مقدمه: وقتی نمودار دمآوری دیگر کافی نیست
نمودار «کنترل دمآوری قهوه» سالهاست برای بسیاری از باریستاها و مدرسان قهوه، نقش نقشهی راه را بازی میکند؛ نسبتی از قهوه به آب (Ratio)، عددی برای غلظت نوشیدنی (٪TDS) و درصد عصارهگیری (٪Extraction)، و در نهایت یک بازهی طلایی که قرار است «فنجان طلایی» یا «ناحیهی ایدهآل» ما باشد.
اما در عمل بارها با فنجانهایی روبهرو شدهایم که از نظر درصد TDS و درصد عصارهگیری در همان ناحیهی ایدهآل قرار دارند، ولی از نظر حسی با هم متفاوتاند؛ یا حتی با وجود حضور در «ناحیهی ایدهآل»، به مذاقمان خوش نمیآیند. این همان جاییست که نمودار کلاسیک از پاسخگویی به پیچیدگی فنجان قهوه عقب میماند.
چند سال پیش در تحریریهی آیکافی، در مقالهای تحت عنوان «آغاز پایان نمودار دمآوری قهوه»، به نتایج پروژهی «Towards a New Brewing Chart» از مرکز قهوهی UC Davis و پیشنهاد انجمن قهوه تخصصی (SCA) برای بازطراحی این نمودار پرداختم؛ جایی که برای اولین بار بهطور جدی مطرح شد که یک نمودار دوبعدی بر پایهی درصدهای TDS و عصارهگیری، نمیتواند همهی واقعیت حسی فنجان را توضیح دهد. چند روز پیش یک مقالهی تازه در نشریه Nature Communications، این بحث را وارد مرحلهای کاملاً جدید کرد: سنجش مستقیم غلظت نوشیدنی و برشتهگی قهوه به کمک ولتامتری چرخهای، آن هم بدون هیچگونه آمادهسازی اضافی نمونه.
مسئله چیست؟ محدودیت TDS و نمودار کلاسیک
صنعت قهوه از دههی ۵۰ میلادی تا امروز، عمدتاً از ریفرکتومتر (Refractometer) برای اندازهگیری درصد TDS استفاده کرده و بر اساس آن، درصد عصارهگیری را برآورد کرده است. مشاهدهی تجربی این بوده که در بازهی ۱۸٪ تا ۲۲٪ عصارهگیری و ۱٫۱۵٪ تا ۱٫۳۵٪ TDS، معمولاً یک فنجان قهوه دمی قابلقبول بهدست میآید؛ مبنایی که به شکلگیری نمودار کلاسیک کنترل دمآوری انجامید. اما یک مشکل بنیادی در این رویکرد وجود دارد: ریفرکتومتر فقط «شدت شکست نور» را میبیند، نه ماهیت مواد حلشده را. بهعنوان مثال محلول ۲٪ گلوکز میتواند همان ضریب شکست محلول اتانول ۴٪ را داشته باشد؛ یعنی دو ترکیب شیمیایی و دو تجربهی حسی کاملاً متفاوت، از نظر ابزار اندازهگیری «یکی» دیده میشوند.
در قهوه، این یعنی اگر دو نوشیدنی TDS برابر داشته باشند، ابزار نمیتواند به ما بگوید ترکیب آنها از نظر اسیدها، فنولها، قندها، ترکیبات برشتهگی و … چگونه با هم تفاوت دارند؛ در حالی که زبان و بینی ما در فنجان، این تفاوت را بهخوبی حس میکنند. پژوهش UC Davis که SCA بر پایهی آن پروژهی «نمودار دمآوری جدید» را تعریف کرد، دقیقاً همین شکاف را نشان داد: دو فنجان با TDS و درصد عصارهگیری مشابه میتوانند از نظر تعادل شیرینی، ترشی، تلخی و پذیرش مصرفکننده، رفتار کاملاً متفاوتی داشته باشند. در مقالهی «آغاز پایان نمودار کنترل دمآوری» در آیکافی، به این نکته پرداختم که زمان آن رسیده نمودار کلاسیک را نه بهعنوان قانون، که بهعنوان یک تقریب اولیه ببینیم؛ ابزاری که بدون اتصال مستقیم و کافی به علوم حسی، بیش از حد فرآیند را سادهسازی میکند.
مقالهی جدید Nature Communications چه میگوید؟
مقالهی جدید با عنوان «Direct electrochemical appraisal of black coffee quality using cyclic voltammetry» یک رویکرد کاملاً متفاوت پیشنهاد میکند: استفاده از ولتامتری چرخهای (CV) برای ارزیابی نوشیدنی قهوه، آن هم مستقیماً در خود فنجان. پژوهشگران نشان میدهند که با یک الکترود پلاتین و بدون افزودن الکترولیت یا آمادهسازی پیچیده، میتوان دو ویژگی کلیدی فنجان را بهطور جداگانه اندازه گرفت: «غلظت نوشیدنی» (Strength) و «سطح برشتهگی» (Roast Level).
