Сладоледът е добър, но се топи! Светът и ние
През лятото всички (или почти) обичаме да опитваме добър сладолед за охлаждане: много популярен десерт. Класическият проблем е, че когато не внимавате, той се топи (повече или по-бързо), потъва и разбира се стигате навсякъде. Да, но това неудобство скоро ще бъде само лош спомен, защото само си представете, че наскоро страхотните новини обиколиха научните медии: сега знаем как да направим лед, който не се топи. И накрая, за да бъдем напълно строги, нека уточним: сладолед, който се топи по-лесно при дадена температура.
Рисунка от Шарлот Баге: след усилието, малък сладолед !
Какво е сладолед ?
Когато мислите за този десерт, се сещате за няколко неща: гладка, кремообразна, сладка, въздушна и желеобразна текстура. Това ни позволява, само с тези няколко прилагателни, да намерим почти всички съставни части (поне семействата).
По този начин имаме:
- мазнини (от сметана от мляко),
- протеини (също идващи от мляко),
- захари,
- въздушни мехурчета,
- ледени кристали.
Както виждаме, сладоледът има особеността да съдържа трите състояния на материята и това е доста сложно за управление:
- течно състояние, но с висок вискозитет (протеини, захари в разтвор, глобули мазнини под формата на емулсия),
- в твърдо състояние (кристализирани мазнини, ледени кристали),
- газообразно състояние (въздушни мехурчета).
Накратко, ще се разбере, че това е доста сложна структура, в която всички тези съставки от различно физикохимично естество трябва да съществуват възможно най-добре. Всъщност съставките и начинът, по който са подредени, ще създадат микроструктурата, от която ще зависи текстурата (следователно усещането в устата) и характеристиките на потока.
Най-добрата микроструктура ще бъде тази, за която всички съставки ще бъдат най-добре разпръснати, докато са свързани помежду си, въпреки различните характеристики и афинитети.
От гледна точка на микроструктурата, за сладолед може да се каже, че е едновременно емулсия, колоиден разтвор и пяна. Нека да видим как всичко се съчетава.
Организацията на структурата
* Емулсията
За напомняне, емулсията е решение, при което съществуват две несмесваеми фази, но които въпреки това успяват да се съберат, благодарение на наличието на помирителни молекули, които имат връзки с двете фази: говорим за амфифилна молекула („амфи“ означава двете, и „фил“ означава кой обича).
Накратко, в случай на сладолед, течният разтвор на „матрицата“ се състои от захари във вода: и двете съдържащи -OH групи, благоприятни за появата на полярности, вода и захарни молекули.
От друга страна, матрицата съдържа и мастни глобули. Въпреки това, мастните молекули като цяло са повече или по-малко дълги въглеродни вериги, неполярни, които следователно нямат афинитет към водата: всяка в своя ъгъл.
Мастните молекули не се смесват с молекули вода, които се групират заедно.
От друга страна, глобулите на млечната мазнина имат особеността да бъдат покрити и защитени от мембрана, съставена основно от фосфолипиди, липопротеини и холестерол: това са перфектни помирителни молекули, амфифилни.
Но в хранителната индустрия често добавеният протеин играе тази роля на „двойна игра“. Всъщност протеините, съставени от поредица от аминокиселини, имат определени хидрофилни групи и някои хидрофобни (или липофилни) групи.
Емулгатори, амфифилни молекули също могат да бъдат добавени.
* Пяната
Това е наличието на газова фаза в непрекъсната среда. Тук въздушните мехурчета в структурата на сладоледа го превръщат в пяна. Ако в течната фаза присъстват определени амфифилни молекули (напр. Определени протеини), те обикновено имат добра идея да бъдат адсорбирани на границата газ/течност, накратко те стабилизират въздушните мехурчета в структурата.
И потокът във всичко това ?
Това ще зависи от съставките, количествата и връзките, които биха могли да бъдат поставени между тях.
По този начин, в зависимост от съдържанието и естеството на захарите в сместа с вода, точката на замръзване, вискозитетът на средата, но също така и естеството на образуваното твърдо вещество ще варират (организирани кристали или аморфна, неорганизирана структура).
От качествена гледна точка е доста лесно да се разбере: захарите, които са под формата на полизахариди (дълги молекули), ще станат особено заплетени, ако концентрацията им е достатъчно висока: вискозитетът на разтвора ще бъде същият. По-висок (и следователно по-труден поток).
Ледените кристали също играят своята роля във въпроса: тяхното присъствие и взаимодействие възпрепятстват потока. Те обаче трябва да останат дискретни (следователно малки по размер), в противен случай те захапват зъба и неприятното усещане се появява безцеремонно.