Click to order
ВАШ ЗАКАЗ
Total: 
E-mail
Телефон
Промокод
БЛОГ

Молоко: состав, свойства, качества. Разбираемся вместе с экспертом Юлией Климановой.

Какое молоко нужно, чтобы получился вкусный капучино? Почему молоко вообще взбивается? Какая разница между пастеризацией, ультрапастеризацией и стерилизацией ? Эти и другие вопросы разбираем сегодня в блоге вместе с экспертом по молоку и кисломолочным продуктам Юлией Климановой.

Юлия Климанова закончила магистратуру в Heriot-Watt University (Шотландия) по направлению Food Chemistry и защитила диплом по химии кисломолочных продуктов. После окончания учебы работала в российской компании SPLAT, а в 2016 году случайно попала на семинар по спешиалти кофе и заинтересовалась темой. Юлия отучилась на бариста в школе «Даблби» и полтора года работала в московской кофейне CoffeeMouse. В 2017 году Юлия узнала о научном проекте International Hub For Coffee Research and Innovation и подала заявку в аспирантуру, предложив исследование по ферментации кофе, но в итоге выбрала молочные исследования. Эта тема была интересна организаторам University of Camerino и Nuova Simonelli.


Из чего состоит молоко?

Основные компоненты молока – вода, около 80%, белки, жиры и углеводы. Молочные белки – это сывороточные белки и казеины, которые в корне отличаются друг от друга. Молочные жиры – это крупные глобулы, покрытые белковой мембраной, которая защищает их от склеивания и окисления. Благодаря жировым глобулам и казеинам мы видим белый цвет молока. Основной молочный углевод – это лактоза. Уникальный сахар, потому что в природе встречается только в молоке.

Как изменяются белки при нагреве молока?

Для того, чтобы взбить молочную пену, нужен белок, а точнее, сывороточные белки. Два основных – это альфа-лактальбумин и бета-лактоглобулин. Эти белки представляют собой длинную цепочку из аминокислот, которая организована в сложную пространственную структуру. Изначально в молоке сывороточные белки присутствуют в четвертичной и третичной структурах – как клубок ниток. Когда мы нагреваем молоко, белки начинают разворачиваться, последовательно превращаться из сложной структуры в линейную – из клубка в нитку. Наглядный пример денатурации или разрушения белков – это яичный белок на сковороде, то, как он увеличивается в объеме и белеет.

Когда мы начинаем взбивать молоко, белки как бы прикрепляются к пузырькам воздуха, образуя вокруг них сферу и стабилизируя их. Устойчивость пены во многом зависит от температуры нагрева молока.

Что происходит с молочной пеной при разной температуре нагрева?

В лаборатории мы наблюдаем, как ведет себя молочная пена при температурах от 30 до 80 C с шагом в 10 градусов. Мы замеряем ее стабильность или скорость оседания, вязкость и распределение в ней пузырьков. Удивительно, но количественное распределение больших, средних и малых пузырьков разное при разных температурах и разных способах обработки молока. С точки зрения качества и стабильности пены нам важно именно равномерное распределение разных по размеру пузырьков. Плохо, если слишком много маленьких или, наоборот, больших пузырьков. В пузырьках, сильно отличающихся по размеру, большая разница в их внутреннем давлении. Следовательно, пузырьки будут стремиться сливаться друг с другом для стабилизации системы. А нам этого как раз не нужно.

Самая стабильная пена получается в температурном промежутке 50 – 65 С. На 70 С и выше расслоение пены происходит гораздо быстрее. И также плохо пена сохраняется на температурах 30 – 40 С. Как это проверяется? Допустим, мы выкладываем на стекло пену, взбитую на 60 С, 70 С и 80 С, и оставляем на 10 минут. Через 10 минут пена, взбитая на 60 С, фактически не меняется, а пены, взбитые 70 С и 80 С, лежат в лужицах – произошла сепарация.

Мы говорим о стабильности пены с технической точки зрения, но нужно еще учитывать запросы потребителей. Именно поэтому проверяется высокая температура 80 С. У крупных сетевых заведений есть частый запрос сделать капучино горячее, поскольку с этим горячим кофе посетитель хочет дойти до офиса. Понимая процессы, происходящие в молоке при нагревании, мы можем объяснить это потребителю. Дальше он решит уже сам, действительно ли ему нужен настолько горячий капучино.

