امروزه با توجه به گسترش فرهنگ کافه و بحث قهوه تخصصی، توجه به تمام بخش‌های این حوزه از اهمیت زیادی برخوردار است. از جمله قسمت‌های مهم در این زمینه، تهیه‌ی مواد اولیه‌ی تازه متناسب با دستورالعمل‌های داخل منو می‌باشد که از دغدغه‌های همیشگی مسئولان خرید تمام مجموعه‌ها است. «شیر»، به عنوان یکی از مواد اولیه‌های پرطرفدار، نقش تعیین‌کننده‌ای در اکثر کافه‌ها دارد و اهمیت به کیفیت آن جز ضرورت‌هاست. طی این مقاله، ما به موضوعاتی مانند تاریخچه، فرآوری، فوم و ترکیبات شیر می‌پردازیم.
مقدمه
در سال ۱۸۶۴، لوئی پاستور فرانسوی دریافت که گرم‌کردن نوشیدنی‌های تازه، به ماندگاری طولانی‌تر آنها کمک می‌کند. فرآیند ابداعی او به «پاستوریزاسیون» معروف شد که مورد استقبال صنایع لبنی قرار گرفت و به‌صورت گسترده در این بخش و تا به امروز، مورد استفاده قرار گرفته است.
در فرآیند «پاستوریزاسیون»، همه‌ی عوامل بیماری‌زا به‌طور کامل از بین نمی‌روند؛ چراکه حذف همه‌ی عوامل، مستلزم حرارت بسیار بالایی است که کیفیت مزه و طعم شیر را کاهش می‌دهد.
فرآیند «پاستوریزاسیون» معمولاً با اعمال دمای مشخص در یک بازه‌ی زمانی کوتاه اتفاق می‌افتد که به‌آن «HTST» گفته می‌شود. در این فرآیند، شیر را تا حداقل دمای ۷۲ درجه‌ی سانتیگراد به‌مدت ۱۵ ثانیه گرم می‌کنند و به‌دنبال آن بلافاصله شیر را خنک می‌کنند. با این روند، باکتری‌های فسادپذیر معمولاً از بین می‌روند و شیر تا ۱۰ روز بعد از شیردهی دام، ماندگاری دارد.
در مقابل «پاستوریزاسیون» و برای حذف همه‌ی عوامل بیماری‌زای موجود در شیر، فرآیند فوق‌حرارتی «UHT»، با دمای حداقل ۱۳۸ درجه‌ی سانتیگراد برای ۲ ثانیه مورد استفاده است. در این دمای بالا، شیر دچار واکنش مایلارد می‌شود؛ همان واکنشی که در فرآیند برشته‌کاری، به رنگ قهوه‌ای و طعم کاراملی قهوه کمک می‌کند. در شیر «UHT» شما قهوه‌ای‌شدن را نمی‌بینید، اما این فرآیند به‌دلیل آزادسازی بیش از حد گلبول‌های چربی شیر، می‌تواند یک کاراکتر سوخته و گوگردی به ترکیب «شیروقهوه» بدهد.
دو نمونه از مزایای این نوع شیرها، افزایش ماندگاری شیر تا ۹ ماه و کیفیت مطلوب فوم دریافتی آن است؛ درحالی‌که طعم آن همان‌طور که ذکر شد، موردپسند برخی‌ها نیست.
فرآوری
فوم شیر کامل دارای حباب‌های کوچک و بافت پیوسته‌تری در مقایسه با شیر بدون چربی است؛ اما ماندگاری آن به اندازه‌ی فوم شیر بدون چربی نیست؛ به این دلیل که چربی‌های موجود در فوم باعث تجزیه‌ی هر چه سریع‌تر آن شده و فوم را از بین می‌برند.
