ricerca, pubblicata sul Journal of Food Engineering , comprendeva esperimenti di assaggio alla cieca che hanno dimostrato come la loro versione di espresso a temperatura ambiente, preparata con ultrasuoni, fosse indistinguibile dal caffè preparato con il metodo tradizionale.

“Lo chiamiamo espresso a ultrasuoni. È un procedimento diverso, ma si ottiene la stessa ricchezza e concentrazione di un normale espresso in meno di tre minuti”, afferma il dottor Trujillo.

“Tradizionalmente, l’espresso si prepara facendo passare acqua calda attraverso il caffè sotto pressione. Ma con gli ultrasuoni possiamo usare acqua a temperatura ambiente, riducendo il consumo energetico fino al 75%.”

“E quando abbiamo offerto il nostro espresso preparato con ultrasuoni a 100 bevitori abituali di caffè, in un test randomizzato, non sono riusciti a distinguerlo da un normale espresso.”

Il dottor Trujillo aveva precedentemente sviluppato il sistema a ultrasuoni brevettato per creare caffè freddo , la cui produzione richiede solitamente dalle 12 alle 24 ore, in soli tre minuti.

Tuttavia, il caffè preparato a freddo ha un sapore nettamente diverso dall’espresso, spesso descritto come molto più diluito, morbido e delicato, e contiene anche circa un quinto della concentrazione di caffeina.

Forte espresso con acqua fredda

Il team dell’UNSW ha continuato a lavorare per adattare il sistema a ultrasuoni in modo da creare un espresso intenso senza bisogno di acqua calda.

Il processo ha trasformato un tradizionale cestello filtro in un reattore a ultrasuoni per infondere il caffè macinato. Il cestello genera onde sonore ad alta frequenza che contribuiscono a estrarre sapore, aroma e corpo dal caffè macinato.

Il cuore del sistema è un trasduttore: un piccolo dispositivo metallico che genera ultrasuoni premendo contro le pareti del cestello contenente il caffè macinato. Gli ultrasuoni fanno vibrare rapidamente il cestello, trasmettendo le vibrazioni sia al caffè macinato che all’acqua.

Gli ultrasuoni creano un fenomeno chiamato cavitazione acustica , che consiste nella rapida formazione e nel successivo collasso di bolle microscopiche nel liquido. Quando queste minuscole bolle collassano in prossimità delle particelle di caffè, agiscono come microscopiche spazzole o getti di liquido, frantumando e sgretolando la polvere di caffè e accelerando il processo di infusione.

Questo processo contribuisce a rompere la superficie dei fondi di caffè e permette ai composti aromatici, agli oli e alla caffeina di disciogliersi nell’acqua molto più velocemente di quanto avverrebbe normalmente a temperature così basse.

Il risultato è un caffè concentrato e aromatico, paragonabile all’espresso preparato con macchine tradizionali, ma prodotto utilizzando acqua a temperatura ambiente e molta meno energia.

“Abbiamo lavorato su una serie di parametri per scoprire come preparare l’espresso perfetto con il metodo a ultrasuoni”, afferma il Dott. Trujillo.

“L’aspetto più importante era il rapporto di infusione, ovvero la quantità di acqua utilizzata per grammo di caffè, perché questo contribuisce a garantire che la bevanda finale sia concentrata e non troppo diluita.”

“Un altro fattore importante è la finezza della macinatura dei chicchi di caffè. Abbiamo scoperto che macinandoli più finemente si riesce a estrarre l’aroma più rapidamente.”

“Abbiamo anche sperimentato con la durata dell’applicazione delle onde sonore, poiché questo può influenzare sia la concentrazione che l’aroma del caffè. Abbiamo scoperto che un intervallo tra due minuti e mezzo e tre minuti è l’ideale per ottenere una tazza equilibrata.”

Per verificare i loro risultati, i ricercatori hanno anche condotto una valutazione sensoriale in cieco, in cui i partecipanti non sapevano quale caffè stessero bevendo.

Sono state testate quattro bevande: espresso tradizionale, espresso preparato con ultrasuoni, caffè filtro tradizionale e caffè filtro preparato con ultrasuoni. Tutti i caffè sono stati preparati al momento, raffreddati alla stessa temperatura, serviti in tazze identiche e codificate e presentati in ordine casuale per evitare distorsioni nei risultati.

Hanno partecipato circa 100 bevitori abituali di caffè. Non si trattava di esperti qualificati, ma di consumatori comuni che bevono caffè almeno una volta alla settimana.

Ciascun partecipante ha valutato i caffè su una semplice scala di nove punti per aroma, sapore, amarezza e gradimento generale.

Degustazione

I risultati sono stati sorprendenti. Per quanto riguarda gli espressi, non sono state riscontrate differenze significative tra la versione tradizionale e quella a ultrasuoni in nessuna delle misurazioni del gusto. La maggior parte dei partecipanti non è stata in grado di distinguerle con certezza e non è emersa una chiara preferenza per l’uno o l’altro metodo.

Per quanto riguarda il caffè filtro, tuttavia, la versione preparata con gli ultrasuoni ha ottenuto risultati ancora migliori: i partecipanti l’hanno preferita nettamente nel complesso, valutando in particolare la sua amarezza come più gradevole.

“Questi risultati hanno dimostrato che l’utilizzo degli ultrasuoni non ha alterato il sapore del caffè e, in alcuni casi, lo ha addirittura migliorato, nonostante la preparazione avvenisse a temperatura ambiente e senza il calore normalmente impiegato nella preparazione del caffè”, afferma il dottor Trujillo.

Sebbene i ricercatori affermino che il loro nuovo sistema potrebbe essere sviluppato con relativa facilità in una macchina da caffè automatica per uso domestico, la maggiore opportunità si presenterà probabilmente per i produttori commerciali su larga scala di bevande a base di caffè.

“Esistono aziende che producono prodotti a base di caffè su scala industriale e siamo certi che questo sistema a ultrasuoni possa essere ampliato per soddisfare le loro esigenze, offrendo vantaggi concreti in termini di riduzione dei tempi di lavorazione e del consumo energetico”, afferma il Dott. Trujillo.

“Il risparmio energetico del 75% è particolarmente vantaggioso su questa scala e ci permette inoltre di produrre il caffè molto rapidamente.”

“Dato che il processo produce un caffè concentrato, con una forza simile a quella dell’espresso, può essere utilizzato direttamente per la produzione di bevande pronte da bere, oppure spedito come concentrato e successivamente diluito in una varietà di bevande, tra cui il cold brew e le bevande a base di caffè e latte.”

Punti salienti

• Gli ultrasuoni consentono di preparare il caffè espresso a bassa temperatura.
• Un innovativo design del corno risonante ha migliorato il trasferimento di energia e la stabilità del generatore.
• La preparazione del caffè con ultrasuoni ha utilizzato il 24,3% dell’energia utilizzata dalla tradizionale macchina per espresso.
• on sono state rilevate differenze sensoriali significative tra Esp e US-Esp quando entrambi sono stati serviti a 22 °C.
• Nello studio sensoriale, il caffè preparato con filtro a ultrasuoni è stato preferito al tradizionale caffè preparato con il metodo pour-over.

Astratto

Questo studio dimostra che è possibile preparare un caffè di intensità pari a quella dell’espresso a bassa temperatura in 2-3 minuti utilizzando un sonoreattore a ultrasuoni brevettato che accoppia ultrasuoni ad alta intensità direttamente in un cestello per caffè durante la percolazione dell’acqua attraverso un letto di caffè pressato liberamente. È stato sviluppato un nuovo design a tromba per eccitare le modalità di risonanza dominanti nel cestello del caffè, creando un reattore a ultrasuoni risonante con molteplici zone di cavitazione e un funzionamento più stabile del generatore di ultrasuoni. Regolando la granulometria, il rapporto di infusione, la potenza degli ultrasuoni e il tempo di estrazione, l’estrazione assistita da ultrasuoni ha raggiunto valori di solidi totali disciolti (TDS) e rese di estrazione (EY) entro l’intervallo associato all’espresso tradizionale, raggiungendo la regione EY ideale definita dalla Speciality Coffee Association (SCA) (18-22%) con la macinatura più fine testata. In condizioni identiche senza ultrasuoni, non è stato possibile ottenere un’estrazione di intensità pari a quella dell’espresso a bassa temperatura. Non sono state rilevate differenze statisticamente significative nei principali marcatori fisico-chimici (colore, pH, caffeina e concentrazioni di acido clorogenico) tra i metodi (p > 0,05) e la profilazione dei composti volatili nello spazio di testa non ha mostrato differenze complessive significative nella composizione aromatica nelle condizioni testate. I test sensoriali dei consumatori non hanno indicato una preferenza significativa tra l’espresso preparato con ultrasuoni e quello convenzionale per quanto riguarda i principali attributi edonici (p > 0,05) nelle condizioni testate, mentre il caffè filtro preparato con ultrasuoni è stato significativamente preferito rispetto al caffè filtro convenzionale (p < 0,05). Inoltre, le misurazioni energetiche hanno mostrato che, a parità di intensità della bevanda (TDS), il sistema a ultrasuoni ha consumato solo il 24,3% dell’energia richiesta da una macchina per espresso convenzionale (riduzione di circa il 75%). Nel complesso, la percolazione assistita da ultrasuoni consente una produzione rapida e a bassa temperatura sia di caffè espresso che di caffè filtro con prestazioni edoniche accettabili, offrendo un’alternativa versatile ed efficiente dal punto di vista energetico alle tecnologie di preparazione tradizionali.

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