Эксперимент Barista Hustle: отличается ли искусственная крема от настоящей по свойствам и влиянию на вкус кофе

Крема — это пенка на поверхности эспрессо, которая появляется в процессе экстракции. Кофейные исследователи продолжают изучать ее влияние на готовый напиток. Так, авторы ресурса Barista Hustle решили провести эксперимент: создать искусственную крема с помощью вспенивателя для молока и сравнить латте на ее основе с латте из того же заранее приготовленного эспрессо без пенки, а также изучить свойства искусственной крема и возможные химические механизмы пенообразования.

В этом материале напоминаем процесс образования крема, приводим ход, результаты, возможное научное объяснение и выводы эксперимента Barista Hustle.

Образование крема на поверхности эспрессо

Характерная для эспрессо крема образуется благодаря сочетанию высокого давления, растворенного углекислого газа и веществ, которые стабилизируют пузырьки. Углекислый газ образуется в кофе во время обжарки и затем постепенно выделяется из него. При альтернативных методах подобного сочетания условий нет, поэтому на поверхности напитка обычно не формируется такая же устойчивая крема.

Углекислый газ — не единственный компонент крема. Так, пенка на поверхности кофе состоит из масел, белков, сахара и других соединений, которые заложены в состав зерна природой.

Помимо этого, крема включает меланоидины — побочный продукт реакции Майяра, которая протекает во время обжарки. Однако механизм стабилизации крема изучен не полностью. Одна из гипотез связывает ее устойчивость с мелкими гидрофобными частицами, которые закрепляются на границе между газом и жидкостью и укрепляют стенки пузырьков.

Предпосылки и ход эксперимента с искусственной крема

Идея эксперимента с искусственной крема появилась после неожиданных результатов более ранней слепой дегустации. В ходе дегустации авторы сравнивали латте на основе предварительно приготовленного и свежеприготовленного эспрессо. Они заметили, что большинство дегустаторов отдают предпочтение вкусу латте на основе заранее приготовленного кофе. Некоторые участники описывали такой напиток как более мягкий и менее резкий.

Экспериментаторы предположили, что результаты дегустации связаны с наличием либо отсутствием крема, где могут концентрироваться гидрофобные соединения с горьким и резким вкусом. На поверхности свежеприготовленного эспрессо крема сохраняется, а в заранее приготовленном — уже исчезает.

В новом эксперименте авторы решили подробнее изучить крема. Для этого они создали искусственную крема в заранее приготовленном эспрессо и сравнили латте на основе этого кофе с напитками из предварительно приготовленного эспрессо без пенки. Экспериментаторы хотели таким образом выяснить:

• придает ли искусственно созданная крема напиткам с молоком больше горечи и резкости;

• похожа ли искусственная крема по поведению и вкусу на настоящую;

• поможет ли поведение искусственной крема понять химические механизмы пенообразования.

Для создания искусственной крема в эксперименте использовали Nanofoamer — портативное устройство, которое предназначено для взбивания молока. В качестве предварительно приготовленного кофе использовали эспрессо, который выдерживали в холодильнике в течение 25 ч при температуре 4 °C. Для получения искусственной крема авторы эксперимента вспенивали кофе в течение 30 с.

Всего экспериментаторы провели пять раундов слепой дегустации. В каждом раунде они готовили два образца латте:

• Латте А. Это напиток на 24 г предварительно приготовленного эспрессо без пенки и 150 мл вспененного негомогенизированного молока.

• Латте В. Это тот же рецепт, но с искусственной крема, которую создавали перед добавлением вспененного молока.

Результаты эксперимента с искусственной крема

В результате эксперимента авторы пришли к выводу, что разница во вкусе образцов не была значительна, однако латте с искусственной крема воспринимался более едким и горьким. Дегустаторы предпочитали латте на эспрессо без пенки: он получил девять голосов против одного у напитка на эспрессо с искусственной крема. Авторы рассчитали статистическую значимость результата p ≈ 0,021, что указывает на различимое сенсорное отличие между образцами.

Искусственная крема сильно отличалась по свойствам от настоящей — например, в ней интенсивнее проходила переконденсация, или созревание Оствальда. При переконденсации разница давлений внутри маленьких и больших пузырьков в крема приводит к тому, что газ выходит из маленьких пузырьков и попадает в более крупные. Маленькие пузырьки постепенно исчезают, а большие — растут. В результате пенка начинает каждую секунду терять свою кремовую текстуру. Процесс особенно заметен, когда пену оставляют стоять. Похожая проблема возникает и с молочной пеной, если бариста случайно добавляет воздух в конце вспенивания.

В случае с искусственной крема переконденсация становилась особенно заметной примерно через 45 с после вспенивания эспрессо. С учетом этого экспериментаторы добавляли вспененное молоко в кофе сразу после создания искусственной крема, чтобы пена не успела заметно разрушиться.

Причины нестабильности искусственной крема

Авторы попросили объяснить нестабильность искусственной крема мирового эксперта в области пенообразования — профессора Стивена Эбботта. Прежде всего он возразил, что по законам химии в настоящей крема созревание Оствальда должно проходить гораздо быстрее, чем в искусственной. Дело в том, что газовая фаза настоящей крема состоит преимущественно из углекислого газа, а искусственной — из воздуха, то есть в основном из азота и примерно на 20% из кислорода. Углекислый газ гораздо лучше растворяется в воде, поэтому быстрее проходит через жидкие стенки пены из маленьких пузырьков в крупные. По этой же причине обычная пивная пена из пузырьков углекислого газа держится меньше, чем азотная пена Guinness.

На вопрос экспериментаторов, почему в случае с кофе ситуация обратная, профессор Эбботт предположил, что настоящая крема может представлять собой пену Пикеринга. В такой пене на поверхности пузырьков закрепляются мелкие твердые частицы и создают механически прочную стенку. В обычной пене пузырьки стабилизируются более мягкими поверхностно-активными молекулами, например белками, липидами или детергентами.

В случае с искусственной крема такая структура, вероятно, формируется хуже. Профессор Эбботт объяснил это с помощью аналогии: «Когда пузырьки шампанского поднимаются, они улавливают гидрофобные молекулы аромата на пути к поверхности. В настоящей крема каждый пузырек содержит углекислый газ, который появился из ниоткуда и на коротком пути к поверхности собрал гидрофобные частицы. Вспениватель Nanofoamer, в свою очередь, обеспечивает огромный приток свежего воздуха и вызывает интенсивное движение пузырьков и кофе. Это означает, что многие пузырьки едва успевают собрать гидрофобные частицы, поэтому они не защищены и быстрее разрушаются».