با پیشرفت صنعت لبنیات در قرن بیستم و برای رفع این مشکل، شیرهایی با استاندارد مطلوب‌تر تولید شد. «هموژنیزاسیون» از جمله‌ی همین پیشرفت‌ها بود؛ شیوه‌ای که باعث یکسان‌سازی چربی و آب جدا‌شده از شیر کامل توسط «امولسیون‌سازی» می‌گردد. برای انجام این کار، لازم است که گویچه‌های چربی را به ذرات کوچکی بشکنیم که مانند کلوئیدها (مواد جامد میکروسکوپی و معلق دائمی) رفتار کنند. این امر با عبور شیر از سوراخ‌های بسیار کوچک و تحت فشار زیاد حاصل می‌شود.
این شیوه معمولاً در تولید محصولات غذایی استفاده می‌شود. به عنوان مثال، کوکاکولا از محفظه‌های فشار استفاده می‌کند که تا ۳۵۰۰۰ پوند فشار در هر اینچ مربع (psi) تولید می‌کند تا ترکیبی پایدار و همگن از مواد تشکیل دهد. رایج‌ترین سیستم برای همگن‌سازی استفاده از شیرمخلوط فشار بالا است. برای همگن‌شدن شیر و خامه باید فشاری بین ۱۰۰ تا ۲۵۰ بار اعمال کرد.
جالب است بدانید که شیر هموژنیزه با غیرهموژنیزه، تأثیری بر عملکرد فوم‌گیری شما ندارند. مزیت شیر هموژنیزه یا همگن این است که به مقدار قابل توجهی کمتر از شیر غیرهموژنیزه، مستعد اکسیداسیون است؛ زیرا مقدار بیشتری از آن به‌دور از هوا در آب فرو می‌رود. مزیت شیر غیرهموژنیزه، ظاهر و بافت بهتر است و حتی در حالت سرد به‌دلیل قطر زیاد گلبول‌های چربی، حس دهانی بهتری دارد. البته در نظر داشته باشید که این تفاوت‌ها در شیر سرد به‌طور کامل مشهود است؛ جایی که چربی‌ها ذوب نشده‌اند و کمتر مستعد ادغام‌شدن با کل شیر هستند. تجزیه‌ی چربی‌ها در دمای بین ۵۵ تا ۸۰ درجه سانتیگراد مؤثرتر است. در دماهای پایین‌تر، به دلیل افزایش ویسکوزیتی شیر، امکان کار با «هموژنایزر» وجود ندارد. به‌همین دلیل، «هموژنایزر» معمولاً درست بعد از پاستوریزه قرار می‌گیرد، زیرا شیر قبلاً برای پاستوریزه‌شدن گرم شده است.
فوم
بحث فوم، تنها محدود به شیر نیست. در صنعت غذا و نوشیدنی، استفاده از تکنیک فوم بسیار رایج بوده، چرا که باعث طولانی‌ترشدن عطر و طعم داخل کام می‌شود. عطر و طعم بین حباب‌های یک فوم قرار می‌گیرند و مسیر طولانی‌تری را نسبت به یک نوشیدنی بدون فوم طی می‌کنند تا به جوانه‌های چشایی ما راه پیدا کنند. این بدان معنی است که مایکروفوم‌ها، حس طولانی‌تری را از نظر طعم و بافت ایجاد می‌کنند.
اگر ترکیبات شیر را دست‌کاری کنید و غلظت پروتئین، چربی، قند و آب آن‌را تغییر دهید، می‌توانید فومی با تراکم زیاد و حباب‌های ریز درست کنید که ۲۴ ساعت طول می‌کشد تا مایع از حباب‌های شیر جدا شود. هر چه حباب‌ها ریزتر باشند، زمان بیشتری طول می‌کشد تا این فرآیند جداسازی به پایان برسد. اما نکته‌ی جالب اینجاست که برای لاته‌آرت، ما لزوماً دنبال حباب‌های کاملاً میکروسکوپی نیستیم.
