Siswa MIT merevolusi pembuatan bir kopi dengan sains mutakhir

Sarjana Mit Kelas memadukan sains, eksperimen langsung, dan cinta untuk kopi untuk memicu rasa ingin tahu.

Dalam kursus MIT perintis memadukan kuliah kimia dengan pembuatan bir langsung, siswa seperti Elaine Jutamulia dan Omar Orozco Eksperimen dengan aditif untuk meningkatkan citarasa kopi, menggunakan instrumen canggih seperti spektrometer inframerah untuk membedah dampak pada profil kimia kopi.

Ilmu Kopi dan Eksperimen Rasa

Elaine Jutamulia '24 menyesap kopi yang diresapi dengan beberapa tetes ekstrak adas manis. Itu adalah upaya keduanya.

“Bagaimana menurutmu?” tanya Omar Orozco, berdiri di meja lab di MIT's Breakerspace, dikelilingi oleh serangkaian filter, panci pembuatan bir, dan alat pembuat kopi lainnya.

“Saya pikir ketika saya pertama kali mencobanya, itu masih sangat pahit,” kata Jutamulia dengan serius. “Tapi aku pikir sekarang sudah sedikit tenggelam – itu mengeluarkan beberapa kepahitan.”

Menyeduh cangkir yang sempurna

Jutamulia dan Orozco, senior MIT saat ini, keduanya terdaftar di Kelas 3.000, Coffee Matters: Menggunakan Breakerspace untuk membuat cangkir yang sempurnakursus baru yang diperkenalkan pada musim semi 2024. Kelas ini memadukan kuliah kimia dengan eksperimen kopi dan proyek kelompok langsung. Tim mereka berfokus pada bagaimana aditif seperti adas manis, garam, dan minyak cabai mempengaruhi ekstraksi kopi – proses melarutkan senyawa rasa dari kopi bubuk ke dalam air – dalam upaya untuk meningkatkan rasa dan memperbaiki kesalahan pembuatan bir yang umum.

Bersamaan dengan mencicipi, mereka menggunakan spektrometer inframerah untuk mengidentifikasi senyawa kimia dalam sampel kopi yang berkontribusi terhadap rasa. Apakah adas manis membuat kopi pahit lebih halus? Bisakah minyak cabai menyeimbangkan rasanya?

“Secara umum, jika kami bisa membuat rekomendasi, itulah yang kami coba temukan,” kata Orozco.

Inovasi dalam Studi Kopi

“Kelas Penemuan” tiga unit yang dirancang untuk membantu siswa tahun pertama menjelajahi jurusan, 3.000 sangat populer, mendaftarkan lebih dari 50 siswa. Keberhasilannya didorong oleh minuman pada intinya dan pendekatan langsung kelas, yang mendorong siswa untuk mengajukan dan menjawab pertanyaan yang mungkin tidak mereka miliki.

Untuk jurusan Aeronautika dan Astronotika Gabi McDonald dan McKenzie Dinesen, Coffee adalah undian, tetapi kelas mendorong mereka untuk bereksperimen dan berpikir dengan cara baru. “Sangat mudah untuk mengantar orang -orang seperti kita, yang suka kopi, dan, 'Ya ampun, ada kelas di mana kita bisa pergi membuat kopi separuh waktu dan mencoba semua jenis hal yang berbeda?'” Kata McDonald.

Teknik analitik canggih

Kelas ini memasangkan kuliah mingguan tentang topik -topik seperti kimia kopi, anatomi dan komposisi biji kopi, efek pemanggangan, dan proses pembuatan bir dengan sesi mencicipi – siswa mencicipi kopi yang diseduh dari berbagai kacang, panggang, dan gilingan. Di MIT Breakerspace, ruang baru di kampus yang disusun dan dikelola oleh Departemen Ilmu dan Teknik Bahan (DMSE), siswa menggunakan peralatan seperti mikroskop optik digital untuk memeriksa partikel kopi tanah dan mikroskop elektron pemindaian, yang menembakkan balok elektron di sampel untuk mengungkapkan penampang kacang dengan detail yang menakjubkan.

Setelah siswa belajar mengoperasikan instrumen untuk tugas -tugas yang dipandu, mereka membentuk kelompok dan merancang proyek mereka sendiri.

