Kahve Köpüğü İncelemesi; Köpüğün Arkasındaki Bilimsel Açıklamalar

İnce öğütülmüş taze kavrulmuş kahve çekirdekleri, tercihen Arabica, nispeten kısa bir süre (30sn) boyunca yüksek basınç (9 bar) altında itilmiş ~92°C sıcak suya sahiptir. Bu, minimum acı asit (tanenler) ve yeterli miktarda kafein (daha yavaş ekstraksiyonlar daha yüksek kafein vuruşları sağlar) ile aroma kimyasallarının ve yağların maksimum ekstraksiyonu ile konsantre bir kahve sağlar. Aynı zamanda, aroma molekülleriyle dolu bir köpüğün sağladığı tat duyusunun yanı sıra estetik değerlere sahip hoş bir kırmızımsı-kahverengi köpük oluşturur; bu aynı zamanda yudumlar arasında aroma moleküllerinin buharlaşma kaybını azaltmak için de çalışır.

Açıkça kahve büyük miktarlarda iyi köpüren yüzey aktif maddeler içermez, bu nedenle iyi bir krema elde etmek nispeten zordur, özellikle de göreceğimiz gibi, köpüğün iki temel yönü aktif olarak stabilitesine karşı savaşır. Yüzey aktif maddeler, polisakkaritlerin ve esmer protein komplekslerinin (melanoidinler içeren) karmaşık bir karışımıdır. İlgili bileşenlerin yüzey gerilimi ~60 ve ~46 mN/m'dir - yani polisakaritler neredeyse yüzey aktif maddeler değildir, ancak köpük stabilitesi sağlarlar ve proteinler mütevazı miktarda köpük üretecek kadar iyi olsalar da oldukça zayıf yüzey aktif maddelerdir. Bu yüzey aktif madde karışımı normal sıcak su ile ekstrakte edilebilir, ancak elde edilen kahve daha sonra iyi bir köpük üretmeye teşvik edilemez. Kremanın anahtarı 9 bar basınç ve kahvede kavurma sırasında üretilen ve (çoğunlukla) öğütmeden önce çekirdeklere kilitlenen bir kimyasal olan CO2'dir. Öğütme sırasında bol miktarda CO2 kaybedilir ve öğütmeden hemen sonra ince parçacıklardan CO2 kaybı oranı yüksek olacaktır - bu nedenle espressonun bir an önce öğütülmüş çekirdekleri kullanması gerekir. Muhtemelen çok ince öğütme ile ilgili bir problem (espresso akışının olası bloke edilmesi dışında), öğütme sırasında CO2 kaybının çok yüksek olmasıdır. Ekstraksiyon sırasında CO2 yüksek basınç altında çözülür, böylece kahve makineden çıktığında kabarcıklar anında çözeltiden çıkar ve köpük oluşturur. Bu sürecin dezavantajı Ostwald bölümünde belirtilmiştir; CO2 suda yüksek çözünürlüğe sahiptir ve bu nedenle köpük duvarlarından hızla yayılır, böylece Ostwald olgunlaşması hızlı olur. Sistemde köpüğe CO2 yerine hava veren herhangi bir şey, olgunlaşmaya karşı daha kararlı bir köpük oluşturacaktır ve bu nedenle Drenaj bölümünden bildiğimiz gibi, daha büyük kabarcıklar için daha hızlı olan boşaltmaya karşı daha kararlıdır. Bununla birlikte, hava oluşturmaya yönelik yapay girişimler (ucuz espresso makineleri) daha büyük kabarcıklar üretme eğiliminde olacak ve bu da hızla boşalacak bir köpük verecektir. Ostwald modelleyicilerinden çıkan (ve sezgisel olarak mantıklı olan) bir diğer mesaj, kabarcık boyutlarının orijinal dağılımı ne kadar dar olursa, olgunlaşma o kadar az olur - dağıtımda daha az büyük kabarcık olduğunda, difüzyon sürecini güçlendirmek için daha az basınç gradyanı vardır. . Sistemde köpüğe CO2 yerine hava veren herhangi bir şey, olgunlaşmaya karşı daha kararlı bir köpük oluşturacaktır ve bu nedenle, Drenaj bölümünden bildiğimiz gibi, daha büyük kabarcıklar için daha hızlı olan boşaltmaya karşı daha kararlıdır. Bununla birlikte, hava oluşturmaya yönelik yapay girişimler (ucuz espresso makineleri) daha büyük kabarcıklar üretme eğiliminde olacak ve bu da hızla azalacak bir köpük verecektir.

