یک دوره آموزشی جدید در دانشگاه MIT از بهار ۲۰۲۴آغاز بهکار کرد تا با ترکیب دانش شیمی و آزمایشهای عملی بتواند بهترین ترکیب را جهت یافتن بهترین طعم قهوه بیابد. این کلاس با برگزاری پروژههای گروهی متعدد بررسی کرد که چگونه افزودنیهایی مانند بادیان، نمک و روغن فلفل قرمز برقهوه تأثیرمیگذارد وفرآیندهای حلکردن ترکیبات طعمدهنده به قهوه آسیابشده در آب برای بهبود طعم و اصلاح اشتباهات رایج دمکردن را در برنامه خود گنجاند.دانشجویان برای دستیابی به بهترین ترکیب، تنها به حس چشایی خود اکتفا نکردند؛ آنها در کنار چشیدن، از یک طیفسنج مادونقرمز برای شناسایی ترکیبات شیمیایی در نمونههای قهوهشان استفاده کردند که به تکفیک مزهها کمک میکند.اوروزکو گفت: «بهطورکلی اگر بتوانیم در نهایت توصیهای کاربردی برای عموم داشته باشیم بسیار خرسند میشویم، چرا که این در واقع همان چیزی است که ما در تلاش برای یافتن آن هستیم.» «کلاس اکتشاف» یک دوره آموزشی سهواحدی است که برای کمک به دانشجویان سال اول برای کشف شاخههای مختلف طراحی شده است. کلاس قهوه بسیار محبوب شد و مورد توجه قرار گرفت و بیش از ۵۰ دانشجو در آن ثبتنام کردند. موفقیت این دوره آموزشی در این بود که نوشیدنی پرطرفدار قهوه محور اصلی آن محسوب میشد و دانشجویان را وادار میکرد با رویکردی عملی، سؤالاتی بپرسند و برای پاسخ به آنها در محیط آزمایشگاهی به فعالیت علمی بپردازند.
نفوذ دانش
این دوره آموزشی، کنفرانسهای علمی هفتگیای با موضوعاتی مانند شیمی قهوه، آناتومی و ترکیب دانه قهوه، اثرات برشتهکردن و فرآیند دمکردن را بههمراه جلسات چشیدن انواع طعمهای تولیدشده در آزمایشگاه برگزار میکند. دانشجویان از تمامی انواع قهوهها که از دانههای مختلف تهیه شده و یا میزان آسیاب یا برشتهکردنشان متفاوت بوده، نمونه میگیرند.سپس این نمونهها را در آزمایشگاه جدیدی که توسط دپارتمان علوم و مهندسی مواد (DMSE) طراحی و مدیریت میشود، بررسی میکنند. دانشجویان از تجهیزاتی مانند میکروسکوپ نوری دیجیتال برای بررسی ذرات قهوه آسیابشده و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده میکنند که پرتوهای الکترون را بهسمت نمونهها پرتاب میکند تا سطح مقطع دانهها را باجزئیات خیرهکننده آشکار کند.هنگامی که دانشجویان یاد میگیرند چگونه ابزارهای مختلف را برای کارهای هدایتشده بهکار ببرند، گروههایی تشکیل میدهند و پروژههای خود را طراحی میکنند. پروفسور جفری گروسمن، استاد بخش علوم و مهندسی مواد دانشگاه MIT که این دوره آموزشی را طراحی کرده و تدریس میکند، میگوید: «محرک این پروژهها پرسشی است که دانشجویان در مورد قهوه دارند. گاه این پرسشها حین گوشدادن به سخنرانیهای علمی کلاس پیشآمده یا در طول جلسات متعدد مزهکردن انواع طعمها؛ گاهی هم فقط چیزی است که آنها همیشه میخواستند در مورد قهوه بدانند. سپس دانشجویان از یک یا چند مورد از تجهیزات آزمایشگاه برای رسیدن به پاسخ مورد نظر خود استفاده خواهند کرد.» گروسمن سر منشأ این دوره آموزشی قهوه را به همان دورنمای اولیه خود برای ساخت آزمایشگاهی جهت تجزیه و تحلیل مواد میرساند. این فضا که در نوامبر ۲۰۲۳ افتتاح شد، به دانشجویان امکان داشتن تجربهای عملی با علم و مهندسی مواد میدهد؛ یک رشته میانرشتهای که ترکیبی از شیمی، فیزیک و مهندسی است و به کاوش ترکیب و ساختار مواد میپردازد. گروسمن میگوید: «جهان از چیزهایی ساخته شده و اینها ابزارهایی برای درک آنچیزها و واردکردنشان به زندگی هستند.» بنابراین او یک دوره آموزشی را طراحی کرد تا به دانشجویان تلنگری کاوشگرانه و الهامبخش بزند.
