??牛奶与咖啡（二）

酸

在讨论咖啡中的酸性物质前，让我们先来了解一下什么是“酸”。 酸碱电离理论首先由阿伦尼乌斯提出，后由布伦斯惕和劳里于1923年作出补充。

根据他们的理论，酸和碱被定义为：“凡是能给出质子的物质都是酸，凡是能接受质子的都是碱。”此后，路易斯进一步完善了酸碱理论。至此，科学家对酸性物质的理解和应用更加广泛。

咖啡中的酸性物质

植物的呼吸作用、生豆的处理和烘焙是咖啡中酸性物质产生的主要原因。 咖啡豆中的有机酸能增加咖啡的美味。这些酸性物质的浓缩程度取决于烘焙的深浅程度。一杯普通的咖啡当中含有多种有机酸，其中以绿原酸、奎宁和柑橘酸的含量最大。我们平时所说的口味、味道、口感、酸涩度、醇厚度等很多衡量咖啡品质的决定性因素事实上都取决于于以上三种酸类物质的含量。

1、绿原酸（CGA）

C16H18O9（分子质量：354.30872g/mol）

绿原酸是咖啡中的主要酸性物质之一。绿原酸共有两种同分异构体：烘焙过程中被分解的单咖啡酰酸和不会被分解的二咖啡酰酸。其中，二咖啡酰酸会使咖啡产生苦味和金属味道。

绿原酸的分解

奎宁酸

咖啡酸

在烘焙过程中，绿原酸会被分解为奎宁酸和咖啡酸，这两种酸会提升咖啡的涩度和口感。

2、柑橘酸

 

C6H8O7（分子质量：192.12352g/mol）

柑橘酸产生于咖啡的种植阶段。烘焙的程度越轻，咖啡中柑橘酸的含量也就越高，咖啡的口感也越加明亮。

3、乙酸与乳酸

咖啡中的乙酸和乳酸产生于生豆的发酵过程。发酵的过程共分两种：酒精发酵和酸性发酵。在酸性发酵的过程中，生豆表面的粘膜和粘液被酶分解从而产生酸。发酵过程中酸性物质产生的时间节点为发酵开始之后的第50至第100个小时之间。

C2H4O2（分子质量60.05196g/mol）

乙酸会给咖啡带来苹果酸和磷酸味道，增加额外的明亮感。

牛奶

牛奶是一种常见食材。牛奶能够平衡咖啡的口味，增加咖啡的甘甜。牛奶中87%的物质是水。此外，牛奶还含有大量蛋白质、脂肪、乳糖和矿物质（见以下成分表）。

牛奶的凝结现象

当将某些特殊溶液倒入牛奶当中时，牛奶会失去丝滑口感，并会产生絮状或块状沉淀，这一现象被成为给牛奶的凝结。牛奶出现凝结现象共有两种原因：由细菌导致的自然凝结和由酸性物质导致的化学性凝结。

 

牛奶中的蛋白质悬浮于胶状的溶液当中。蛋白质分子与牛奶中其他物质的混合十分均匀，既不沉淀也不分离。这种悬浮在牛奶当中的蛋白质分子也被称为酪素。

 

酪素由于与水分子排斥，能够在溶液中自由流动。但当在牛奶中加入咖啡时，溶液整体酸碱值整体下降（下降幅度决定于咖啡酸性物质总量）。由于酪素极性变负，会与咖啡中极性为正的酸性物质将结合。两种物质相互反应，便产生了牛奶中絮状或块状沉淀。这就是我们所谓的牛奶的凝结现象。溶液整体温度升高会使这一反应的速率加快。

两杯产生牛奶凝结现象的咖啡。左图为滴滤咖啡，右图为意大利浓缩咖啡。

因此，如果下次你在喝咖啡时咖啡牛奶出现凝结现象，那就说明咖啡中的酸性物质含量较高，咖啡的口感更加明亮。但要注意，如果牛奶变质腐坏，细菌在滋生过程中会产生一定量的乳酸，这同样会导致牛奶出现凝结现象。

C3H6O3（分子质量：90.07794g/mol）

细菌在分解乳糖时会产生乳酸。

为什么牛奶是白色的？

如上所述，酪素悬浮于牛奶溶液当中。酪素与脂肪分子结合以后，分子大小达到1/10微米以上，从而散射可见光。由于分子体积较大，被散射的光的颜色会被大量吸收。此外，光线在牛奶中的散射是随机无定向的，由此产生了我们所见到的白色。

如果溶液中脂肪分子含量较少，酪素分子体积小于10微米，其对光的散射作用也就没有那么强烈。这就是为什么脱脂或低脂牛奶会带有淡淡的青色。

光的散射原理同样可以解释为什么天空是蓝色的，而云是白色的，以及为什么香烟自燃产生的烟雾是青色的，而过肺之后是白色的。

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