意式半自动咖啡机蒸汽性能及其制备的奶泡评价方法

摘要：论文围绕意式半自动咖啡机蒸汽性能以及制备奶泡，开展了性能评测和评估，具有重要的工程应用价值。论文在发表前，请增加蒸汽性能测定的试验方法与装置介绍，便于后续深入开展蒸汽性能的试验研究与改进优化。

论文价值的评定意见：

论文围绕意式半自动咖啡机蒸汽性能以及制备奶泡，开展了性能评测和评估，具有重要的工程应用价值。论文在发表前，请增加蒸汽性能测定的试验方法与装置介绍，便于后续深入开展蒸汽性能的试验研究与改进优化。

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摘要

Abstract

奶泡品质包含香味、光泽、口感、滋味等，通过研究6款不同品牌意式半自动咖啡机的蒸汽性能对所制备的奶泡品质的影响，明晰蒸汽性能与奶泡品质之间的内在关系。研究发现，意式半自动咖啡机的蒸汽性能显著影响奶泡品质，当其发泡时间短、蒸汽含水率低、精确度低，所制备的奶泡品质处于较高水平。6款意式半自动咖啡机中，国外品牌F蒸汽性能最优，发泡时间57 s、蒸汽含水率9.50%、精确度1.40，所制备的奶泡品质最佳，稳定性87.08%、绵密度46 s，且在主观评价上得分最高。此外，国内品牌D与国外品牌F在蒸汽性能以及奶泡品质上无显著差异。

关键词

Keywords

意式半自动咖啡机；蒸汽性能；奶泡；品质

DOI:10.19784/j.cnki.issn1672-0172.2024.05.008

0 引言

咖啡是世界三大天然饮料之一，近年来，咖啡在中国的消费量逐年增长，消费潜力巨大[1]。在意大利等欧洲国家，人们喜爱浓烈且苦涩的黑咖啡，在中国，消费者更偏爱口感柔和、味道丰富的牛奶咖啡。牛奶咖啡是指由牛奶、奶泡以及黑咖啡混合而成的一种饮品。以卡布奇诺为例，牛奶、奶泡及黑咖啡的比例通常为1∶1∶1，奶泡是由牛奶发泡形成，且奶泡的绵密度影响牛奶咖啡入口的感觉，因此，牛奶的发泡效果以及奶泡的品质对牛奶咖啡的品质影响更为显著[2]。

意式半自动咖啡机通过其蒸汽棒喷射强劲的热蒸汽，将空气打进牛奶，牛奶中蛋白质包裹空气，最终形成奶泡[3]。不同品牌的意式半自动咖啡机蒸汽喷头形态结构各异，有单孔蒸汽喷头和多孔蒸汽喷头，蒸汽喷头孔径有1 mm、1.2 mm等尺寸[4]，导致每一台意式半自动咖啡机蒸汽性能各异。经验丰富的咖啡师可以使用不同的意式半自动咖啡机制备出细腻绵密的奶泡，但难以通过主观评价方法分辨出不同意式半自动咖啡机制备的奶泡的细微差异。此外，目前咖啡机行业暂无评判奶泡品质优劣的标准。

本文旨在建立评价意式半自动咖啡机蒸汽性能优劣的方法以及一套主客观双维度评价奶泡品质的标准，通过测定意式半自动咖啡机发泡时间、蒸汽含水率、精确度来定义其蒸汽性能的优劣。通过测定奶泡的稳定性、绵密度、感官评价等指标，明晰蒸汽性能对奶泡品质的影响。初步建立蒸汽性能与奶泡品质之间的联系。

1 蒸汽性能及奶泡的评价方法

1.1 基本实验条件

为提高实验结果的可比性，本次研究只针对国内外主流品牌单孔蒸汽喷头的意式半自动咖啡机，并且各项性能指标参数的选取只针对同一品牌的180 mL纯牛奶用量，从（7±3） ℃加热发泡至（60±3） ℃，牛奶与奶泡的体积比例约为2∶1，实验测试工装如图1所示，意式半自动咖啡机蒸汽棒与水平面的夹角α（25±3）°，盛放拉花缸的底座与水平面夹角β（20±3）°，蒸汽棒喷头最低点高出液体液面高度h（2.5±0.3） mm。

图1 实验测试工装

1.2 蒸汽性能

1.2.1 发泡时间

发泡时间长短是衡量意式半自动咖啡机蒸汽性能的一个重要参数，发泡时间越短，蒸汽越强劲。本文按照GB/T 23129—2008[5]中27.1规定进行。

1.2.2 蒸汽含水率

蒸汽含水率可反映意式半自动咖啡机蒸汽性能的优劣，蒸汽含水率越低，奶泡水分增加量越少，蒸汽性能越好。将重量为Mb纯牛奶从（7±3） ℃加热发泡至（60±3） ℃，称量发泡后的重量Ma，蒸汽含水率按照公式（1）计算：

式中：

A1-蒸汽含水率（%）；

Mb-纯牛奶发泡前的重量（g）；

Ma-纯牛奶发泡后的重量（g）。

1.2.3 精确度

意式半自动咖啡机重复10次发泡实验，记录10次实验的发泡时间t1, t2…t10数据之间相互接近的程度。10次实验的数据接近程度越高，精确度越小，蒸汽性能越好。精确度按照公式（2）和（3）计算：

式中：

A2-精确度（s）；

t1, t2…t10-10次重复试验的发泡时间（s）；

μ-发泡时间平均值（s）。

1.3 奶泡的客观评价维度

1.3.1 稳定性

奶泡的稳定性反映纯牛奶发泡后泡沫存在的持久性。奶泡的稳定性越高，其品质越好。将180 mL的纯牛奶从（7±3） ℃加热发泡至（60±3） ℃，停止发泡后，在（20±5） ℃环境条件下放置2 min后读取奶泡体积（体积为Va），继续放置15 min后，读取奶泡体积（体积为Vb），稳定性按照公式（4）计算：

式中：

A3-稳定性（%）；

Va-纯牛奶发泡后静置2 min后的奶泡体积（mL）；

Vb-纯牛奶发泡后静置17 min后的奶泡体积（mL）。

1.3.2 绵密度

奶泡的绵密度是反映奶泡品质的一个重要参数，通过测试块在奶泡上的浮力强弱反映奶泡的绵密程度。将180 mL的纯牛奶从（7±3） ℃加热发泡至（60±3） ℃，停止发泡后，将纯牛奶迅速倒入量筒，在（20±5） ℃环境条件下放置2 min后，将特定规格的正方体测试块轻轻放置于奶泡正中心，此刻开始计时，当正方体测试块下落至量筒底部时，停止计时，测试方法示意图如图2。本文按照T/CAB0348—2024[6]的规定进行。

图2 绵密度测试方法示意图

1.4 奶泡的主观评价维度

由于奶泡与奶油均是充气食品，在理化性质上存在一定的相似性。参考Li Yonghao等[7]的方法，稍作修改。从香气、光泽、口感和滋味四个方面设定感官评价标准，奶泡的评分标准见表1，感官总评分为4～80分，香气、光泽、口感及滋味评分均为1～20分，感官评定小组由16名受过奶泡感官培训的人员组成，其中男女各8名，取感官评定小组成员评分平均值作为数据结果并记录。

表1 奶泡的评价标准

1.5 数据分析

所有实验均完成至少三次的平行实验，实验数据以平均值±标准偏差表示，且用SPSS 22.0对其进行统计分析，p

2 实验结果与分析

2.1 蒸汽性能对比结果

6款意式半自动咖啡机的蒸汽性能对比结果如表2所示，由表2可知，国外品牌E的发泡时间最长，长达67 s，显著长于其他品牌，国内品牌A、国内品牌B、国内品牌C、国内品牌D和国外品牌F发泡时间无显著差异，均在55 s～60 s之间。其可能的原因是：国外品牌E蒸汽温度、压力低于其他品牌，导致同样重量牛奶升温效率低，发泡时间更长。

表2 蒸汽性能对比结果

国内品牌D和国外品牌F的蒸汽含水率最低，分别为9.57%和9.50%，显著低于国内品牌A、国内品牌B、国内品牌C、国外品牌E。蒸汽的含水率越低，机器的加热性能越优，将牛奶打发成奶泡时，掺入的水分越少，牛奶被稀释的程度越低，奶泡的口感更佳。