پروفسور «استیون ابوت» فهرستی از عوامل لازم برای تولید مایکروفوم لاته‌آرت را این‌گونه پیشنهاد می‌دهد:
۱- خیس‌بودن فوم؛ برای کاهش اثر گرانشی
۲- حباب‌های ریز به اندازه‌ی کافی؛ با قطر کم
۳- پایداری؛ برای دقایقی در دمای نسبتاً بالا
۴- ویسکوزیتی متوسط؛ برای حس دهانی لذت‌بخش
۵- میزان کافی و نه زیاد؛ برای ریختن آسان داخل فنجان
در نظر داشته باشید که مطابق یافته‌های علمی، صرفاً فوم با رطوبت بالا همراه با قطر حباب‌های خیلی ریز و بالاترین ویسکوزیتی (ضخامت، چسبندگی یا نیمه‌سیال بودن) برای تولید فوم شیر لاته‌آرت، بهترین پیشنهاد به حساب نمی‌آید.
فوم خیس(تر)؛ فوم خشک!
این بحث به‌صورت جدی اولین بار در زنجیره‌ی استارباکس و در پایان دهه‌ی ۱۹۹۰ مطرح شد؛ آن‌جا که مشتری‌ها اجازه داشتند لاته یا کاپوچینو را با فوم «خشک» یا «تر» سفارش دهند.
فوم خیس یا تر؛
به‌معنای داشتن فوم کمتر (در عمل، کمتر از ۵ میلی‌متر)
فوم خشک؛
به‌معنای فوم سنگین با هدف نسبت شیر به فوم ۱:۱
با پیشرفت صنعت قهوه تخصصی، فوم خشک جای خود را به فوم تخصصی با درصد بالاتری از رطوبت داد تا دست آرتیست‌ها را برای پیاده‌سازی الگوهای موردعلاقه‌شان باز نگه دارد. منشأ این اتفاق هم، نوشیدنی اصالتا استرالیایی یا نیوزیلندی به‌نام «فلت‌وایت» بود که در دهه‌ی ۱۹۹۰ و در روزهای اولیه‌ی پیدایش قهوه تخصصی، به کافه‌ها ورود پیدا کرد و همان‌گونه که از نامش پیداست عملا یک کاپوچینوی بدون فوم یا فوم بسیار نازک به‌حساب می‌آید. مهمترین موضوع در این بخش برای رسیدن به فوم مناسب لاته‌آرت، ثبات و استانداردسازی نسبت شیر به فوم است.
هوادهی کمتر از ۲۰ درصد به شیر را معمولا فوم خیلی مرطوب و هوادهی بیشتر از ۵۰ درصد را فوم خیلی خشک در نظر می‌گیریم و نقطه‌ی شیرین و طلایی بین این دو، هوادهی با درصد تقریبی ۳۳ درصد است که اولین فاکتور فوم مطلوب به حساب می‌آید؛ این‌که فوم شما چقدر باید مرطوب بوده و با چه درصد هوادهی ایجاد می‌شود.
ترکیبات شیر
الف- پروتئین
هیدروفوبیک Hydrophobic (آب‌گریز)
هیدروفیلیک Hydrophilic (آب‌دوست)
در شیمی، بسیاری از مولکولها یا بخش‌هایی از مولکولها هستند که شکل زنجیره‌ای دارند. در شیر، دو ماده‌ی اصلی به‌نام «چربی» و «پروتئین» به‌همین شکل هستند. این‌که کدام «آب‌گریز» و کدام «آب‌دوست» هستند، برای ما اهمیت دارد. در مورد چربی‌ها، تکلیف روشن است؛ لایه‌‌ی بیرون، آب‌دوست بوده و جذب آب می‌شود. اما در مورد پروتئین‌ها، موضوع کمی پیچیده‌تر خواهد بود.
