Uma equipe de pesquisa da Universidade de Nova Gales do Sul (UNSW Sydney), na Austrália, desenvolveu recentemente um novo método de extração de café expresso que usa ultrassom em vez de alta temperatura e alta pressão para fazer “expresso ultrassônico”. Pode reduzir o consumo de energia em até 75%, mantendo o mesmo sabor e concentração. Os resultados da pesquisa mostram que este método de extração à temperatura ambiente não apenas economiza energia significativamente, mas também reduz significativamente o tempo de produção e espera-se que traga benefícios práticos na produção de café pronto para beber de nível industrial.
De acordo com o processo tradicional, para obter uma xícara de café expresso de alta concentração, a água precisa ser aquecida e passada por café em pó finamente moído sob alta pressão. O consumo de energia deste processo provém principalmente do aquecimento de água e, devido à forte capacidade de armazenamento de calor da água, o consumo global de energia não pode ser subestimado. A equipe da UNSW descobriu que um processo de extração semelhante pode ser concluído à temperatura ambiente usando ultrassom, contornando assim a ligação de aquecimento e reduzindo significativamente os gastos com energia.
A pesquisa foi liderada pelo Dr. Francisco Trujillo, da Escola de Engenharia Química da UNSW, que chamou o novo processo de “expresso ultrassônico”. “É um processo diferente, mas você pode obter a mesma intensidade e corpo do café italiano tradicional em menos de três minutos”, disse Trujillo. Em contraste, os métodos tradicionais requerem aquecimento contínuo da água e manutenção de alta pressão, enquanto as soluções ultrassônicas utilizam inteiramente água em temperatura ambiente para extração.
A equipe de pesquisa já usou o mesmo sistema ultrassônico patenteado para fazer café frio, comprimindo o processo de preparo frio que originalmente levava horas ou mesmo durante a noite para apenas três minutos. Agora eles estão aplicando ainda mais essa tecnologia ao café expresso que requer maior concentração, o que é considerado uma meta mais desafiadora. Comparado com a bebida fria, o café expresso é mais concentrado na intensidade do sabor e no teor de cafeína, o que exige mais eficiência de extração e controle de parâmetros.
Em relação ao processo específico, a equipe de pesquisa se concentrou na otimização de duas variáveis principais: proporção de fermentação e espessura de moagem. Dentre eles, a proporção de preparo (consumo de água por unidade de café em pó) determina diretamente a concentração da bebida final. O excesso de água fará com que o sabor seja diluído. Eles também descobriram que moer os grãos mais finamente pode acelerar significativamente a liberação do sabor, permitindo uma força de extração adequada em menos tempo.
Em termos de estrutura do equipamento, a cesta de filtro de copo de filtro convencional é transformada em um “reator ultrassônico”. Ondas ultrassônicas de alta frequência são geradas por um transdutor interno, fazendo com que toda a cesta do filtro contendo pó de café e água vibre em alta velocidade. Este processo produz um fenômeno de “cavitação acústica” no líquido, no qual pequenas bolhas se formam continuamente e colapsam rapidamente. Quando esse colapso ocorre próximo às partículas de café, formam-se jatos líquidos microscópicos que impactam e rompem a superfície das partículas de café. À medida que a superfície da partícula se desintegra, compostos aromatizantes, óleos e cafeína são liberados na água mais rapidamente, permitindo uma extração eficiente sem depender de altas temperaturas.
A equipe de Trujillo também realizou um teste sistemático do tempo de ação do ultrassom. Os resultados mostraram que quando a duração do ultrassom ficou entre dois minutos e meio a três minutos, foi possível obter uma xícara de café com sabor e concentração mais equilibrados. Durante esse intervalo de tempo, o expresso extraído fica sensorialmente mais próximo das características de sabor da extração tradicional em alta temperatura e alta pressão.
Para avaliar a aceitação do novo processo ao nível do consumidor, a equipa de investigação organizou uma experiência de teste cego com cerca de 100 participantes. Os sujeitos eram todos consumidores comuns que bebiam pelo menos uma xícara de café por semana. O experimento montou quatro amostras de café: italiano tradicional, italiano ultrassônico, café filtrado tradicional e café filtrado ultrassônico. Para garantir resultados imparciais, todas as amostras foram resfriadas à mesma temperatura, colocadas em recipientes de aparência uniforme e servidas em ordem aleatória.
Os participantes foram convidados a avaliar cada amostra em uma escala de nove pontos em termos de aroma, sabor, amargor e gosto geral. Os resultados mostraram que os consumidores não conseguiram sentir diferenças significativas entre o italiano tradicional e o italiano ultrassônico. Os dois tiveram pontuações semelhantes em termos de sabor e preferência geral. A versão ultrassônica não foi claramente identificável no teste cego. No grupo de café filtrado, a avaliação geral dos participantes do café filtrado ultrassônico foi significativamente superior à da versão filtrada tradicional, especialmente em termos de amargor.
“Esses resultados mostram que o uso da extração ultrassônica em temperatura ambiente não prejudica o sabor do café e, em alguns casos, pode até melhorar a sensação na boca”, concluiu Trujillo. Isto significa que mesmo sem as etapas de alta temperatura normalmente associadas à preparação do café, o produto final ainda pode atender ou superar as expectativas do consumidor.
Como a estrutura do sistema é relativamente simples, a equipe de pesquisa acredita que esta tecnologia ultrassônica de extração de café tem a oportunidade de ser aplicada em máquinas de café domésticas no futuro. Contudo, do ponto de vista da poupança de energia, os maiores ganhos potenciais podem advir de aplicações à escala industrial. Atualmente, muitas empresas que produzem bebidas de café prontas para beber em temperatura ambiente ainda dependem de métodos tradicionais de alta temperatura e alta pressão para produzir concentrados. Se mudarem para sistemas ultrassônicos, poderão encurtar o ciclo de processamento e alcançar reduções consideráveis no consumo de energia na produção em grande escala.
Trujillo destacou que para as empresas que produzem produtos de café em escala industrial, o sistema ultrassônico tem potencial para ser ampliado para atender às suas necessidades de capacidade de produção, trazendo vantagens duplas no tempo de processamento e no uso de energia. Nessa escala, o potencial de economia de energia de até 75% é particularmente crítico, e a própria bebida obtida pela extração ultrassônica é uma concentração concentrada italiana, que pode ser usada diretamente como base de produtos prontos para beber, ou transportada na forma de líquido concentrado, e depois diluída e formulada em diferentes bebidas, como bebida gelada ou café com leite, conforme necessário.
Os resultados da pesquisa foram publicados no Journal of Food Engineering. A equipa de investigação acredita que à medida que o mundo presta mais atenção às metas de eficiência energética e de redução de carbono, este tipo de nova tecnologia de processamento de alimentos que reduz o consumo de energia, tendo em conta o sabor, ganhará cada vez mais atenção na indústria de bebidas e na indústria alimentar em geral.