گروسمن: «در اصل، موضوع تعلیم یا نوآموزی نبود؛ بلکه مسأله این بود که چگونه میتوان قلاب انداخت؟ یعنی در علم مواد، مسیرهای زیادی وجود دارد که میتوانید آنها را طی کنید اما اگر مسیری وجود داشته باشد که بتواند الهامبخش مردم عادی باشد و آنها را درگیر دانش کند، این همانچیزی است که هیجانانگیز است.»
فنجان جاهطلبی
آن قلابی که گروسمن به دنبالش میگشت، قهوه بود؛ دومین نوشیدنی پرمصرف بعد ازآب در جهان. قلاب مذکور تخیل دانشجویان را به تسخیر خود درآورد و به آنها انگیزه داد تا مرزها را کنار بگذارند.عمر اوروزکو در ارتقای سطح این دوره آموزشی نقش مؤثری داشت و مقدار مناسبی از دانش قهوه را به کلاس آورد. درسال۲۰۲۳ او درمکزیک ازطریق برنامه «آزمایشگاههای آموزشی جهانی MISTI » به تدریس پرداخت. در آنجا بود که از چندین مزرعه قهوه بازدید کردودانش عمیقتری در مورد این نوشیدنی بهدست آورد. برای مثال او آموخت که قهوه سیاه، برخلاف تصور عمومی آمریکاییها، بهطور طبیعی تلخ نیست، بلکه تلخی از ترکیبات خاصی ناشی میشود که در طی فرآیند بودادن ایجاد میشود. اوروزکو که هماکنون در رشته مطالعات علوم انسانی و مهندسی MIT مشغول به تحصیل است، میگوید: «اگر قهوه را بهدرستی و با دانه مرغوب دم کنید، درواقع طعم خوبی خواهد داشت.» او با شرکت در این پروژه گروهی قصد دارد درک خود را از درستکردن یک دمنوش خوب گسترش دهد وبا همکاری سایر دانشجویان روی بهبود طعم قهوههای نامرغوب کار کند. این گروه یک نمونه کنترلی از«قهوه ایدهآل» که به بهترین روش ممکن دمشده (براساس طعم، نسبت قهوهبهآب و سایر استانداردهای تحت پوشش کلاس) را در کنار قهوهای که کمتر دمشده و بیشازحد دمشده بود، تهیه کردند. قهوه کمتر دمشده، با آبی که بهاندازه کافی داغ نیست یا برای مدت کوتاهی دم شده است، طعم تند یا ترش دارد. قهوه بیشازحد دمشده، که با قهوه زیاد یا برای مدت طولانی دمشده، نیز طعم تلخی دارد.به این نمونههای قهوه، مواد افزودنی اضافه شد و سپس با استفاده از طیفسنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) آنالیز شدند؛ بهعبارت دیگر، اندازهگیری چگونگی جذب نور مادونقرمز توسط قهوه برای شناسایی ترکیبات مرتبط با طعم. جوتامولیا که ماه مه گذشته دررشته«محاسبه وشناخت» این دانشگاه فارغالتحصیل شد، نتایج FTIR گرفتهشده از نمونه قهوه با افزونه آبلیمو را بررسی کرد تا ببیند چگونه اسیدسیتریک بر مشخصات شیمیایی آن تأثیر میگذارد. او میپرسد: «آیا میتوانیم بین آنچه دیدیم و اندازهگیریهای موجود اسیدسیتریک همبستگی پیدا کنیم؟» گروهی دیگر وارد انبار قهوه شدند و این سؤال را مطرح کردند که چرا عقل متعارف توصیه میکند از انجماد جلوگیری شود؟ نوآ ویلی که در رشته مهندسی برق و علوم کامپیوتر مشغول تحصیل است، میگوید: «ما فقط تعجب کردیم که چرا چنین است.» این تیم روشهایی مانند منجمدکردن قهوه دمشده، تفالههای قهوه منجمد و دانههای کامل آسیابشده پس از انجماد را مقایسه کردند وتأثیر انجماد برطعم و ترکیب شیمیایی را ارزیابی کردند.وایلی میگوید:«ما میخواهیم ببینیم کدامیک طعم خوبی دارند. این تیم از برگه بررسی قهوه کلاس برای ثبت ویژگیهایی مانند اسیدیته، تلخی، شیرینی و طعم کلی استفاده کرد و نتایج را با تجزیه و تحلیل FTIR جفت کرد تا تعیین کند ذخیرهسازی چگونه بر طعم تأثیر میگذارد. وایلی تصدیق کرد که «خوب» یک مفهوم ذهنی است: «گاهیاوقات یک اجماع گروهی وجود دارد. من فکر میکنم مردم قهوه غلیظتر را بیشتر دوست دارند تا رقیق.» سایر پروژههای دانشجویی سطوح کافئین را در انواع مختلف قهوه مقایسه کردند، تأثیر قهوه در مایکروویو رابرترکیب شیمیایی وطعم آن تجزیه وتحلیل کردندوتفاوت بین دانههای قهوه اصیل و تقلبی را بررسی کردند. جاستین لاوالی، مدیر آزمایشگاه و یکی از استادان کلاس میگوید: «ما به دانشجویان چند مقاله دادیم تادرصورت تمایل مطالعه کنند امابیشتر به آنهاگفتیم که روی چیزی تمرکز کنند که میخواهند درباره آن بیشتر بیاموزند.»
چکه، چکه، چکه
فراترازپاسخ به سؤالات خاص درمورد قهوه،هم دانشجویان وهم استادان بینش عمیقتری درمورد این نوشیدنی به دستآوردند. گروسمن میگوید: «قهوه ماده پیچیدهای است. هزاران مولکول در دانهاش وجود دارد که با تفتدادن و استخراج تغییر میکنند. این مجموعه مولکولها رابهشیوههای بسیار متعددی میتوان مهندسی کرد؛ازمکان ونحوه رشدقهوه گرفته تانحوه برشتهشدن و آسیابشدن دانهها تا روش دمآوری مورد استفاده شما.»
اشتیاق به پیچیدگی قهوه و فرآیند کشف دقیقاهمانچیزی بود که گروسمن امیدوار بود دردانشجویانش الهام بخشد. او میگوید: «بهترین بخش برای من این بود که فقط میدیدم آنها حس کنجکاوی خود را توسعه میدادند.» او لحظهای را در اوایل کلاس به یاد آورد که دانشجویان پس از نمایش نمونهای از میکروسکوپ نوری، بافت سطحی یک دانه قهوه بزرگنماییشده، سایههای رنگی لکهدارو الگوی لانه زنبوری سلولهای کوچک نامنظم را دیدند.آنها هیجانزده شدندومیخواستند بدانندمیتوانند آب داغ رابه دانههایی زیر میکروسکوپ اضافه کنند تا فرآیند استخراج قهوه ازدانههارابهوضوح ببینند.صحنههای اینچنینی در طول این دوره بسیار تکرار شد.