بلوک‌های سازنده‌ی پروتئین‌ها اسیدهای آمینه هستند که می‌توان آنها را به دو گروه اصلی تقسیم کرد:
خانواده‌ی پروتئین Casein (کازئین)
خانواده‌ی پروتئین Whey (آب‌پنیر)
تقریباً ۸۲ درصد از پروتئین موجود در شیر کازئین و ۱۸ درصد دیگر آب‌پنیر است. کازئین حاوی اسیدهای آمینه ضروری خاصی است که ما انسان‌ها نمی‌توانیم آنها را در بدن خود سنتز کنیم. از سویی دیگر، کازئین از کلسیم و فسفر ساخته شده که منبع غذایی مهمی برای بدن است. بیشتر کازئین‌ها، پروتئین‌های زنجیره‌ای آب‌گریز هستند. آنها شکل ثابتی ندارند و مانند چربی‌های شیر، سر آب‌دوست ندارند و فقط به شکل یک دم بلند هستند. اما در بخش‌های خاصی از زنجیره‌های پروتئینی، کازئین‌ها نسبتاً آب‌دوست هستند.
در مقایسه با کازئین، پروتئین آب‌پنیر اهمیت ویژه‌ای برای باریستاها دارد. پروتئین آب‌پنیر حاوی مواد فعال سطحی است که برای تولید فوم‌های پایدار و بادوام به آن نیاز است. به این ویژگی Surfactant یا «عامل سطحی» می‌گویند که در سطح مشترک حباب‌ها، کشش سطحی را کاهش داده و باعث ایجاد حباب‌های کوچکتر یا ریزتر می‌شود. (عامل دوم از فاکتورهای پرفسور استیون ابوت؛ بخش سوم)
اگر بتوان به‌نحوی پروتئین آب‌پنیر را از کازئینات جدا کرد، نتایج فوم‌گیری فوق‌العاده است. هنگامی‌که محققان ماده‌ای شبیه شیر را برای آزمایش عملکرد فوم‌گیری تک‌تک پروتئین‌ها سنتز کردند، به کشف شگفت‌انگیزی دست یافتند: پروتئین‌های آب پنیر باعث تشکیل حباب‌های هوای بسیار کوچک (متوسط قطر ۱۵ میکرومتر) می‌شوند که در طول یک روز کامل، به‌طور قابل توجهی پایداری داشته و تغییر نمی‌کنند.
ب- چربی
تمام چربی‌ها به گروهی از مواد شیمایی بنام «استرها» که ترکیبی از الکل‌ها و اسیدها هستند تعلق دارند. چربی شیر مخلوطی از اسیدهای چرب متفاوت به‌نام «تری‌گلیسیریدها» است که از یک الکل به‌نام «گلیسیرول» و اسیدهای چرب دیگر تشکیل شده است که حدود ۹۰ درصد چربی شیر را تشکیل می‌دهند و شامل چربی‌های اشباع و غیراشباع هستند.
در شیر تازه، مولکول‌های چربی در گلبول‌ها جمع می‌شوند و هر گلبول توسط یک غشا محافظت می‌شود. نمونه‌ی این اتفاق را در زمان تفت دادن کره داخل ماهیتابه می‌توان دید. قسمت سفیدی که از قسمت زرد جدا می‌شود، تا حدی پروتئینی است که از تری‌گلیسرید در مرکز گلبول چربی شیر باز می‌شود. وقتی شیر، تازه و دست‌نخورده باشد، گویچه‌های چربی بسیار بزرگ بوده (با قطر ۱۵ میکرومتر) و مستعد بستن سرشیر یا خامه هستند؛ به‌عبارت دیگر، بالا آمدن گلبول‌ها به سطح شیر. این روند با گذر زمان افزایشی بوده که همگن‌سازی آن در فرآیند هموژنیزاسیون انجام می‌شود.
چربی ها در دمای اتاق در فاز جامد هستند. اما با دریافت حرارت، شروع به جمع‌شدن کرده و فاز مایع به خود می‌گیرند. این موضوع می‌تواند حس دهانی چرب‌گونه‌ای به‌خصوص در شیر غیرهموژنیزه، در کام ایجاد کند. زمانی‌که گلبول‌ها در فاز مایع هستند, تمایل دارند که در میان حباب‌ها پخش شوند که گسترش این روال، خود باعث ناپایداری فوم، نازک‌شدن و در نهایت ازبین‌رفتن آن می‌شود.