“Pengemudi untuk proyek -proyek itu adalah beberapa pertanyaan yang mereka miliki tentang kopi yang dikumpulkan oleh salah satu kuliah atau sesi mencicipi, atau hanya sesuatu yang selalu ingin mereka ketahui,” kata Profesor DMSE Jeffrey Grossman, yang merancang dan mengajar kelas. “Lalu mereka akan menggunakan satu atau lebih dari peralatan ini untuk menjelaskannya.”

Pendekatan interdisipliner dan proyek siswa

Grossman melacak asal -usul kelas hingga visi awalnya untuk Breakerspace, laboratorium untuk analisis material dan lounge untuk mahasiswa sarjana MIT. Dibuka pada November 2023, ruang ini memberi siswa pengalaman langsung dengan ilmu material dan teknik, bidang interdisipliner yang menggabungkan kimia, fisika, dan teknik untuk menyelidiki komposisi dan struktur bahan.

“Dunia terbuat dari barang -barang, dan ini adalah alat untuk memahami hal -hal itu dan menghidupkannya,” kata Grossman. Jadi dia membayangkan kelas yang akan memberi siswa “dorongan yang menginspirasi dan menginspirasi.”

“Lalu pertanyaannya bukan pedagogi, itu adalah, 'Apa kailnya?' Dalam sains material, ada banyak arah yang bisa Anda tuju, tetapi jika Anda memiliki satu yang menginspirasi orang karena mereka mengetahuinya dan mungkin sudah menyukainya, maka itu menarik. “

Piala ambisi

Pengait itu, tentu saja, adalah kopi, minuman yang paling banyak dikonsumsi demi air. Itu menangkap imajinasi siswa dan memotivasi mereka untuk mendorong batas.

Orozco membawa cukup banyak pengetahuan kopi ke kelas. Pada tahun 2023, ia mengajar di Meksiko melalui Program Misti Global Teaching Labs, di mana ia berkeliling beberapa peternakan kopi dan memperoleh pengetahuan yang lebih dalam tentang minuman tersebut. Dia belajar, misalnya, bahwa kopi hitam, yang bertentangan dengan pendapat umum Amerika, tidak pahit secara alami; Kepahitan muncul dari senyawa tertentu yang berkembang selama proses pemanggangan.

Eksperimen dan Penemuan

“Jika Anda benar -benar menyeduh dengan kacang yang tepat, rasanya benar -benar enak,” kata Orozco, seorang humaniora dan jurusan teknik. Setahun kemudian, pada 3.000, ia memperluas pemahamannya tentang membuat minuman yang baik, terutama melalui proyek kelompok dengan Jutamulia dan siswa lain untuk memperbaiki kopi yang buruk.

Kelompok ini menyiapkan sampel kontrol kopi “diseduh sempurna”-berdasarkan rasa, rasio kopi-ke-air, dan standar lain yang tercakup dalam kelas-di samping kopi yang kurang diekstraksi dan diekstraksi berlebihan. Kopi yang kurang terekstraksi, dibuat dengan air yang tidak cukup panas atau diseduh untuk waktu yang terlalu singkat, rasanya tajam atau asam. Kopi yang diekstraksi berlebihan, diseduh dengan terlalu banyak kopi atau terlalu lama, rasanya pahit.

Sampel kopi tersebut mendapat aditif dan dianalisis menggunakan spektroskopi Fourier Transform Infrared (FTIR), mengukur bagaimana kopi diserap cahaya inframerah untuk mengidentifikasi senyawa terkait rasa. Jutamulia memeriksa pembacaan FTIR yang diambil dari sampel dengan jus jeruk nipis untuk melihat bagaimana sitrik asam mempengaruhi profil kimianya.

“Bisakah kita menemukan korelasi antara apa yang kita lihat dan pengukuran asam sitrat yang sudah ada?” tanya Jutamulia, yang mempelajari perhitungan dan kognisi di MIT, lulus Mei lalu.

Kopi beku dan efeknya

Kelompok lain terjun ke penyimpanan kopi, mempertanyakan mengapa kebijaksanaan konvensional menyarankan agar tidak membeku.

“Kami hanya ingin tahu mengapa itu masalahnya,” kata Jurusan Teknik Listrik dan Ilmu Komputer Noah Wiley, seorang penggemar kopi dengan mesin espresso sendiri.

Tim membandingkan metode seperti pembekuan kopi yang diseduh, bubuk kopi beku, dan tanah utuh setelah pembekuan, mengevaluasi dampaknya pada rasa dan komposisi kimia.