Köpük Önleme bölümünden bildiğimiz gibi, eğer yağ damlacıkları veya katı parçacıklar çok küçükse, köpük duvarlarından PB'ye ve düğümlere süpürülme eğiliminde olacaklardır ve burada yalnızca önemli bir drenaj gerçekleştiğinde "yavaş" köpük önleyiciler olarak hareket edeceklerdir. . Bu etki, Illy gazetesinden alınan görüntüde güzel bir şekilde gösterilmiştir.

İnce bir emülsiyon yapmanın klasik bir yolu, yağı ve suyu yüksek basınç altında dar bir delikten zorlamaktır - bu, espresso işleminden farklı olmayan bir işlemdir. Dolayısıyla yine yüksek basınç, yağ damlacıklarının boyutunu en aza indirerek ve onları daha az etkili köpük önleyici hale getirerek iyi bir kremaya katkıda bulunacaktır. Tabii ki, sert protein/sakkarit arayüzlerinden gelen yüksek P c değerleri de köpük önleyici etkiye direnmeye yardımcı olacaktır. Kahvenin aşırı kavrulması, sakkaritleri azaltabilir ve daha az kararlı bir köpük üretebilir.

Reoloji bölümünden, daha küçük köpük çaplarının daha yüksek modüle ve akma gerilimine - yani "daha sıkı" bir köpük - yol açtığını biliyoruz. Espresso için "şeker testi", bilinen bir ağırlıktaki şekerin kremada ne kadar süreyle desteklendiğini bulmak için kullanılır. Daha yüksek basınçların ve daha taze kahvenin birleşerek en sert kremayı oluşturmasının nedeninin, çok sayıda küçük çaplı kabarcık üretmeleri olduğu kesindir.

İyi bir espresso balonunun boyutu nedir? Bu hem reoloji hem de drenaj için önemlidir, çünkü küçük her ikisi için de güzeldir. Illy kağıdından temsili bir Arabica espresso 50 µm aralığında kabarcıklara sahiptir ve bu dağılım ya entegredir ya da daha küçük boyuttan Ostwald olgunlaşması yoluyla gelişmiştir. Bu küçük boyutlar, iyi modül/akma gerilimi ve düşük drenaj için tatmin edici bir şekilde doğrudur. Kahve içindeki serbest yağ asitlerinin etkileri hakkında çok fazla tartışma var. Çözünmeyen yağ damlacıkları oluşturdukları ölçüde köpük giderici olarak hareket edebilirler. Katı bir duvar oluşturmak için yüzeye göç ettikleri ölçüde ("Gilette" köpükleriyle ilgili önceki tartışmalara bakınız) köpüğü hem olgunlaşmaya hem de drenaja karşı stabilize edebilirler. Polisakaritler stabilizasyona hakim göründüğü için (düşük seviyeler düşük stabiliteli köpük verir) belki de yağ asidi etkisi tamamen negatiftir. Böyle karmaşık bir sistemle söylemek zor olabilir. Ama bu bilimsel alanın zevki de bu: önemli bilimsel fikirler, enfes bir fincan kahvenin keyfiyle birleşiyor.

Süt köpüğü

Muhtemelen bir kapuçino köpüğünün, kahvenin üzerinde yüzmesi gerektiği için bir daha kalın köpüğe ihtiyaç duyar.

Sütün yüzey gerilimi suyunkinden çok uzak değildir - bu nedenle serbest yüzey aktif maddelerle dolu değildir. Muhtemelen sürfaktanlar (çoğunlukla proteinler) sütün diğer kısımlarına sarılmıştır, bu nedenle süt yüzeyinde mevcut değildir. Başka bir deyişle, sütü köpürtmek oldukça zordur ve köpürttüğünüzde sonuç, iyi bildiğimiz nedenlerle hızla dağılan genel olarak kaba bir köpüktür. Latte'nin büyüsü, çok sayıda küçük baloncuk üreten süreçtir.

Bazen kabarcıkların buhar etrafında oluştuğu söylenir. Bu yanlış olmalı - buhar su buharıdır ve su yoğunlaşır yoğunlaşmaz bir buhar kabarcığı çökmelidir. Yani bir latte köpüğü bir hava köpüğüdür. Buhar, bir ısı kaynağıdır (süt sıcaklığını yükseltir), aynı zamanda havayı sütün içine çeken kinetik enerjidir. Buhar çubuğu sütün çok derinine yerleştirilirse ılık süt elde edersiniz ve köpürmezsiniz. Basit bir değnek ile yetenekli barista veya akıllı bir değnek ile amatör (benim gibi) onu sütün içine ince havayı çekecek kadar derine yerleştirmeyi bilir, ancak o kadar sığ değil ki gereksiz büyük bir köpük üretecektir.