در دماهای بالاتر از ۴۰ درجه‌ی سانتیگراد, گلبول‌های چربی شیر حاوی چربی مایع کامل هستند و نسبت به شکستن یا تغییر شکل فوم، آسیب‌پذیری کمتری دارند. اگر در ابتدای بخاردهی به شیر سرد، میزان زیادی هوا وارد شیر کنید، به موازات افزایش دمای شیر تا دمای اتاق و سپس توقف جریان بخاردهی، متوجه از بین‌رفتن کامل فوم خواهید شد. دمای اتاق برای شیر بخار داده‌شده، حداقل دما برای پایداری فوم آن است.
ج- قند
«لاکتوز» به‌‌عنوان قندی که فقط در شیر یافت می‌شود، وظیفه‌ی ایجاد تعادل طعمی را بین شیر و قهوه دارد؛ در حالی‌که شیرینی آن ۳۰ برابر کمتر از «ساکارز» است.
«لاکتوزن به گروهی از ترکیبات شیمیایی آلی به نام کربوهیدرات‌ها تعلق دارد و مانند چربی و پروتئین، سفیدرنگ است. کربوهیدرات‌ها مهمترین منبع انرژی در رژیم غذایی ما هستند؛ مانند نان و سیب‌زمینی. آنها همچنین مواد لازم برای سنتز برخی از ترکیبات شیمیایی مهم در بدن را تأمین می‌کنند.
کربوهیدارت‌ها در ماهیچه‌ها به عنوان گلیکوژن ماهیچه‌ای و در کبد به عنوان گلیکوژن کبدی وجود دارند. گلیکوژن نمونه‌ای از کربوهیدرات با وزن مولکولی بسیار زیاد است. نمونه‌های دیگر مشابه گلیکوژن، نشاسته و سلولز هستند. این کربوهیدرات‌های کامپوزیتی «پلی‌ساکارید» هستند و دارای مولکول‌های غول‌پیکری بوده که از مولکول‌های گلوکز زیادی تشکیل شده‌اند.
برخی دی‌ساکاریدها، کربوهیدرات‌های متشکل از دو نوع مولکول قند هستند. مولکول‌های ساکارز (نیشکر معمولی یا قند چغندر) از دو قند ساده (مونوساکارید) «فروکتوز» و «گلوکز» تشکیل شده است. در مقابل، «لاکتوز» (قند شیر) یک دی‌ساکارید است که مولکول آن حاوی مونوساکاریدهای «گلوکز» و «گالاکتوز» است.
وقتی لاکتوز توسط باکتری‌های اسید لاکتیک مورد حمله قرار می‌گیرد چه اتفاقی می‌افتد؟ این باکتری‌ها حاوی آنزیمی به نام «لاکتاز» هستند که به لاکتوز حمله می‌کند و مولکول‌های آن را به گلوکز و گالاکتوز تقسیم می‌کند. عکس این موضوع در زمان ترش‌شدن شیر اتفاق می‌افتد؛ زمانی‌که لاکتوز به اسید لاکتیک تخمیر می‌شود. اما نکته اینجاست که چرا برای اضافه‌کردن شیر به قهوه، باید آن‌را حرارت دهیم؟ یک نظریه‌ی اشتباه می‌گوید: لاکتوز به خودی خود شیرین نیست و تجزیه‌ی آن به گلوکز و گالاکتوز، باعث شیرین‌شدن آن می‌شود. اما غلط بودن این نظریه جایی مشخص می‌شود که شیر با بازگشت به دماهای پایین، شیرینی خود را از دست می‌دهد. محتمل‌ترین توضیح برای این موضوع، به فیزیولوژی زبان انسان برمی‌گردد؛ آن‌جا که درک شیرینی برای زبان ما در دمای بالا راحت‌تر است.
