Αφριστική ικανότητα και σταθερότητα του αφρού καφέ espresso: ο ρόλος πρωτεϊνών και πολυσακχαριτών
Foamability and foam stability of espresso coffee: the role of proteins and polysaccharides
Περίληψη
Ο αφρός που σχηματίζεται στην επιφάνεια ενός τυπικού παρασκευάσματος καφέ espresso ορίζεται ως μια χονδροειδής διφασική διασπορά που αποτελείται από την υγρή φάση του ροφήματος και από μικρές σφαιρικές φυσαλίδες αερίου, καθεμία από τις οποίες περιβάλλεται από υγρό φιλμ που φιλοξενεί βιοπολυμερή, φυσικές τασιενεργές ουσίες και μικροσκοπικά σταγονίδια ελαίου, σε ένα γαλάκτωμα τύπου «λάδι σε νερό» (o/w). Το ρόφημα παρασκευάζεται διοχετεύοντας μια μικρή ποσότητα ζεστού νερού, υπό πίεση, μέσω ενός στρώματος φρεσκοψημένου, αλεσμένου καφέ. Το αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας είναι ένα συμπυκνωμένο παρασκεύασμα, το οποίο περιέχει διαλυτά στερεά, αλλά και λιπόφιλα συστατικά που απουσιάζουν από τον στιγμιαίο καφέ. Η φυσικοχημική συμπεριφορά του αφρού στον καφέ espresso εκφράζεται ποσοτικά μέσω των παραμέτρων της «ικανότητας αφρισμού» (foaming ability) που αποτελεί μέτρο της ευκολίας σχηματισμού, αλλά και της έκτασης του φαινομένου, και της «σταθερότητας του αφρού» (foam stability) που δείχνει την ικανότητα της συνεχούς φάσης να δεσμεύει αέριο για συγκεκριμένο διάστημα. Συχνά, το σύστημα διασποράς αναφέρεται και ως «κρέμα» (crema), χάριν του γευστικού και αρωματικού του χαρακτήρα, καθώς και της χρυσαφί-καστανής έως και καφέ-κοκκινωπής χροιάς που προσδίδει στην επιφάνεια του ροφήματος. Οι επιφανειακές ιδιότητες του espresso συμβάλλουν στην αίσθηση της παρατεταμένης γεύσης που εξακολουθεί να γίνεται αντιληπτή έως και 15 min μετά την κατάποση του ροφήματος και το άδειασμα της στοματικής κοιλότητας. Η εξασφάλιση επιθυμητού χρώματος και όγκου, αλλά και η σταθερότητα του αφρού, αποτελούν βασικά κριτήρια αξιολόγησης του καφέ espresso από τους καταναλωτές. Ο σχηματισμός και η σταθεροποίηση του αφρού επιτυγχάνονται με τη βοήθεια μιας προσροφημένης στιβάδας πρωτεϊνών και πολυσακχαριτών στην διεπιφάνεια νερού-αέρα. Οι πρωτεΐνες πρωταγωνιστούν στον αφρισμό και τη γαλακτωματοποίηση, λόγω της αυξημένης υδροφοβικότητας (hydrophobicity) των πλευρικών αλυσίδων ορισμένων αμινοξέων. Οι πολυσακχαρίτες, αν και δεν σχηματίζουν στιβάδες προσροφημένων μορίων στη διεπιφάνεια νερού-αέρα, 7 εντούτοις συμβάλλουν στη σταθερότητα του αφρού, λόγω της ικανότητάς τους να αυξάνουν το ιξώδες (viscosity) του μέσου, αλλά και μέσω της ανάπτυξης ομοιοπολικών δεσμών και της δημιουργίας συνδέσεων in situ με προσροφημένες πρωτεΐνες, σχηματίζοντας σύμπλοκες ενώσεις. Η ισορροπία μεταξύ όξινων ανθρακικών ιόντων (HCO3 – ) και ανθρακικού οξέος (H2CO3) στο ρόφημα, διαδραματίζει πολύ βασικό ρόλο κατά τη διάρκεια των σταδίων εκχύλισης των κόκκων του καφέ, σχηματισμού του αφρού και παραγωγής γαλακτώματος. Δεδομένου ότι η διάρκεια ζωής του αφρού δεν υπερβαίνει εν γένει τα 40 min, η μελέτη του συστήματος διασποράς, με σκοπό την ποσοτικοποίηση των ιδιοτήτων του, παρουσιάζει εξαιρετική δυσκολία. Σκοπός της παρούσης εργασίας ανασκόπησης είναι να περιγράψει τις φυσικοχημικές διεργασίες που διέπουν το στάδιο διαβροχής των σωματιδίων του καφέ και τις διαδικασίες μεταφοράς μάζας μεταξύ σωματιδίων καφέ και καυτού νερού, το οποίο λειτουργεί ως μέσο εκχύλισης, και να ερμηνεύσει τα φαινόμενα επιφανειακής τάσης, τα οποία συμβάλλουν στο σχηματισμό και τη σταθεροποίηση των δυο συστημάτων διασποράς του espresso (αφρού και γαλακτώματος), προσδίδοντας ιδανικά οργανοληπτικά χαρακτηριστικά στο ρόφημα. Το υλικό στο οποίο βασίστηκε η εργασία προέρχεται, ως επί το πλείστον, από έγκριτες ξενόγλωσσες βιβλιογραφικές πηγές, οι οποίες παρατίθενται στην ενότητα «Βιβλιογραφία»
