揭开Crema的神秘面纱——咖啡泡沫的科学
本篇根据信息量巨大的一篇综述文章整理而来： S, P., & Nisha, P. (2020). the of foam – a . in Food and ,1–21.
doi:10.1080/.2020.
只涉及与相关的一部分内容，因是我不熟悉的领域，词不达意的地方还请大佬们指正。原文中还包含速溶咖啡相关的泡沫科学，有兴趣的老板们可以找来读一读~
“Crema”：意式浓缩咖啡的泡沫
的泡沫，常被称为“crema”，是一种持久的、具有风味和香气的、金棕色到红棕色的泡沫，形成于饮品的液相之上。
意式浓缩咖啡的Crema
泡沫形成的基本机理
迄今为止，中crema的形成机理并没有完全搞清楚，但已有一些学术流派给出了一些解释，包括碳酸氢根的作用和过饱和二氧化碳的影响等。
碳酸氢根平衡在Crema形成中的作用
萃取过程中，初始润湿阶段是最最动态的过程，在这一阶段：
1、热水填充到咖啡粉之间的空隙里，并将颗粒间的气体排出。在水的压力、咖啡粉膨胀和二氧化碳脱气的共同作用下，咖啡粉被压实。
2、咖啡粉床的紧实度与碳酸氢根离子存在一定的联系。随着萃取的进行，萃取液的pH值由7.0–7.5（*萃取用水）转变为5.5–5.0（*咖啡液），碳酸氢根离子通过化学反应排出二氧化碳气体，将咖啡粉进一步压实。
一旦达到平衡，上述非稳态阶段结束，稳态阶段开始，在此之后压力和流量保持恒定，直至渗流结束。
过饱和二氧化碳的影响
Crema的形成还要考虑咖啡熟豆中二氧化碳的影响。过饱和的二氧化碳也被认为是产生Crema的一种驱动力。当咖啡粉床中的二氧化碳在高温高压下溶于水时，在杯中可能出现过饱和状态，从而导致微小气泡的形核。
泡沫稳定性的机制
的crema处于一种亚稳状态，具有特定的寿命（约40分钟），老化后会转变为干燥的多面体。
在任何泡沫体系中，泡沫形成后，都要通过三种形式发生失稳，即“排水”、“奥斯瓦尔德熟化”和“聚结”。咖啡泡沫也会发生类似的失稳。
泡沫的排水
排水过程中颗粒位于干泡沫的边缘
“排水”完全由重力驱动，重力迫使液体与气泡分离，随后液体在泡沫的分散空气单元之间流动，并排到液相中；“奥斯瓦尔德粗化”由大小气泡之间的毛细压差引起，小气泡收缩，导致平均气泡尺寸增大，气泡尺寸分布变窄；“聚结”是由于分离两个相邻气泡的薄液膜破裂而发生的。
影响泡沫形成能力和稳定性的因素
咖啡熟豆中大分子物质的影响
一般来说，泡沫的形成和稳定性是由空气-水界面上的大分子吸附层控制的。
大分子包括蛋白质和多糖，其中蛋白质由于其组成氨基酸侧链的化学性质而具有更大的疏水性，在泡沫形成过程中起主要作用。
尽管多糖不太可能在空气-水界面形成吸附层，但它们通过增稠或提高粘度的行为，和/或通过共价键和与被吸附蛋白质的原位键合形成蛋白质-多糖复合物来提高泡沫稳定性。
在中，发现了两类聚合物表面活性可溶化合物：多糖（包括半乳甘露聚糖、阿拉伯半乳聚糖），以及类黑素（烘焙过程中美拉德反应的产物），它们对泡沫的形成起着关键作用。
有研究分析了的泡沫形成能力、泡沫稳定性与烘焙程度（DR，按生豆失重百分比计算）的关系。泡沫形成能力随烘焙程度的增加而增大，表现为泡沫体积的增大。泡沫稳定性随烘焙程度的增加先增加，DR为9.7%时达到最大值，之后下降。
上述变化归因于咖啡熟豆中多糖含量的变化。多糖通过增加液相粘度来稳定泡沫。尽管多糖含量很少，仅占总固体物质含量的0.3%-0.9%，但多糖与泡沫稳定性有很大的相关性。