精确度越低，意式半自动咖啡机的蒸汽性能越稳定，精确度大小的排序如下：国外品牌F

从意式半自动咖啡机发泡时间、蒸汽含水率、精确度3个角度可以相对全面地反映其蒸汽性能优劣，发泡时间越短、蒸汽越干燥、精确度越低的意式半自动咖啡机蒸汽性能越好。综上所述，国内品牌D与国外品牌F的蒸汽性能优于其他4款意式半自动咖啡机。

2.2 奶泡客观评价对比结果

意式半自动咖啡机蒸汽性能的优劣显著影响其制备的奶泡效果。6款意式半自动咖啡机制作相近发泡量奶泡的客观评价对比结果如表3所示，由表3可知，国内品牌D稳定性最高，有87.30%，显著高于国内品牌A、国内品牌B、国内品牌C、国外品牌E，与国外品牌F无显著差异（p

表3 奶泡客观评价对比结果

意式半自动咖啡机绵密度大于40 s的仅有国内品牌D和国外品牌F，其他品牌的绵密度在27 s～33 s范围内，其可能的原因是：意式半自动咖啡机的蒸汽含水率显著影响奶泡的绵密度，用更干燥的蒸汽冲入牛奶，奶泡的水分增加量少，牛奶中酪蛋白和乳清蛋白稀释程度弱，酪蛋白与乳清蛋白将空气包裹，形成致密的气-水界面膜，提高奶泡的绵密度， Curschellas等[10]研究亲油性乳化剂聚甘油酯对气-水界面膜的影响，也得到类似的结果，致密的气-水界面膜能显著提高泡沫的环境抵抗力。

2.3 奶泡主观评价对比结果

不同意式半自动咖啡机制备的奶泡主观评价对比结果如表4所示，由表4可知，国内品牌D和国外品牌F的香气得分均为19，而其他品牌的得分在16.5～17.5之间，其可能的原因是：两者制作奶泡时，挥发的香味物质掺入的水分少，香气更浓郁。奶泡的外观如图3所示，6款意式半自动咖啡机制备的奶泡均无明显的大气泡，泡沫均一性较高，奶泡表面有一定的反光效果。所有品牌制备的奶泡的光泽得分在13～14之间，表明奶泡的光泽受蒸汽性能优劣的影响较弱。国外品牌F的口感得分最高，为16.5，这主要的原因是：国外品牌F制作的奶泡具有较优的绵密度，奶泡顺滑细腻。奶泡的滋味与蒸汽含水率显著相关，当蒸汽含水量较高时，会导致牛奶被稀释，滋味寡淡，其中国外品牌E蒸汽含水率最高，高达11.95%，其滋味得分最低，仅有13.5。

图3 奶泡的外观图

表4 奶泡主观评价对比结果

综合4个主观评价指标，国内品牌D和国外品牌F整体表现最优，制备奶泡香味浓郁、光泽感强、口感顺滑、滋味丰富。

3 结论

本文系统地研究了意式半自动咖啡机蒸汽性能对所制备的奶泡品质的影响。研究发现：意式咖啡机的发泡时间与蒸汽含水率并无显著相关性，其中蒸汽性能中的蒸汽含水率对奶泡品质的影响最为显著。国外品牌F发泡时间短（57 s）、蒸汽干燥（9.50%）、精密度低（1.40），表示所使用的蒸汽系统发热快、性能稳定优异，使用该蒸汽系统制备的奶泡稳定性高、香味浓郁、光泽感强、口感顺滑、滋味丰富。国外品牌E发泡时间长（67 s）、蒸汽湿润（11.95%），所使用的蒸汽系统发热快、稳定性较差，波动较大，使用该蒸汽系统制备的奶泡稳定性一般、无明显光泽、滋味寡淡。因此，蒸汽含水率这一指标能一定程度上反映出意式半自动咖啡机蒸汽性能优劣及其是否有能力制备出优质奶泡。

参考文献

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[10] Curschellas C, Gunes D Z, Deyber H, et al. Interfacial aspects of the stability of polyglycerol ester covered bubbles against coalescence[J]. Soft Matter, 2012, 8(46): 11620-11631.

作者简介：

黎永豪，硕士学位。

研究方向：饮品电器营养健康。

地址：广东省佛山市顺德区北滘镇美的全球创新中心。

E-mail:lllyonghao@163.com。

文章引用 (GB/T 7714—2015格式引文):

[1] 黎永豪. 意式半自动咖啡机蒸汽性能及其制备的奶泡评价方法[J]. 家电科技, 2024(05): 60-63.

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