Περίληψη
The foam formed on the surface of a typical espresso coffee preparation is defined as a coarse biphasic dispersion consisting of the liquid phase of the beverage and small spherical gas bubbles, each surrounded by a liquid film hosting biopolymers, natural surfactants and tiny oil droplets, in an oil-in-water (o/w) emulsion. The beverage is prepared by pouring a small amount of hot water, under pressure, through a layer of freshly roasted, ground coffee. The result of this process is a concentrated preparation, which contains soluble solids, as well as lipophilic ingredients that are absent from instant coffee. The physicochemical behavior of the foam in espresso coffee is expressed quantitatively through the parameters of "foaming ability", which is a measure of the ease of formation, as well as the extent of the phenomenon, and the "foam stability", which shows the ability of the continuous phase to trap gas for a certain period of time. The dispersion system is often referred to as "crema", due to its tasty and aromatic character, as well as the golden-brown to brown-reddish hue it gives to the surface of the beverage. The surface properties of espresso contribute to the feeling of the prolonged taste that is still perceived up to 15 minutes after ingestion of the drink and the emptying of the oral cavity. Ensuring the desired color and volume, but also the stability of the foam, are key criteria for the evaluation of espresso coffee by the consumers. The formation and stabilization of the foam is achieved by means of an adsorbed layer of proteins and polysaccharides at the water-air interface. Proteins play a leading role in foaming and emulsifying, due to the increased hydrophobicity of the side chains of certain amino acids. Polysaccharides, although they do not form layers of adsorbed molecules at the water-air interface, nevertheless contribute to the stability of the foam, due to their ability to increase the viscosity of the medium, but also through the development of covalent bonds and in situ bonding with adsorbed proteins, forming complex compounds. The balance between bicarbonate (HCO3 – ) and carbonic acid (H2CO3) in the beverage plays an important role during the extraction stages of coffee beans, foam formation and emulsion production. Since the shelf life 9 of the foam generally does not exceed 40 min, the study of the dispersion system aiming to quantify its properties, presents an exceptional difficulty. The purpose of this review study is to describe the physicochemical processes governing the wetting stage of coffee particles and the mass transfer processes between coffee particles and hot water, which acts as an extraction medium, and to interpret the surface tension phenomena that contribute to the formation and stability of the two dispersion systems of espresso (foam and emulsion), giving ideal organoleptic characteristics to the beverage. The material on which the work was based comes, for the most part, from authoritative foreign language bibliographic sources, which are listed in the "Bibliography" section.
Αριθμός σελίδων
40Σχολή
Σχολή Επιστημών ΤροφίμωνΑκαδημαϊκό Τμήμα
Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας ΤροφίμωνΓλώσσα
ΕλληνικάΣυλλογή
Εκτός από όπου επισημαίνεται κάτι διαφορετικό, το τεκμήριο διανέμεται με την ακόλουθη άδεια:
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές