卡布奇諾、拿鐵、小白咖啡都是含有牛奶的咖啡飲品，如果這些咖啡飲品缺少了奶泡，我們就無法享受到滑順飽滿的口感。
你知道將牛奶用蒸氣棒加熱後會發生什麼變化嗎？牛奶一旦經過發泡後，其結構就會產生化學變化，本文帶你看看牛奶發泡後，會帶來什麼變化以及對咖啡的影響。
牛奶與濃縮咖啡
牛奶所含的化合物
牛奶在許多咖啡店是個關鍵的食材，更是製作許多咖啡飲品的重要元素。更多瞭解其結構及發泡產生的變化，有助於製作並發揮出更好風味的咖啡。
牛奶是一個營養豐富、具有複雜成分的液體，主要組成還是水，但其中包含數百種化學物質。這些成分可區分為四大類：蛋白質（1-20%）、脂肪（2-55%）、碳水化合物及醣（乳糖0-10%）、礦物質。
瓶裝牛奶。來源：Mehrshad Rajabi.
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牛奶裡的蛋白質
蛋白質在加熱時是被影響最多的物質，同時也是影響奶泡品質的關鍵，讓我們更多來看牛奶的蛋白質。
通常，蛋白質可以定義為由一條或多條長鏈氨基酸所構成的分子，而氨基酸是由多肽鍵結合在一起。
也許這裡太多科學用詞，但上面這句話白話一點來說，就是牛奶裡的蛋白質是以不同結構與大小分布在整個液體中。
牛奶的蛋白質主要分為兩種：酪蛋白以及乳清蛋白。這兩種蛋白的結構不同，且在壓力下會有不同方式的反應方式，因此當加熱並發泡牛奶時，這兩種蛋白質會產生不同的變化。
加牛奶到咖啡
蛋白質的結構其實就是原子排列的不同，牛奶中的酪蛋白會形成稱為膠束的聚集體，這些膠束由𝞪-, 𝞫-和𝞳-酪蛋白組成，是具有一級結構的蛋白質。
簡單來說，酪蛋白結構比乳清蛋白簡單，這個差異直接影響了兩種蛋白質被蒸氣發泡時的行為模式。
玻璃杯裡的拉花拿鐵，來源：Becca Tapert.
加熱時酪蛋白比乳清蛋白更穩定，換句話說，酪蛋白在加熱時的結構保持得較好。
乳清蛋白有較複雜的立體結構，而這些結構在加熱到40℃時會展開，這個過程稱為「熱變性」，乳清蛋白會不可逆的失去其結構，導致加熱後會改變其運作方式。
咖啡師發泡牛奶。來源：Jordan Madrid.
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加熱會如何影響牛奶
任何加熱的動作都會影響牛奶蛋白質的化學結構，但會如何影響，則取決於加熱的溫度及時間長短。
假設你使用的是巴氏殺菌的牛奶，代表你在拿到這瓶牛奶前，它已經經過72-80℃且維持15-30秒的加熱殺菌程序。
巴氏殺菌會導致部分乳清蛋白變性，但因為加熱程序時間不長，所以並不會影響所有的乳清蛋白。
溫度過高的處理或加熱過度，是讓牛奶味道改變的原因，因為在熱處理過程中會產生硫磺味。
使用發泡後的牛奶拉花，來源：Tyler Nix.
這邊再回來討論這些蛋白質，蛋白質是導致牛奶發泡成功與否的關鍵。
牛奶在自然狀態下，其活性化學基團會隱藏在乳清蛋白的複雜結構中，當乳清蛋白在加熱過程中展開時，就會釋放出這些活性化學基團。.
因為這些化學基團是活性的，他們會在這些展開的結構中與其他乳清成分形成新的化學鏈，而這會對牛奶的發泡產生影響。
使用發泡後的牛奶拉花鬱金香，來源：Kat Stokes.
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這會如何影響牛奶的發泡？
上面講的這些化學變化會如何影響你的咖啡？
當我們發泡牛奶時，我們透過加熱強制水氣與空氣灌注到牛奶中，蛋白質會因此在空氣中形成球狀體，進而轉變成穩定的氣泡。
牛奶中的蛋白質鏈是對極的：一端是親水性、一端是疏水性，當蛋白質在變性過程中展開時，疏水性這一端的蛋白質會試圖遠離牛奶中的水分。
這代表每個奶泡的氣泡結構中，內部都是疏水端的蛋白質鏈，親水端則是留在牛奶液體中，這種結構有助於氣泡維持完整的形狀。
咖啡師拉花
當牛奶發泡至30-40℃時就會產生不穩定的狀態，並會快速形成大氣泡。將溫度升至60℃時可使奶泡更穩定，改善其質地與密度。在較高溫度下會形成較小且分散狀態較好的氣泡。
脂肪在穩定奶泡上起了重要的作用。當溫度超過40℃時會融化牛奶所有的脂質，這種液體脂肪透過在氣泡表面上形成薄膜，有助於防止氣泡聚集（以免形成大氣泡）。
將蒸奶倒入咖啡中，來源：Tim Wright.
但要留意避免加熱到太高溫，除了會造成牛奶產生硫磺味，也會導致牛奶發泡失敗。
自然狀態下的蛋白質會附著在氣泡，防止小氣泡聚集成大氣泡。如果這時繼續加熱牛奶，會讓更多蛋白質變性，因而破壞其原始特性，無法讓氣泡穩定。
這也說明了為什麼你無法重新發泡牛奶，即使你重新加熱，牛奶中的蛋白質也不會有足夠的自然結構來形成穩定的氣泡。
鬱金香拉花，來源：Drew Coffman.
脂質含量較多的牛奶可能有助於形成較穩定的奶泡，但乳脂是牛奶中主要的脂肪，而這是一種又大又重的脂肪。
超過95%的牛奶乳脂都是直徑0.1-15微米的小球，而在脂肪這麼大又重的情況，會壓縮氣泡導致氣泡破裂。脂肪也會覆蓋掉其他風味，代表可能會犧牲掉咖啡豆本身帶來的部分風味特性。
但如果你想要選脫脂牛奶時，要記得脂肪也會影響卡布奇諾跟拿鐵咖啡中那吸引人的口感。
加冰牛奶到咖啡中，來源：Alberto Bogo.
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這些對你有什麼意義？
當你想要挑選加到咖啡的牛奶時，關鍵在於牛奶的蛋白質含量。如果沒有蛋白質，牛奶就無法發泡。咖啡專用牛奶這類商品的高蛋白質含量也是為了這個原因，但如果你能有效控制溫度，也可以使用一般的牛奶發泡。
牛奶發泡最理想的溫度介於60-63℃，若低於這個溫度，可能會得到不穩定的奶泡及大氣泡；若高於這個溫度，則會讓過多蛋白質變性，導致牛奶中的蛋白質不會有足夠的自然結構來形成穩定的氣泡。
使用脫脂牛奶發泡可能會得到穩定的奶泡，但卻會缺乏乳脂帶來的美好口感。使用低脂牛奶，可能可以同時得到穩定奶泡與飽滿口感的牛奶。
將牛奶倒入濃縮咖啡基底中，來源：Trent Erwin.
了解牛奶的化學成分，有助於製作出一杯更好的濃縮咖啡為基底的飲品，透過了解牛奶中蛋白質的變化原理，可以避免奶泡消泡。
今天就來試試看用蒸氣棒來測試牛奶的發泡原理吧！
今日Summary
- 牛奶中的蛋白質在加熱時是被影響最多的物質，同時也是影響奶泡品質與發泡成功與否的關鍵。
- 蛋白質主要分為酪蛋白與乳清蛋白，而乳清蛋白有較複雜的立體結構，這些結構在加熱到40℃時會展開，這個過程稱為「熱變性」。
- 溫度過高的殺菌處理，或加熱過度都會讓牛奶味道改變，除了會產生硫磺味外，也會導致發泡失敗。
- 乳脂對穩定奶泡有重要的作用，脂質含量較多的牛奶可能有助於形成較穩定的奶泡。但脂肪也會覆蓋掉其他風味，代表可能會犧牲部分咖啡豆的原始風味。
- 即使重新加熱，牛奶中的蛋白質也不會有足夠的自然結構來形成穩定的氣泡。
- 牛奶發泡最理想的溫度介於60-63℃，若低於這個溫度，可能會得到不穩定的奶泡及大氣泡；若高於這個溫度，則會讓過多蛋白質變性。
本文由Yulia Klimanova撰寫，並由Dmitriy Koriukin協助撰稿。圖片來源：Frank Luca。
由成真咖啡翻譯，譯自Perfect Daily Grind，轉載請註明出處。