در این روش، قهوه بهعنوان یک محلول رسانا و خودبافر عمل میکند و پاسخ الکتروشیمیایی آن در ناحیهی کاتدی (قبل از شروع تولید گاز هیدروژن) بررسی میشود. نتیجهی کلیدی این است که جریان الکتریکی گذرنده در یک ویژگی خاص از منحنی (مرتبط با جذب و رهایش پروتون روی سطح پلاتین) بهطور خطی با TDS نوشیدنی تغییر میکند؛ یعنی این ویژگی میتواند بهعنوان محکی برای غلظت فنجان بهکار رود.
از سوی دیگر، با تکرار اسکنها، مواد آلی قهوه (از جمله کافئین و اسیدهای کلروژنیک) بهتدریج روی سطح الکترود رسوب میکنند و باعث کاهش جریان در سیکلهای بعدی میشوند؛ شدت این سرکوب جریان، بهطور معنیداری به رنگ برشتهگی (Agtron) وابسته است.
به زبان ساده، این گروه تحقیقاتی توانستهاند «غلظت نوشیدنی و تأثیر برشتهگی بر ترکیب شیمیایی» را در یک آزمون واحد، از هم تفکیک کنند؛ چیزی که TDS بهتنهایی از انجامش ناتوان است.
چرا این کار برای باریستاها و مدرسان مهم است؟
اهمیت این پژوهش در این است که برای نخستینبار یک آزمون کمی ارائه میدهد که مستقیماً به «ترکیب شیمیایی مرتبط با تجربهی حسی» گره میخورد، نه فقط به مقدار مادهی حلشده. پژوهشگران نشان میدهند که در یک سری برشتهکاری از روشن تا تیره، اگر همهی نمونهها را به یک TDS واحد (مثلاً ۱٪) رقیق کنیم، پاسخ ولتامتری هنوز هم بین نمونهها تفاوت معنادار نشان میدهد؛ نمونههای روشنبرشت در همان TDS، بار الکتریکی بیشتری عبور میدهند و رفتار الکتروشیمیایی متفاوتی دارند. آنها سپس همین رویکرد را در سناریوی واقعی کیفیتسنجی در برشتهکاری آزمایش میکنند: چهار دسته قهوه با رنگ نهایی تقریباً یکسان که یکی از آنها در ارزیابی حسی توسط برشتهکار بهدلیل عیوب طعمی رد شده است. TDS و رنگ ظاهری بین این چهار نمونه عملاً تفاوت معنیداری نشان نمیدهند، اما پاسخ الکتروشیمیایی (میزان شارژ عبوری در سیکل اول) دقیقاً همان دستهی ردشده را از سه دستهی قابلقبول جدا میکند؛ یعنی آزمون الکتروشیمیایی، با ارزیابی حسی برشتهکار همراستا است.
اینجا همان نقطهایست که بحث «آغاز پایان نمودار کنترل دمآوری» دوباره برجسته میشود: اگر دو فنجان با TDS و درصد عصارهگیری یکسان میتوانند از نظر حسی و از نظر پاسخ الکتروشیمیایی متفاوت باشند، تکیهی صرف بر نموداری که فقط این دو عدد را میبیند، ناگزیر محدود است.
نمودار کلاسیک، قهوه را به یک سطح دوبعدی از غلظت و عصارهگیری تقلیل میدهد، حال آنکه هم پژوهش UC Davis روی نمودار جدید SCA و هم این مقالهی تازه، نشان میدهند که ترکیب شیمیایی و در نتیجه پروفایل حسی، بُعد سوم (و حتی چند بعد دیگر) این داستان است.
پل میان این پژوهش و پروژهی «نمودار جدید دمآوری» SCA
پروژهی «Towards a New Brewing Chart» در SCA عملاً از دل تحلیل حسی و پژوهشهای مصرفکننده بیرون آمد: آنها نشان دادند که باید مفاهیمی مانند تعادل ترشی–تلخی، شیرینی، تنواری و پذیرش مصرفکننده را روی نمودار دمآوری بنشانیم؛ نه فقط یک مرز «کمعصارهگیری/بیشعصارهگیری».
مقالهی جدید Nature Communications، از زاویهای کاملاً متفاوت و با ابزار الکتروشیمی، به همان نتیجه میرسد: دو فنجان با TDS یکسان، بهسبب تفاوت در مجموعهی ترکیبات آلی (اسیدهای کلروژنیک، کافئین، محصولات برشتهگی و …)، رفتار الکتروشیمیایی متفاوتی دارند و در نتیجه لزوماً تجربهی حسی یکسانی ایجاد نمیکنند.