Ana yüzey aktif madde, kremada olduğu gibi, (muhtemelen) ara yüze göç etmek için nispeten yavaş olan (ve belki de köpürme başlamadan önce onu bağlayan şeyden salınması yavaş olan) ve bu nedenle zayıf bir köpürtücü olan bir proteindir. oraya vardığında güçlü bir ara yüz, bu nedenle sabit bir köpük verir. Kabarcıklar küçükse, drenaj oranları daha küçüktür ve köpük, latte sanatı için dökmek pratik olmayacak kadar sert olmadan nispeten serttir (lüks bir his verir). (Daha yüksek yağlarda) krem ​​şantiden elde edilene benzer bir köpük yaptıysanız, köpük kuvvetli bir şekilde inceltilir, ancak düşük kesme hızlarında dökülmesi imkansızdır.

Az yağlı sütü köpürtmenin çok daha kolay olduğu iyi bilinmektedir. Nedenini tahmin edebiliriz - süt yağı kürecikleri makul bir köpük önleyicidir. Tam yağlı sütte %4 yağda köpürmeyi elde etmek en zor olanıdır, ancak sonuçta ortaya çıkan içecek uygun bir latte - yağsız süt yeterince zengin değildir. Daha yüksek yağ yüzdesinde köpürme daha kolay hale gelir, ancak daha çok diğer etkilerin yerini aldığı krem ​​şanti gibidir - örneğin, o/w emülsiyonu, drenajı değiştirebilen bir viskozite alır. Mevcut yağların tam şekli büyük bir fark yaratıyor gibi görünüyor. Tam yağlı süt genel bileşimde nispeten standardize edilmiş olsa da, bazı türler zayıf köpürtücüdür ve "tip", farklı taze süt türleri veya zamanla "tür" değişen sütler anlamına gelebilir. Muhtemelen bu, yağların dengesini etkisizden etkili köpük önleyicilere değiştirebilen yağ bileşimindeki ince değişikliklere bağlıdır; bu değişiklikler boyut ve/veya hidrofobiklikte olabilir. Köpük önleyici ve köpük önleyici olmayan arasındaki dengeyi değiştirmek için trigliseritler ve digliseritler arasındaki dengenin yalnızca küçük bir değişikliği gerekir.

Herkes en iyi köpük için soğuk süt gerektiğini söylüyor. En azından yağsız sütte, optimum köpürme sıcaklığı 40-60°C civarındadır, burada "optimum" stabilite ve (küçük) kabarcık çapının bir karışımıdır. Bu nedenle, bir kişi izotermal bir işlemle köpürüyorsa, mükemmel latte, 60°C civarında optimum servis sıcaklığına önceden ısıtılmış sütü kullanır. Muhtemelen köpük oluşumu oldukça yavaş ve verimsiz olduğundan ve köpürme cihazı (buhar) sıcaklığı arttırdığından, proteinler denatüre olmaya başladığında ve köpürme kabiliyeti yok olduğunda sütün ~65°C'ye ulaşmasına zaman tanımak için soğumaya başlamanız gerekir. Bu sıcaklığa ulaşan sütü tekrar köpürtemezsiniz. Bu daha yüksek sıcaklıkta, sütün tadının yuvarlaklığını azaltmak için başka değişiklikler meydana gelir ("haşlanmış" bir tadı vardır). ) bu yüzden doğru noktada durmak hayati önem taşır. Optimum köpürme sıcaklığının nedeni, kazeinlerin (kendileri yararsız köpürtücüler), protein yüzey aktif cisimleri aracılığıyla oluşturulan köpüklerin stabilizatörleri olarak daha az iyi olmalarını sağlayan bir geçiş geçirmeleri gibi görünmektedir.

Genellikle ısıtılmış sütün daha tatlı olduğu belirtilir. Bazen bunun, laktozun (sükrozun tatlılığının yaklaşık 1/3'üne sahip olan) daha yüksek sıcaklıklarda daha fazla çözünür hale geldiği söylenir, ancak laktozun zaten tam olarak çözülmemesi için bir neden göremiyorum. Diğerleri, izomerlerin (α ve β) oranının değiştiğini, ancak zaman ölçeğinin yanlış göründüğünü ve izomerler arasındaki tatlılık farkının küçük göründüğünü iddia ediyor. Düşük sıcaklıklarda çok daha az tatlı olarak algılanan fruktozunkine benzer bir etki olabilir. Bununla birlikte, soğutulmuş ısıtılmış sütün orijinal sütten daha tatlı olup olmadığı konusunda belirsizlik vardır. Olursa, bu düşük sıcaklıklar ve kısa süreler için kulağa mantıksız gelse de, bazı ekstra kimya (laktozu glikoz+galaktoza bölmek gibi) gerçekleşir.