A fagyi jó, de megolvad! A világ és mi
Nyáron mindannyian (vagy majdnem) szeretünk egy jó fagyit kóstolni, hogy lehűtsük magunkat: nagyon népszerű desszert. A klasszikus probléma az, hogy ha nem vigyázol, az megolvad (többé-kevésbé gyorsan), süllyed és természetesen mindenhova eljutsz. Igen, de ez a kellemetlenség hamarosan rossz emlékezetet fog okozni, mert képzeljük csak el, hogy a nagyszerű hírek nemrégiben bejárták a tudományos médiát: ma már tudjuk, hogyan készíthetünk nem olvadó jeget. Végül, hogy teljesen szigorúak legyünk, pontosítsunk: egy fagylaltot, amely adott hőmérsékleten kevésbé könnyedén olvad.
Charlotte Baugé rajza: az erőfeszítés után egy kis fagylalt !
Mi a fagylalt ?
Ha erre a desszertre gondol, több dologra is gondol: sima, krémes, édes, levegős és zselés állagú. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy csak néhány melléknévvel megtaláljuk az alkotóelemek szinte mindegyikét (legalábbis a családokat).
Így rendelkezünk:
- zsír (tejszínből),
- fehérjék (szintén tejből származnak),
- cukrok,
- légbuborékok,
- jégkristályok.
Mint láthatjuk, a fagylaltnak különlegessége van, hogy tartalmazza az anyag három állapotát, és ezt kezelni meglehetősen bonyolult:
- folyékony állapotban, de nagy viszkozitású (fehérjék, cukrok oldatban, zsírgömbök emulzió formájában),
- szilárd állapot (kristályosított zsír, jégkristályok),
- gáz halmazállapotú (légbuborékok).
Röviden, meg kell érteni, hogy ez egy meglehetősen összetett szerkezet, amelyben mindezeknek a különböző fizikai-kémiai természetű alkotóelemeknek a lehető legjobban együtt kell élniük. Valóban, az összetevők és az elrendezés módja hozza létre azt a mikrostruktúrát, amelyen a textúra (tehát a szájban érezhető érzés) és az áramlás jellemzői függenek.
A legjobb mikrostruktúra az lesz, amelyben az összes alkotóelem a legjobban szétszórt, miközben összekapcsolódnak egymással a különböző jellemzők és affinitások ellenére.
Mikrostruktúra szempontjából a jégkrém emulziónak, kolloid oldatnak és habnak egyaránt mondható. Lássuk, hogyan áll össze minden.
A struktúra szervezete
* Az emulzió
Emlékeztetőül: az emulzió olyan megoldás, amelyben két nem elegyedő fázis létezik együtt, de mégis össze tudnak jönni a két fázissal kapcsolatban álló békítő molekulák jelenlétének köszönhetően: az egyik amfifil molekuláról („amphi”, vagyis a kettőről beszél) és a „phile” jelentése, aki szeret).
Röviden: a fagylalt esetében a folyékony „mátrix” oldat vízben lévő cukrokból áll: mindkettő -OH csoportokat tartalmaz, kedvező a polaritások megjelenésének, a víz és a cukormolekulák.
Másrészt a mátrix zsírgömböket is tartalmaz. A zsírmolekulák azonban általában többé-kevésbé hosszú, nem poláros szénláncok, amelyek ezért nincsenek affinitással a vízzel: mindegyik a saját sarkában van.
A zsírmolekulák nem keverednek az egymással csoportosuló vízmolekulákkal.
Másrészt a tejzsírgömbök sajátossága, hogy lényegében foszfolipidekből, lipoproteinekből és koleszterinből álló membrán borítja és védi őket: ezek tökéletes békítő molekulák, amfifilek.
De az élelmiszeriparban gyakran a hozzáadott fehérje játszik szerepet ebben a „kettős játékban”. Az aminosavak egymásutánából álló fehérjéknek vannak bizonyos hidrofil és bizonyos hidrofób (vagy lipofil) csoportjai.
Emulgeálószerek, amfifil molekulák is hozzáadhatók.
* A hab
Ez egy folyamatos fázisban lévő gázfázis jelenléte. Itt a fagylalt szerkezetében lévő légbuborékok teszik habzá. Ha bizonyos amfifil molekulák vannak jelen a folyadékfázisban (pl. Bizonyos fehérjék), akkor általában jó ötletük van arra, hogy a gáz/folyadék határfelületen adszorbeálódjanak, röviden összefoglalva stabilizálják a szerkezeten belüli légbuborékokat.
És az áramlás az egészben ?
Ez az összetevőktől, a mennyiségektől és a közöttük elhelyezhető kötéstől függ.
Így a vízzel elegyített cukrok tartalmától és jellegétől, a fagyásponttól, a közeg viszkozitásától, valamint a képződött szilárd anyag jellegétől függően (szervezett kristályok vagy amorf, nem szervezett szerkezet).
Minőségi szempontból meglehetősen könnyű megérteni: a poliszacharidok (hosszú molekulák) formájában lévő cukrok különösen összekuszálódnak, ha koncentrációjuk elég magas: az oldat viszkozitása azonos lesz. ezért nehezebb áramlás).
A jégkristályok is szerepet játszanak az ügyben: jelenlétük és kölcsönhatásuk akadályozza az áramlást. Viszont diszkréteknek kell maradniuk (ezért kis méretűek), különben a fogba harapnak, és a kellemetlen érzés tompán megjelenik.