اگر مقالهی SCA را «نمودار حسی جدید» بنامیم، این پژوهش جدید را میتوانیم گامی به سمت یک «نمودار شیمیایی–حسی» ببینیم که لایهای از دادههای عینیِ شیمیمحور را به بحث اضافه میکند. به بیان دیگر، آنچه چند سال پیش تحت عنوان «آغاز پایان نمودار کنترل دمآوری» مطرح شد، امروز با این مقاله از سطح فرضیه و بحث نظری، یک گام دیگر به سمت ابزارهای عملی و قابلپیادهسازی در برشتهکاریها و آزمایشگاههای تحقیقاتی نزدیک شده است.
این یافتهها برای آموزش و کار روزمره ما چه معنایی دارد؟
برای مربیان و متخصصان قهوه، پیام این پژوهش دو لایه دارد:
- در لایهی عملی روزمره، نمودار کنترل دمآوری همچنان برای آموزش مفاهیم پایه مثل نسبت، غلظت و عصارهگیری، ابزاری مفید است؛ اما باید بهصراحت بگوییم که «ناحیهی طلایی» تضمینکنندهی خوشطعمبودن فنجان نیست، بلکه نقطهی شروعی برای جستوجوی طعمی است.
- در لایهی پیشرفته، بهویژه برای آموزش علوم حسی، برشتهکاری و پژوهش، لازم است نمودار کلاسیک را در کنار ابزارهایی قرار دهیم که به ترکیب شیمیایی حساساند؛ چه در قالب حسگرهای الکتروشیمیایی که این مقاله پیشنهاد میکند، چه در قالب نمودارهای حسی–مصرفکنندهی جدید SCA.
این مقاله همچنین برای کیفیتسنجی در برشتهکاری پیام مهمی دارد: میتوان با چند اسکن الکتروشیمیایی در یک سیستم ساده، تفاوت دستههایی با رنگ و TDS مشابه را که در ارزیابی حسی متفاوت ارزیابی شدهاند، بهطور کمی ثبت کرد؛ یعنی پلی میان «زبان» برشتهکار و دادهی قابلثبت و تکرار.
برای ما که در فضای آموزشی کار میکنیم، این نوع پژوهشها فرصت خوبی است تا در کلاسهای علوم حسی، دانشجویان را از سطح «حفظکردن اعداد نمودار» به سمت درک عمیقتر پیوند بین ترکیب شیمیایی، ابزارهای اندازهگیری و احساس فنجان ببریم.
جمعبندی و مسیر پیشرو
اگر چند سال پیش بحث روی این بود که نمودار کنترل دمآوری باید بر اساس دادههای حسی و سلیقهی مصرفکننده بازطراحی شود، امروز پژوهشهای تازه نشان میدهند که حتی از نظر شیمیتحلیلی نیز، نگاه دوبعدی TDS–عصارهگیری کافی نیست.
ولتامتری چرخهای که در این مقاله معرفی شده، هنوز ابزار فردای هر باریستا نیست؛ اما بهخوبی نشان میدهد که میتوان به سمت ابزارهایی رفت که غلظت نوشیدنی و اثر برشتهگی را جداگانه و با حساسیت بالا اندازه بگیرند و از آن مهمتر، به چیزی نزدیک شوند که ما در فنجان میچشیم.
به نظر میرسد آنچه سالها پیش تحت عنوان «آغاز پایان نمودار کنترل دمآوری» مطرح شد، امروز بیش از هر زمان دیگری واقعبینانه است؛ نه به معنای کنارگذاشتن کامل نمودار، بلکه به معنای عبور از آن بهعنوان تنها مرجع و حرکت بهسوی مدلهایی که هم با زبان حسی ما سازگارند، هم با شیمی درون فنجان.
در این مسیر، نقش ما مربیان علوم حسی قهوه، ترجمهی این یافتههای پیچیدهی آزمایشگاهی به زبان قابلفهم و کاربردی برای باریستاها، برشتهکارها و علاقهمندان است؛ تا بین نمودار، دستگاه اندازهگیری و آنچه در فنجان تجربه میکنیم، پلی آگاهانه و انتقادی برقرار شود.
منابع:
https://sca.coffee/sca-news/25/issue-13/towards-a-new-brewing-chart
https://www.nature.com/articles/s41467-026-71526-5
رسول ظریفی، مدیر آموزش و مدرس کیا آکادمی است. او فعالیت حرفهای خود را در زمینهی قهوه از سال ۱۳۹۴ بهصورت آکادمیک و با گذراندن دورههای انجمن قهوه تخصصی اروپا SCAE شروع کرد. مدیریت آموزش، کمکمدرس، مدرس دورههای تخصصی قهوه در تمام شاخهها و داوری بخش حسی و فنی مسابقات قهوه از جمله سوابق کاری او بهحساب میآید. علاقهمندی او طبق گفتهی خودش، علم آنالیز حسی است و هماکنون نیز شاخهی مهارتهای حسی را در کیا آکادمی تدریس میکند.
