卡布奇诺、拿铁、小白咖啡都是含有牛奶的咖啡饮品，如果这些咖啡饮品缺少了奶泡，我们就无法享受到滑顺饱满的口感。
那么，你知道将牛奶用蒸气棒加热后会發生哪些化学变化吗？
01
牛奶所含的化合物
牛奶是一个营养丰富、具有複杂成分的液体，主要组成还是水，但其中包含数百种化学物质。这些成分可区分为四大类：蛋白质（1-20%）、脂肪（2-55%）、碳水化合物及醣（乳糖0-10%）、矿物质。
02
牛奶裡的蛋白质
蛋白质在加热时是被影响最多的物质，同时也是影响奶泡品质的关键。
牛奶裡的蛋白质是以不同结构与大小分布在整个液体中。
牛奶的蛋白质主要分为两种：酪蛋白以及乳清蛋白。这两种蛋白的结构不同，且在压力下会有不同方式的反应方式，因此当加热并發泡牛奶时，这两种蛋白质会产生不同的变化。
蛋白质的结构其实就是原子排列的不同，牛奶中的酪蛋白会形成称为胶束的聚集体，这些胶束由-, -和-酪蛋白组成，是具有一级结构的蛋白质。
简单来说，酪蛋白结构比乳清蛋白简单，这个差异直接影响了两种蛋白质被蒸气發泡时的行为模式。
酪蛋白在加热时的结构保持得较好。而乳清蛋白有较複杂的立体结构，而这些结构在加热到40℃时会展开，这个过程称为「热变性」，乳清蛋白会不可逆的失去其结构，导致加热后会改变其运作方式。
03
加热会如何影响牛奶
任何加热的动作都会影响牛奶蛋白质的化学结构，但会如何影响，则取决于加热的温度及时间长短。
假设你使用的是巴氏杀菌的牛奶，代表你在拿到这瓶牛奶前，它已经经过72-80℃且维持15-30秒的加热杀菌程序。
巴氏杀菌会导致部分乳清蛋白变性，但因为加热程序时间不长，所以并不会影响所有的乳清蛋白。
温度过高的处理或加热过度，是让牛奶味道改变的原因，因为在热处理过程中会产生硫磺味。
牛奶在自然状态下，其活性化学基团会隐藏在乳清蛋白的複杂结构中，当乳清蛋白在加热过程中展开时，就会释放出这些活性化学基团。
因为这些化学基团是活性的，他们会在这些展开的结构中与其他乳清成分形成新的化学链，而这会对牛奶的發泡产生影响。
04
这会如何影响牛奶的發泡？
当我们發泡牛奶时，我们透过加热强制水气与空气灌注到牛奶中，蛋白质会因此在空气中形成球状体，进而转变成稳定的气泡。
牛奶中的蛋白质链是对极的：一端是亲水性、一端是疏水性，当蛋白质在变性过程中展开时，疏水性这一端的蛋白质会试图远离牛奶中的水分。
这代表每个奶泡的气泡结构中，内部都是疏水端的蛋白质链，亲水端则是留在牛奶液体中，这种结构有助于气泡维持完整的形状。
自然状态下的蛋白质会附着在气泡，防止小气泡聚集成大气泡。如果这时继续加热牛奶，会让更多蛋白质变性，因而破坏其原始特性，无法让气泡稳定。
这也说明了为什麽你无法重新發泡牛奶，即使你重新加热，牛奶中的蛋白质也不会有足够的自然结构来形成稳定的气泡。
脂质含量较多的牛奶可能有助于形成较稳定的奶泡，但乳脂是牛奶中主要的脂肪，而这是一种又大又重的脂肪。
超过95%的牛奶乳脂都是直径0.1-15微米的小球，而在脂肪这麽大又重的情况，会压缩气泡导致气泡破裂。脂肪也会复盖掉其他风味，代表可能会牺牲掉咖啡豆本身带来的部分风味特性。
05
最后
当你想要挑选加到咖啡的牛奶时，关键在于牛奶的蛋白质含量。如果没有蛋白质，牛奶就无法發泡。咖啡专用牛奶这类商品的高蛋白质含量也是为了这个原因。
牛奶發泡最理想的温度介于55-65℃，若低于这个温度，可能会得到不稳定的奶泡及大气泡；若高于这个温度，则会让过多蛋白质变性，导致牛奶中的蛋白质不会有足够的自然结构来形成稳定的气泡。
使用脱脂牛奶發泡可能会得到稳定的奶泡，但却会缺乏乳脂带来的美好口感；使用低脂牛奶，可能可以同时得到稳定奶泡与饱满口感的牛奶。
了解牛奶的化学成分，有助于製作出一杯更好的浓缩咖啡为基底的饮品，透过了解牛奶中蛋白质的变化原理，可以避免奶泡消泡。
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