“Kalau begitu kita akan melihat mana yang rasanya enak,” kata Wiley. Tim menggunakan lembar ulasan kopi kelas untuk merekam atribut seperti keasaman, kepahitan, rasa manis, dan rasa keseluruhan, memasangkan hasilnya dengan analisis FTIR untuk menentukan bagaimana penyimpanan yang mempengaruhi rasa.

Wiley mengakui bahwa “baik” itu subyektif. “Terkadang ada konsensus kelompok. Saya pikir orang -orang menyukai kopi yang lebih lengkap, bukan berair, ”katanya.

Proyek siswa lain membandingkan kadar kafein dalam berbagai jenis kopi, menganalisis efek kopi microwave pada komposisi dan rasanya kimianya, dan menyelidiki perbedaan antara biji kopi otentik dan palsu.

“Kami memberi para siswa beberapa surat untuk dilihat jika mereka tertarik,” kata Justin Lavallee, manajer breakerspace dan co-guru kelas. “Tapi kebanyakan kami menyuruh mereka fokus pada sesuatu yang ingin mereka pelajari lebih lanjut.”

Pembelajaran dan keingintahuan yang lebih luas

Selain menjawab pertanyaan spesifik tentang kopi, baik siswa maupun guru mendapatkan wawasan yang lebih dalam tentang minuman.

“Kopi adalah bahan yang rumit. Ada ribuan molekul dalam kacang, yang berubah saat Anda memanggang dan mengekstraknya, ”kata Grossman. “Jumlah cara Anda dapat merekayasa koleksi molekul ini – sangat mendalam, mulai dari di mana dan bagaimana kopi tumbuh hingga bagaimana ceri kemudian disuguhi untuk mendapatkan kacang hingga bagaimana kacang dipanggang dan digiling ke metode pembuatan bir yang Anda gunakan. “

Dinesen belajar secara langsung, menemukan, misalnya, bahwa daging panggang yang lebih gelap memiliki kafein lebih sedikit daripada daging panggang yang lebih ringan, menusuk kesalahpahaman umum. “Anda bisa sangat memvariasikan kopi – hanya dengan panggang kacang, ukuran tanah,” katanya. “Sangat mudah dimanipulasikan, jika itu kata.”

Menjelajahi preferensi pribadi

Dinesen dan McDonald tidak hanya belajar tentang sains dan kimia kopi tetapi juga mengambil teknik pembuatan bir baru, seperti menggunakan kerucut tuangkan. Mereka bahkan menjadikan kopi bagian dari rutinitas studi mereka, menyeduh dan menguji berbagai metode saat mengerjakan set masalah untuk kelas mereka yang lain.

“Saya akan meletakkan kerucut tuangkan saya di ransel saya dengan tas ziploc penuh dengan alasan, dan kami akan pergi ke pusat mahasiswa dan mengeluarkan kerucut, filter, dan bubuk kopi,” kata McDonald. “Dan kemudian kita akan melakukan tuangkan saat melakukan p-set. Kami juga menguji jumlah air yang berbeda. Itu menyenangkan. ”

Tony Chen, jurusan Ilmu dan Teknik Material, tercermin pada judul 3.000 – “Menggunakan Breakerspace untuk membuat cangkir yang sempurna” – dan apakah membuat cangkir yang sempurna dimungkinkan. “Saya tidak berpikir ada satu cangkir yang sempurna karena setiap orang memiliki preferensi sendiri. Saya belum berpikir saya sudah mendapatkan milik saya, ”katanya.

Antusiasme untuk kompleksitas kopi dan proses penemuan persis seperti yang diharapkan Grossman untuk menginspirasi murid -muridnya. “Bagian terbaik bagi saya adalah hanya melihat mereka mengembangkan rasa penasaran mereka sendiri,” katanya.

Dia mengingat sesaat di awal kelas ketika siswa, setelah diberi demo mikroskop optik, melihat tekstur permukaan biji kopi yang diperbesar, nuansa warna berbintik-bintik, dan pola sel-sel kecil yang tidak seperti sarang lebah.

“Mereka seperti, 'Tunggu sebentar. Bagaimana jika kita menambahkan air panas ke tanah saat berada di bawah mikroskop? Apakah kita akan melihat ekstrakinya? ' Jadi, mereka mendapatkan air panas dan beberapa biji kopi bubuk, dan lihatlah, itu terlihat berbeda. Mereka bisa melihat ekstraksi di sana, ”kata Grossman. “Sepertinya mereka memiliki ide yang terinspirasi oleh pembelajaran, dan mereka pergi dan mencobanya. Saya melihat itu terjadi berkali -kali sepanjang semester. “