Über die Frage "Wie gelingt mir der beste Milchschaum?" kommen sich Kaffeekenner auffällig oft in die Haare: Fleißig gestritten wird darüber, ob man nun Milch mit mehr oder weniger Fett verwenden soll und welche Milchaufschäummethode ideal ist. Zeit, das Ganze wissenschaftlich zu betrachten.

Wie entsteht Schaum überhaupt?

Die Wissenschaft meint, kurz zusammengefasst, dass der perfekte Schaum das Resultat eines fein austarierten Zusammenspiels von grenzflächenaktiven Molekülen, Flüssigkeitsviskosität und Temperatur ist – und kann daraus tatsächlich ein paar praktische Tipps für Latte-macchiato-Liebhaber ableiten. Aber vielleicht zunächst: Was ist eigentlich Schaum? Er besteht aus mehr oder weniger großen Gasblasen, die von einer Flüssigkeit oder einem Feststoff umschlossen sind. Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten, Schaum zu produzieren: Entweder presst man Luft unter erhöhtem Druck in eine Flüssigkeit, oder sie wird durch Rühren oder Schütteln mechanisch untergehoben. Voraussetzung für eine Schaumbildung ist in beiden Fällen, dass die flüssige Phase grenzflächenaktive Substanzen enthält, die als Tenside oder Emulgatoren bezeichnet werden. Diese Moleküle besitzen einen Wasser liebenden (polaren) und einen Wasser abweisenden (unpolaren) Anteil und lagern sich zwischen der Flüssigkeit und dem Gas an. Dadurch stabilisieren sie die zahlreichen neu entstandenen Grenzflächen. Dies gelingt allerdings nur für eine gewisse Zeit, denn Schäume sind energetisch labil: Beide Phasen streben ein Energieminimum an, das sie bei der geringstmöglichen Berührungsfläche erreichen.

Grenzflächenaktive Moleküle stabilisieren den Schaum, indem sie die Spannung zwischen beiden Phasen herabsetzen und außerdem eine Barriere gegen den Blaseninnendruck bilden, der die Schaumauflösung vorantreibt. Ein weiterer Feind des Schaums ist die Schwerkraft, die die Flüssigkeit zwischen den Blasen nach unten zieht. Dadurch werden die Zwischenräume immer dünner, bis die Blasen schließlich platzen. Dieser Prozess verläuft langsamer, wenn die flüssige Phase eine hohe Viskosität – also Zähigkeit – besitzt.

Bei Milchschaum besteht die flüssige Phase, logisch, aus Milch und die Gasphase aus Luft. Die Milch selbst ist ein recht komplexes Gemisch aus verschiedenen Eiweißen, Fetten, Milchzucker und Wasser – chemisch gesehen ist sie eine Fett-in-Wasser-Emulsion. Fett und Wasser sind eigentlich nicht miteinander mischbar. Ihr einheitliches Aussehen erhält die Milch erst durch natürlich enthaltene Emulgatoren, die das Fett als feine Tröpfchen in der wässrigen Lösung verteilen. In der Milch übernehmen hauptsächlich das Phospholipid Lezithin und das Protein Kappa-Kasein diese Aufgabe. Sie umgeben das Milchfett und die fettlöslichen Kasein-Proteine und verteilen sie in der wässrigen Phase, die außerdem noch gelöste Mineralien, den Milchzucker und Molkeproteine enthält. Durch die emulgierten Fetttröpfchen erhält die Milch auch ihre weiße Farbe, da sie sichtbares Licht reflektieren und in alle Richtungen streuen.

Warum ist es so schwer, guten Milchschaum zu machen?

Da Milch ein Naturprodukt ist, unterliegt ihre Zusammensetzung gewissen Schwankungen. Außerdem wird Milch, bevor sie zu uns in die Supermärkte gelangt, unterschiedlich vorbehandelt. Die chemische und physikalische Mikrostruktur wird durch mechanische Verfahren oder Erhitzen verändert. Entscheidende weitere Einflussfaktoren für das Schäumpotenzial sind vor allem das Protein-Fett-Verhältnis, der pH-Wert und die Temperatur.

Wie sich diese Eigenschaften auf die Stabilität von Milchschaum auswirken, hat Katja Borcherding von der Christian-Albrechts-Universität in Kiel während ihrer Doktorarbeit intensiv untersucht. Die Ergebnisse ihrer Arbeit zeigen: Bei der Stabilität spielen viele Faktoren eine Rolle, die auf komplexe Weise zusammenwirken.

Wichtig ist zum Beispiel, wie die Milch vorbehandelt wurde. Zur Reduzierung von Keimen wird sie in der Regel erhitzt – das nennt man Pasteurisierung. Bei diesem Verfahren löst sich die dreidimensionale Struktur der Milchproteine teilweise auf. Auf die Schaumbildung und Schaumstabilität wirkt sich das positiv aus, vermutlich weil so hydrophobe Stellen in den Molkeproteinen frei gelegt werden, was ihnen einen Tensidcharakter verleiht. Durch die teilweise Auffaltung können sie außerdem mehr Platz an den Grenzflächen abdecken. Zu hoch darf die Milch allerdings nicht erhitzt werden: Wird sie heißer als 90 Grad Celsius, verliert die Milch an Schaumbildungsqualität. Ultrahocherhitzte Milch – die H-Milch – hat also schlechte Schaumeigenschaften.

Ein beliebter Streitpunkt unter Kaffeeliebhabern ist der Fettgehalt der Milch. Was ist denn nun besser – Magermilch oder Vollmilch? Bei beiden Sorten kommen theoretisch Proteine oder Fette als Stabilisatoren in Frage. Katja Borcherding stellte fest, dass sich bei Magermilch ausschließlich Proteine an der Luft-Wasser-Grenze anlagern. Meist sind das Molkeproteine, seltener freie Kaseine. Bei Vollmilch hingegen wandern auch Fette an die Grenzflächen, und einzelne Fettkügelchen bilden kleine Brücken zwischen den einzelnen Luftblasen. Mit zunehmendem Fettgehalt beobachtete die Forscherin eine höhere Feinporigkeit und Stabilität des Milchschaums. Vollmilch eignet sich also eindeutig besser.

Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Frische der Milch. So lässt sich Magermilch nach 16 Wochen Lagerung überhaupt nicht mehr aufschäumen. Für stabilen Schaum ist außerdem neben einem hohen Fettgehalt auch ein hoher Proteingehalt von Vorteil. Zusätzlich wirkt sich ein Erhitzen der Milch während des Aufschäumens positiv aus. Zu heiß sollte es allerdings auch hierbei nicht werden, denn ab etwa 70 Grad Celsius verlieren die Molkeproteine ihre dreidimensionale Struktur – sie denaturieren und verkleben. Dann entsteht, was unter Kaffeeexperten als "Bauschaum" bekannt ist. Der Schaum ist zwar fest, verliert aber seine cremige Konsistenz.

Wie geht's also am besten?

Wer mit perfektem Milchschaum beeindrucken will, sollte dafür folglich pasteurisierte Frischmilch mit möglichst hohem Fettgehalt wählen, sie mit heißem Wasserdampf aufschäumen und die Milch dabei nicht über 65 Grad Celsius erhitzen. Übung macht auch hier den Meister. Wem das noch nicht Herausforderung genug ist, der kann sich mit seinem Milchschaum dann noch künstlerisch betätigen und extravagante Muster und Figuren – die Latte-Art – auf seinen Kaffee zaubern.