Также есть разница в стабильности пены из пастеризованного и ультрапастеризованного молока. Ультрапастеризованное значительно проигрывает.

Следующий шаг в наших температурных исследованиях – вкус. Действительно ли он будет отличаться на разных температурах, какие химические элементы участвуют в образовании вкусоароматического букета? Мы выделили 10 основных соединений, образующихся при нагреве молока, и у нас запланированы дегустационные тесты, чтобы понять, может ли человек почувствовать вкусы этих соединений. Кое-что мы знаем уже сейчас. Так, концентрация ароматических веществ в холодном ультрапастеризованном молоке ниже, чем в нагретом. Еще человек лучше всего чувствует сладость на 60 С – на эту тему опубликовано исследование. 

Еще некоторые из этих веществ могут формировать так называемый запах коровы в молоке. Наша задача – выяснить, чем же «пахнет корова».

Мы также будем сравнивать разные заводские обработки молока: пастеризованное, ультрапастеризованное, низколактозное. Так, например, запах и вкус ультрапастеризованного молока не такие, как у пастеризованного – в том числе, из-за реакции Майяра, то есть реакции между белками и углеводами при нагревании. А в низколактозном нет лактозы, но есть другие углеводы. 

Как молочный жир влияет на качество пены и вкус капучино?

Мы вполне успешно взобьем обезжиренное молоко, поскольку для пены нам важны именно белки, а не жиры. Тем не менее, жир может влиять на стабильность пены. Глобулы жира содержат в себе жирные кислоты, у которых разная температура плавления. Если эти кислоты не расплавились до конца, не стали жидкими, они способны повредить пузырьки воздуха. Поэтому задача номер один – нагревать молоко минимум до 45 С, чтобы все жиры обязательно расплавились. На стабильность пены хорошо нагретого молока жир уже не сильно влияет. Также и в моих экспериментах, и в тех, что описаны в научной литературе, молоко с меньшим количеством жира дает более стабильную пену, хотя для бариста она может быть суховата.

Молочный жир важен для формирования вкусового впечатления и тактильных ощущений от напитка. Если совсем условно, то жир как бы покрывает тонкой пленочкой нашу ротовую полость, а это влияет на восприятие вкуса. Соответственно, у капучино на молоке с разной жирностью вкус будет разный.

Можно ли повторно взбивать молоко?

Насколько я знаю, допускается доливать в остатки нагретого молока свежую порцию и взбивать. Это вопрос рационального использования молока для владельцев кофеен. Но нагретого молока должно быть немного! Многие процессы необратимы. Есть такая прекрасная шутка, что фарш невозможно провернуть назад. Так вот это то же самое – мы делаем фарш из нашего молока и, естественно, уже не можем собрать его в кусок мяса и еще раз провернуть. Молочные белки уже начали разворачиваться и продолжат это делать, жиры расплавились, закристаллизовались и снова расплавились. Когда мы взбиваем повторно остывшее молоко, мы уже не контролируем процесс, не знаем, что со структурой происходит.

Также, когда мы взбиваем молоко, мы добавляем в него воду вместе с паром. Если то же молоко взбиваем еще раз, только сильнее разбавляем его. Интенсивность разбавления зависит от кофемашины.


Почему молоко иногда сворачивается в эспрессо?

За свертывание молока отвечает другая группа белков – казеины. Как получают кефир или творог? Мы берем молоко, добавляем в него культуру бактерий. Эти бактерии едят лактозу и в процессе метаболизма вырабатывают молочную кислоту. Она понижает pH среды и повышает кислотность молока. В этот момент с сывороточными белками ничего не происходит, а мицеллы казеинов склеиваются. Дело в том, что мицеллы заряжены отрицательно, а потому в нормальной среде отталкиваются друг от друга и не склеиваются. Когда pH среды меняется, отрицательный заряд исчезает, мицеллы сближаются и происходит их агрегация, образуются сгустки. 

По сути, в кислом эспрессо происходят похожие процессы – понижается pH среды, исчезает отрицательный заряд на поверхности мицелл, и они склеиваются. Поэтому мы видим хлопья – это агрегация мицелл белков казеина.

Почему низколактозное молоко такое сладкое?

Лактоза – это дисахарид, состоящий из глюкозы и галактозы. Чтобы расщепить лактозу, наша пищеварительная система вырабатывает фермент лактазу. Когда лактоза попадает в среду с лактазой, связь между глюкозой и галактозой разрывается – большой сахар становится двумя маленькими. То же самое, по сути, делают на производстве низколактозного молока. Лактазу добавляют в молоко, чтобы расщепить всю лактозу на глюкозу и галактозу. Эти два маленьких сахара слаще, чем лактоза, поэтому низколактозное молоко слаще, чем обычное. Такое молоко можно пить людям с недостаточностью лактазы.

В чем разница между лактазной недостаточностью и аллергией на молоко?

Если пищеварительная система не вырабатывает достаточно лактазы, лактоза в своем исходном состоянии проходит по пищеварительному тракту в толстый кишечник. Бактерии в кишечнике могут ее переварить, но выделяют при этом избыточное количество газов – метана, углекислого газа и водорода, что приводит к вздутию живота. Поэтому человек с лактазной недостаточностью будет чувствовать дискомфорт в животе, если попьет обычного молока. Лактазная недостаточность – неприятное состояние, но оно не угрожает жизни, это не то же, что аллергия на молоко.

Определить, есть ли у вас латказная недостаточность, можно в медицинской лаборатории. Для теста дают выпить чашку молока, а потом измеряют объем выдыхаемого водорода. Если его очень много, больше 20 ppm, значит, недостаточность, если в пределах нормы, дело в чем-то другом.

Аллергия на молоко – это реакция на белок, а не на сахар. Это более серьезное состояние, вызывающее отек тканей и угрожающее жизни. Это как аллергия на орехи или морепродукты, иммунный ответ на белок.

Интересна теория о взаимосвязи лактазной недостаточности и региона проживания. На юге людей с лактазной недостаточностью больше, чем на севере. Почему? Исторически в жарком климате молоко не хранили, его перерабатывали в сыры и кисломолочные продукты – йогурты, кефир, айран и так далее. В таких продуктах лактозы мало или практически нет, потому что ей питаются микроорганизмы, ферментирующие молоко. Поэтому, когда на йогурте или сыре написано lactose free, это хороший маркетинг. Люди для этого ничего не сделали, это естественное свойство. На севере, где распространено молочное животноводство, кувшин с молоком можно было спокойно сохранить, поэтому и людей с лактазной недостаточностью меньше.

Обработка молока.

К типам обработки молока относят стерилизацию, ультрапастеризацию, пастеризацию, а также технологию микрофильтрации с тепловой обработкой.

Стерилизация – довольно экстремальный способ обработки. Молоко нагревают до 121оС в течение нескольких минут. Это абсолютно чистое молоко, но с сильно измененным и не всегда приятным вкусом. Чтобы было понятнее, следующий этап – топленое молоко. Стерилизованное молоко нужно, например, для детских учреждений или больниц.

Ультрапастеризация – нагрев молока до 135-150°C на 1-10 секунд в зависимости от метода в сочетании с асептической упаковкой (тетрапак). Такая обработка позволяет молоку храниться в закрытом пакете год при комнатной температуре.

Пастеризация – нагрев молока до 85°C на 2-3 секунды. Это щадящая обработка, а потому у такого молока маленький срок годности и сохранено больше компонентов, отвечающих за стабильность пены и вкус.

Получается, что из-за разной тепловой обработки в бутылке пастеризованного и пачке ультрапастеризованного молока мы имеем разный химический состав. Но не с точки зрения содержания белков, жиров и углеводов, а с точки зрения строения молекул. Так, в ходе экспериментов я обнаружила, что в ультрапастеризованном молоке в два раза меньше сывороточных белков в их начальном состоянии, чем в пастеризованном. То есть в два раза меньше компонентов, которые отвечают за стабильность молочной пены.

Реакции, которые начались при нагревании молока на производстве, не останавливаются после того, как молоко расфасовано. Если мы откроем ультрапастеризованное молоко через несколько месяцев после производства, это будет другой по вкусу продукт, хотя и безопасный для употребления. Поэтому история о том, что молоко слаще, потому что коровы ели клевер и свежую траву, больше касается пастеризованного и микрофильтрованного молока.