泡沫形成能力及稳定性与烘焙程度的关系
萃取参数的影响
某些萃取工艺参数也会影响crema的体积和稳定性，包括手柄大小，咖啡豆的品种和烘焙的新鲜程度。
单份、双粉、三份手柄萃取的最大crema体积分别为10.6、20.0和20.0mL。使用单份手柄获得crema体积较小是由于其孔数少于双份和三份手柄，这导致形成泡沫时可用的压降位置较少。此外，在双份和三份手柄中所用的咖啡粉量更大，将更多的二氧化碳萃取到杯中产生泡沫。双份和三份手柄萃取比单份手柄萃取的crema更稳定。这在一定程度上可以归因于较高的总固体物质含量和更多的泡沫稳定成分（如半乳甘露聚糖和阿拉伯半乳聚糖）。
此外，罗布斯塔豆比阿拉比卡豆制得的有更多的crema，这可以归因于阿拉比卡豆中的脂类含量高于罗布斯塔豆，而脂类具有抗泡沫作用。但阿拉比卡豆萃取获得的crema（60分钟）比罗布斯塔（24分钟）更稳定。这同样是由于阿拉比卡的脂质含量较高，在乳化状态下提取的脂质较多，增加了液膜的粘度，降低了表面张力，提高了crema的稳定性。
咖啡熟豆越新鲜，产生的crema越多，这是由于咖啡熟豆中的残余的二氧化碳含量随储存时间的延长而减少。但是，咖啡的新鲜程度对crema的稳定性没有明显的影响。
Crema对视觉口感的影响
Crema的颜色是咖啡组成的标记。用纯阿拉比卡豆萃取的浓缩咖啡会产生一种带有“虎皮纹”的红棕色crema；纯粹的刚果种（C. ，罗布斯塔）crema，是典型的深棕色和灰色调。
咖啡的虎皮纹
除了颜色，crema纹理也是品质的标志。一杯完美的，crema是稳定的，中等棕色，呈现细而轻的条纹（虎皮纹）。即使在剧烈搅拌之后，crema也可以再次聚在一起，这对于保留挥发性芳香物质，防止过快冷却，以及防止溶解在脂肪中的芳香物质水解很重要。
Crema的视觉特性可能会影响消费的感官和享乐体验，质地和口感特性也对消费者的偏好起着重要作用。
Crema对口内知觉的影响通常采用一种称为“暂时性感官支配分析法”（ of ）的动态感觉方法进行研究。这种方法被用来从一系列的感官属性中识别出主导属性。
测试小组成员被要求从11个属性列表中选择口中感知的主要属性：含碳、烧烤、谷类、果味、甜味、苦味、酸性、液体、粘稠、粗砂和丝滑。
依据该方法的测试结果，推断出随着crema含量的增加，“烧烤”属性增强，并在整个消费过程中保持主导地位。相反，低crema量，或没有crema， “含碳”和“苦味”属性占主导地位。
Crema对香气释放的影响
芳香族化合物挥发性与crema稳定性之间的关系对香气释放有一定影响。
1、高挥发性的芳香化合物&低稳定性的crema：crema是香气释放的增强剂。高挥发性化合物在泡沫气泡的气相中含量丰富，在泡沫破裂时释放出来。
2、高挥发性的芳香化合物&高稳定性的crema：crema起到了阻隔挥发物的作用。
3、低挥发性芳香化合物和低稳定性的crema：气泡破裂时产生的新界面增加了低挥发性芳香的扩散，crema气相中低挥发性化合物的浓度较低，因此它们在杯中的浓度与crema不稳定性的关系不大。
4、低挥发性芳香化合物&高稳定性的crema：芳香化合物通过扩散过程从界面释放出来，泡沫层越持久，杯中香气分子的挥发性越低。
总结
泡沫是高品质咖啡的标志。（意式浓缩咖啡）中, 咖啡豆烘焙过程中形成的二氧化碳是形成crema的原因。
咖啡熟豆中的类蛋白组分和多糖分别提高了咖啡的起泡性和泡沫稳定性。
泡沫保留了的优质口感和芳香品质，并且防止了过快冷却。
