一起来看冰淇淋里的微观世界|新知 | 牛奶

世界上有不爱吃冰淇淋的小朋友吗?肯定没有!就连不爱吃冰淇淋的大人可能都没有,小编预测这是一款永远不会过时,也许在一万年后还在地球流传的食物。
这么好吃的食物是怎么来的呢?可以说,这是人类几千年来对味蕾刺激的不断追求,最后阴差阳错发明出来的一个气液固三项共混复杂体系。
今天我们就来回顾一下冰淇淋的前世今生,探索冰淇淋里面的微观世界。
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穿越古今的冰淇淋:从冰水混合物到冰奶共混物
冰淇淋最早的传说可追溯到公元前4世纪,当时亚历山大在远征埃及,因为天气炎热需要鼓舞士兵士气,就发明了一种用冰和水果混合的饮料。但是这其实还算不上冰淇淋的萌芽,因为没有牛奶也就是蛋白质的加入,没有形成冰淇淋中的基本元素——乳液胶体。
直到我国唐朝,出现了一种名叫“酥山”的食物。章怀太子墓出土的古画“仕女图”中曾展示过这款甜点,它由山羊奶或者牛奶发酵后冰冻而成,最底层为冰,上面覆盖奶油、酥油,然后插上花朵、树枝等装饰物。
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图1. 出现在唐朝古画中的冰淇淋
你可能特别感慨唐朝的生活美学竟如此发达,在今天的网红甜品店里你几乎可以觅到同款美食,但是这款颜值很高的古代冰淇淋有个缺点,就是奶油和冰水分层,缺乏冰奶共混的醇香口感。
为使两者共混冻结,聪明的人类想到了分别在奶油中加糖以及在碎冰中加入食盐的办法,将两者凝固点调节一致,当冰的凝固点降低时,需要从周围环境也就是牛奶中吸收能量,从而把牛奶的温度降到冻结点,这样牛奶就和冰就可以冻融混合了。
据说大约在十六世纪末,一位意大利美食家将牛奶果汁加上水和糖,放入蜜饯和柠檬,然后放入冰冷的雪盐中冷冻,这样制作出欧洲“第一代冰淇淋”。但是这样制作出来的冰淇淋口感仍然很粗糙,因为冰块和牛奶中的脂肪颗粒都太大了。让大块的冰和牛奶颗粒变小,一直是很难解决的问题。
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图2. 欧洲古典冰激凌口感粗糙
直到后来,美国费城的Nancy Johnson 发明了全新的冰淇淋制造机器,此机器能大大提高搅拌冰淇淋混合物的速度,降低奶油颗粒,让冰淇淋拥有了细腻的质感。冰淇淋工厂化生产也随之出现,从此开启了冰淇淋大规模生产并且从奢侈品走向平民化的时代。
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图3. 冰淇淋搅拌机
冰淇淋的微观世界:气液固三相胶体
一个典型的冰淇淋大约包含30%的冰、50%的空气,5%的脂肪和15%的基质(糖溶液)组成。
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图4. 冰淇淋的微观世界
从图4可以看到,它囊括了物质的气液固三相:固态的冰和脂肪、液态的糖溶液和气态的气泡。
走进冰淇淋的微观世界里,你可以看到密密麻麻分布着这些气泡和冰晶,气泡上附着有脂肪液滴,这些脂肪液滴同时还填充了气泡和冰晶之间的所有空隙,它们呈很粘的半固体状基质,由糖、高分子聚合物、香精和蛋白质等混合而成。
认识这个微观世界,我们首先需要获得物理化学这门魔法学科中的胶体学知识。胶体(Colloidal),是指分散在连续相中的尺寸在纳米到数十微米间的小颗粒。根据这些胶体颗粒呈现的气、液、固状态不同,我们给它们起了不同的名字,分别是泡沫(foam,气态胶体)、乳液(emulsion,液态胶体)、溶胶(sol,固态胶体)。
冰淇淋就是一个同时拥有乳液(由脂肪液滴组成)、溶胶(冰晶组成)和泡沫(气泡组成)三种胶体共存的冰冻体系。


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