Что такое микрофильтрация? Молоко пропускают через мембрану, которая задерживает большую часть микроорганизмов, и только после этого нагревают. Такой подход меньше влияет на строение белков, и это действительно хорошо. По такой технологии делает молоко, например, «Ферма Роста», торговая марка «Правильное молоко».

Помимо тепловой обработки молоко обязательно проходит процесс гомогенизации. В результате крупные глобулы жира разбиваются на более мелкие. Это предотвращает расслоение молока.


Чем могут навредить маркетинговые уловки?

Несколько лет назад на российском рынке продвигали молоко, содержащее бета-казеин A2. Его представляли как более полезное, чем молоко с бета-казеином A1. История идет из Новой Зеландии, где коровы давали молоко преимущественно с казеином A2. Это зависит от породы коров, и определить форму казеина в молоке можно, сделав стаду генетический тест. На этой особенности состава запустили огромную маркетинговую кампанию, подкрепленную данными исследования. В чем оно заключалось? В Китае людям, которые жаловались на дискомфорт в животе после употребления молока, предлагали пить молоко с бета-казеином A2 и потом самостоятельно заполнить анкету о самочувствии. Исследование отмечает, что многие отметили улучшение состояния. Но к методологии и построению эксперимента есть много вопросов. Например, в исследовании отмечено, что участники были с самодиагностированной непереносимостью молока. Неизвестно, чем молоко заедали или что ели до этого, и так далее.

Действительно, при переваривании казеина А1 вырабатывается вещество β-казоморфин-7 (БКМ-7), которое потенциально может влиять на появление неприятных ощущений. Соответственно, когда переваривается А2, вещество не образуется вообще.
Что важно понимать. Молоко, содержащее А2 бета-казеин содержит такое же количество лактозы и белков, как и молоко с А1 бета-казеином. Поэтому категорически нельзя предлагать его как альтернативу «обычному» молоку людям с непереносимостью лактозы или с аллергией на молоко.

Растительное молоко.

Растительное молоко не имеет ничего общего с обычным коровьим. Строго говоря, молоком такой напиток нельзя называть. Чтобы растительное молоко пенилось, в него добавляют стабилизирующие агенты и эмульгаторы. Это абсолютно нормально, но совсем не то, что молочный белок. Больше всего белка в сое, поэтому в соевом молоке его используют как стабилизатор, а вот овес – это практически полностью углеводы. Нельзя просто взять чистый овес, отжать и получить взбивающийся продукт.

Стабильность пены и другие свойства растительного молока зависят от его состава. Так, рапсовое масло повышает уровень жирности и за счет него мы чувствуем более округлое тело напитка. Сульфат калия и фосфат калия – эмульгаторы, которые улучшают текстуру, делают ее более воздушной.

Заменители молочного жира.

Насколько я знаю, увлечение заменителями жиров началось в эру низкожировой диеты, когда животный жир объявили врагом номер один для сосудов. Но данные о вреде животного жира уже опровергнуты. По актуальным данным, жиры из молочных и кисломолочных продуктов не навредят сосудам, если вы питаетесь сбалансированно, а не только животными жирами, и если вы здоровы.

Молочный жир – это природный стабилизатор для кисломолочных продуктов. Он дает хорошую текстуру, кремовость продукта. Если убрать жир, уйдет часть вкуса. Тот же йогурт будет сухой, с комочками как в манной каше. Чтобы не было жалоб на текстуру, в обезжиренные продукты добавляют стабилизаторы, но они сами по себе хуже, чем некоторое количество молочного жира.

О важности просвещения.

Я всегда с охотой пишу статьи и даю интервью, потому что, к сожалению, в Интернет очень много информации, не соответствующей действительности. Когда я работала в SPLAT, я, в том числе, работала с информацией – искала и отбирала объективную. Да, к научным статьям тоже могут быть вопросы, но по крайней мере, на данный момент они официально опубликованы в уважаемых научных журналах. Этим важно делиться, знание должно быть доступно и актуально, и мне хотелось бы этому способствовать. Чем больше людей узнает, какая температура лучше для капучино, тем больше капучино будут вкусными.

Редактура текста и фото: Юлия Климанова.
Почитать статьи Юлии на Perfect Daily Grind.  Инстаграм: @yulia_klimanova.
ИНТЕРВЬЮ