Как продлить жизнь пене: разработка НовГУ для кофейной индустрии

В Новгородском государственном университете имени Ярослава Мудрого (НовГУ) студенты нашли способ заметно продлить «жизнь» молочной пены для капучино — без сложного оборудования и без вмешательства во вкус напитка. По результатам испытаний, такая пена сохраняет объём и чёткую границу с напитком значительно дольше, чем в классическом варианте.

Авторы проекта — студентки Дарья Трошкова и Полина Куликова из Политехнического и Химико-технологического институтов НовГУ. Под руководством доцента кафедры биологии и биоинформатики Марины Коноваловой они начали не с «кухонных лайфхаков», а с разбора того, почему пена вообще падает. Молоко — это сложная смесь: в воде плавают белковые частицы (в том числе казеин) и микрокапли жира. Когда мы взбиваем молоко паром, образуются пузырьки воздуха, а вокруг них — тончайшие плёнки жидкости. Именно эти плёнки и решают судьбу пены: если из них быстро уходит вода, пузырьки слипаются и вся шапка опадает. В обычном капучино это часто видно уже через 10–15 минут — напиток теряет «картинку», даже если вкус остаётся нормальным.

Команда проверила то, что бариста в целом знают на практике: более стабильная пена обычно получается при нагреве примерно до 60 °C и при меньшей жирности. Но, как объясняют исследователи, здесь есть предел: даже при идеальной технике натуральное молоко быстро «сдаёт позиции», потому что физика плёнок всё равно берёт своё. Поэтому студенты решили управлять двумя вещами сразу: сделать систему более вязкой (чтобы жидкость медленнее стекала вниз) и укрепить поверхностные плёнки между пузырьками (чтобы они не рвались и не слипались).

Так появилась рецептура «модифицированного молока» на одну стандартную порцию 200 мл: 1 г гидроксипропилметилцеллюлозы (Е464) и 50 мг экстракта коры мыльного дерева — сапонинов квиллайи (Е999). Первый компонент работает как «каркас»: повышает вязкость и при нагреве формирует гелевую структуру, из-за которой вода в пене не так быстро уходит вниз. Второй — как усилитель стабильности плёнок: сапонины ведут себя как сильные природные поверхностно-активные вещества и помогают плёнкам «самовосстанавливаться», когда они истончаются. В тексте исследования это описывают через эффект Марангони, но по-простому смысл такой: жидкость перераспределяется так, чтобы укреплять слабые места, и пузырьки хуже слипаются.

Отдельно подчёркивается, что важна именно связка двух компонентов. По словам авторов, они пробовали и другие стабилизаторы (разные камеди, каррагинан), но лучше всего сработал вариант, где один ингредиент задаёт плотность и «скелет», а второй добавляет плёнкам упругость и стойкость к ударам/деформации. При этом цель была не сделать пену «резиновой» и не испортить вкус, а получить долговечность без заметных побочных эффектов.

Дальше — технология. Добавки сначала вмешивают в очень холодное молоко (2–4 °C) и доводят до полной однородности погружным блендером (по сути — как гладкий молочный коктейль без комков). Затем смесь взбивают паром, но тут критична температура: авторы вывели рабочий диапазон 60–62 °C. Ниже — загуститель «не включается» как нужно, выше — белки перегреваются, и пена становится грубой и рыхлой. Для повторяемости они описывают и схему движений: первые несколько секунд — аэрация у поверхности (чтобы «впустить воздух»), затем наконечник глубже и стабильный вихрь до сигнала термометра о нужной температуре.

По результатам испытаний разница получилась большой. Обычный контрольный капучино терял половину объёма пены примерно за 7–9 минут, а в «модифицированной» версии такие потери наступали только через 58–65 минут. Полное разрушение структуры в классическом варианте фиксировали через 18–22 минуты, тогда как экспериментальная пена держала чёткую границу «пена/жидкость» более полутора часов. По вкусу дегустаторы в основном отметили лишь лёгкий травянистый оттенок (его связывают с сапонинами) и более плотную, кремовую текстуру — без выраженной «тягучести» и неприятного жирного послевкусия.

В финале авторы делают важный вывод: стойкая пена — это не «секретный приём», а результат точного управления процессами в молоке. Если понимать, что именно разрушает плёнки и почему жидкость уходит из пены, можно не гадать наугад, а собирать продукт с заданными свойствами. Потенциальные применения они видят не только в кофейнях (где важен внешний вид напитка), но и в домашних смесях, молекулярной кухне и даже производства кондитерских изделий.

Разработка может быть полезна там, где важен внешний вид напитка на протяжении всего времени подачи — например, в кофейнях с высокой проходимостью, на мероприятиях и в сегменте «кофе навынос», когда капучино не выпивают сразу. Технология при этом требует аккуратности: дозировка 50 мг очень мала, поэтому без точных весов сложно повторить результат. Ещё один обязательный шаг — предварительное тщательное перемешивание блендером, иначе смесь получится неоднородной. Наконец, из-за более плотной и упругой структуры пены бариста может понадобиться немного адаптировать привычные приёмы для латте-арта.