La fractura y fricción de los granos de café durante la molienda genera electricidad que hace que las partículas de café se agrupen y se adhieran al molinillo. Los investigadores informan el 6 de diciembre en la revista Matter que los granos de café con mayor humedad interna producen menos electricidad estática, lo que significa que se desperdicia menos café y hay menos desorden que limpiar.
Este efecto se puede simular añadiendo una pequeña cantidad de agua a los frijoles inmediatamente antes de molerlos. El equipo también demostró que moler con un chorrito de agua produce un espresso más consistente e intenso.
"La humedad, ya sea residual dentro del café tostado o humedad externa agregada durante la molienda, es lo que dicta la cantidad de carga que se forma durante la molienda", dice el autor principal Christopher Hendon, químico de materiales computacionales de la Universidad de Oregon. P>
"El agua no sólo reduce la electricidad estática y, por lo tanto, reduce el desorden mientras se muele, sino que también puede tener un impacto importante en la intensidad de la bebida y, potencialmente, en la capacidad de acceder a mayores concentraciones de sabores favorables".
Estas mejoras en la extracción de café podrían tener enormes implicaciones económicas para la industria del café, que vale 343.200 millones de dólares o el 1,5% del producto interno bruto de Estados Unidos, dicen los investigadores. "Aumentar la concentración entre un 10% y un 15% para la misma masa de café seco tiene enormes implicaciones para ahorrar dinero y mejorar la calidad", afirma Hendon.
En la industria del café se sabe desde hace mucho tiempo que la molienda del café produce electricidad estática, donde esta electrificación provoca grumos y descargas ocasionales, pero se sabía poco sobre cómo los diferentes atributos del café contribuyen a este fenómeno o cómo afecta la preparación. Para identificar los factores asociados con la generación de electricidad estática durante la molienda del café, Hendon se asoció con vulcanólogos que estudian procesos de electrificación similares durante las erupciones volcánicas.
"Durante la erupción, el magma se divide en muchas partículas pequeñas que luego salen del volcán en esta gran columna, y durante todo ese proceso, esas partículas se frotan entre sí y se cargan hasta el punto de producir un rayo", dice primero El autor y vulcanólogo Joshua Méndez Harper de la Universidad Estatal de Portland. "De una manera simplista, es similar a moler café, donde se toman estos granos y se reducen a un polvo fino".
Los investigadores midieron la cantidad de electricidad estática producida cuando molieron diferentes granos de café tostados comercialmente y en casa, que variaron según factores como el país de origen, el método de procesamiento (natural, lavado o descafeinado), el color del tostado y el contenido de humedad. También compararon el impacto de la aspereza de la molienda en la cantidad de electricidad producida.
No hubo asociación entre la electricidad estática y el país de origen o el método de procesamiento del café, pero los investigadores sí encontraron asociaciones entre la electrificación y el contenido de agua, el color del tostado y el tamaño de las partículas. Se producía menos electricidad cuando el café tenía un mayor contenido de humedad interna y cuando el café se molía en una configuración más gruesa.
Los tuestes claros produjeron menos carga, y era más probable que esta carga fuera positiva, mientras que los tuestes más oscuros, que también tienden a ser más secos, cargaron negativamente y produjeron más carga general. Los investigadores también demostraron que los cafés de tueste oscuro producen partículas mucho más finas que los de tueste claro cuando se muelen en la misma configuración.
A continuación, el equipo probó si moler con agua cambiaba la forma en que se prepara el espresso. Cuando compararon el espresso elaborado con granos de café idénticos molidos con o sin un chorrito de agua, descubrieron que moler con agua daba como resultado un tiempo de extracción más largo y una preparación más fuerte. Moler con agua también dio como resultado tragos de espresso que eran más similares de un trago a otro, superando un obstáculo importante para los baristas y preparadores de café industriales.
Aunque sólo probaron el espresso, los investigadores dicen que estos beneficios se aplicarían a muchos otros métodos de preparación. "El principal beneficio material de agregar agua durante la molienda es que se puede compactar el lecho de manera más densa porque se forman menos grumos", dice Hendon.
"El espresso es el peor infractor de esto, pero también verías el beneficio en formatos de preparación en los que se vierte agua sobre el café o en pequeños sistemas de percolación como una estufa Bialetti. Donde no verás un beneficio durante la preparación es en métodos como la prensa francesa, donde se sumerge el café en agua."
Los investigadores planean continuar con más investigaciones sobre cómo preparar el café perfecto. "Ahora que sabemos qué ajustes de molido utilizar para preparar un espresso reproducible, podemos empezar a intentar comprender qué factores dan lugar a diferencias sensoriales en el sabor del café", afirma Hendon.
Su trabajo también tiene implicaciones más allá de lo cotidiano, ya que la electrificación de materiales granulares es un área activa de investigación en ciencia de materiales, geofísica e ingeniería.
"Es como el comienzo de una broma:un vulcanólogo y un experto en café entran a un bar y luego salen con un artículo", dice Méndez Harper, "pero creo que hay muchas más oportunidades para este tipo de colaboración. y hay mucho más que saber sobre cómo se rompe el café, cómo fluye como partículas y cómo interactúa con el agua. Estas investigaciones pueden ayudar a resolver problemas paralelos en geofísica, ya sean deslizamientos de tierra, erupciones volcánicas o cómo el agua se filtra a través del suelo".
Más información: Joshua Méndez Harper et al, Triboelectrificación controlada por humedad durante la molienda del café, Materia (2023). DOI:10.1016/j.matt.2023.11.005. www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(23)00568-4
Información de la revista: Asunto
Proporcionado por Cell Press
