У меня в детстве было стойкое заблуждение, что эта тонкая пленка образуется на поверхности молока, когда ему дают остыть (после кипячения в течение некоторого времени). Но на самом деле все обстоит иначе.
Моя мама в детстве часто говорила мне выпить чашку кофе или чая с молоком, пока на поверхности не образовалась эта пленка. Для меня это означало, что я должна была выпить этот горячий напиток до того, как он остынет. Но вот незадача – я не любила и не люблю горячие напитки. Кроме того, я также видела, как многие люди просто ненавидят эту молочную пенку и удаляют ее перед питьем.
Как устроен белок?
Как вы могли прочитать в моей статье ранее, в молоке присутствуют белки (казеин и сывороточный протеин). И сывороточный протеин состоит из отдельных белковых молекул, таких как бета-лактоглобулин. Не запоминайте, просто представьте такой длинный поезд с множеством вагончиков, так вот, эти вагончики принято называть аминокислотами, а сам поезд, который они составляют – белком или протеином, а в нашем случае это бета-лактоглобулин.
Кстати, сами вагончики-аминокислоты соединяются между собой специальными связями, называющимися пептидными, и сам этот поезд по всей длине сворачивается определенным образом, образуя вторичную и третичную структуру белка.
Это происходит из-за образования не совсем крепких водородных связей между отдельными аминокислотами по всей структуре поезда – короче, вагончики «связываются» с другими вагонами, что находятся на некотором расстоянии от них. Несколько свернувшихся в шарик паровозиков составляют глобулярные белки.
А что будет, если его нагреть?
А вот что. Когда вы нагреваете этот белок, эти слабые водородные связи между аминокислотами разрываются – связи между разными вагонами разрушаются. Соответственно, поезд-белок разворачивается, снова становясь прямой цепью из аминокислот. Если продолжить нагревать дальше, тогда разрушатся сами связи между вагончиками, и в растворе останутся только отдельно плавающие аминокислоты или их отрезки.
А что происходит с белками молока?
Перед нагреванием все белковые молекулы плавают независимо друг от друга. Когда вы нагреваете молоко, белки разворачиваются, поскольку тепло разрывает водородную связь между атомами каждого белка. Мы называем это денатурацией белков или сворачиванием.
При дальнейшем нагревании, как я и говорила ранее, связи между аминокислотами разрываются, выделяется определенное количество энергии для образования новой связи между белками и их отдельными, распавшимися частями. Это приводит к образованию сил притяжения между молекулами белков, которые мы называем межмолекулярными силами .
Проще говоря: вместо того, чтобы атомы водорода образуют связи внутри одного белка, каждый белок начинает образовывать связи с другими цепями белков, присутствующих вокруг.
Почему бы им снова не свернуться в шарик и не превратиться в исходный белок?
Тут им это не дает сделать избыточная энтальпия – мера измерения количества энергии в системе. Эта энергия необходима при образовании определенной связи, и она высвобождается при ее разрушении.
Пенка – это слипшиеся остатки белков и захваченные ими жиры
То есть, когда тепловая энергия превышает энтальпию образования связи, белки начинают образовывать связи с другими белковыми цепями. Таким образом, каждый белок связывается с другими соседними белками и образует прочную сеть. Эта сеть белков коагулирует (связывает) молекулы жира и удерживает их внутри, а затем поднимается на верхушку молока.
Достигнув поверхности, вода из этой белковой сети (со свернувшимся жиром) испаряется. Это, в свою очередь, укрепляет сеть и создает слой на поверхности молока. Это мы и называем это пенкой на молоке.
Ее образование видно, когда нагретое молоко оставляют на некоторое время постоять для охлаждения. Это приводит к распространенному среди людей заблуждению, что она образуется при охлаждении нагретого молока. Но это не так!
Почему пленка не образуется сразу же?
В действительности формирование молочной пенки начинается при нагревании, но сети белков перемещаются случайным образом по следующим причинам:
1. Из-за избыточного тепла молекулы белка обладают высокой кинетической энергией и, следовательно, беспорядочно перемещаются с высокой скоростью.
2. Конвекционные токи жидкости.
3. Ручное перемешивание человеком, кипящим молоко.
После охлаждения эти белковые сети и коагулированные жиры хорошо сочетаются друг с другом и образуют видимый слой.