เนื้อสัมผัสของไอศกรีมเป็นผลจากกระบวนการเดียวกับที่ใช้ควบคุมแนวความคิด เช่น การฟื้นฟูป่า การก่อตัวของหิน และการอยู่รอดที่ต่ำกว่าศูนย์ในสัตว์
เมื่อคุณนึกถึงไอศกรีม คุณอาจประหลาดใจกับรสชาติที่มีอยู่มากมายเหลือเฟือ หรือเพลิดเพลินกับเครื่องดื่มที่ตักมาในวันฤดูร้อนที่ร้อนอบอ้าว แต่มีไอศครีมมากกว่าที่ปาก เนื้อสัมผัสที่มีเอกลักษณ์และน่ารับประทานเป็นผลมาจากกระบวนการทางกายภาพและทางเคมีที่ควบคุมแนวความคิด เช่น การฟื้นฟูป่า การก่อตัวของหิน และการอยู่รอดที่ต่ำกว่าศูนย์ในสัตว์
ต่อไปนี้คือการเชื่อมต่อที่ยอดเยี่ยมห้าข้อที่คุณควรไตร่ตรองในขณะที่คุณเพลิดเพลินกับโคน ถ้วย หรือไพนต์ครั้งต่อไปของคุณ
ถนนร็อคกี้
ส่วนผสมหลักอย่างหนึ่งในไอศกรีมคือน้ำ ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในรูปของผลึกน้ำแข็งขนาดเล็กมาก ขนาดของคริสตัลเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในคุณภาพของไอศกรีม คริสตัลขนาดใหญ่สร้างพื้นผิวที่เป็นเม็ดเล็ก ๆ ในขณะที่คริสตัลขนาดเล็ก — เพียงเล็กน้อยเท่ากับเซลล์เม็ดเลือด — ทำให้มันเรียบเนียน แล้วผู้ผลิตไอศกรีมจะป้องกันไม่ให้นักเก็ตน้ำแข็งตัวเล็กๆ โตเกินสิบไมโครเมตรได้อย่างไร
วิธีหนึ่งคือการรู้ว่าน้ำแข็งเป็นแร่ธาตุมากพอๆ กับแร่ควอทซ์หรือกราไฟต์ และในบางแง่ มันก็ทำตัวเหมือนพวกเขาด้วย “การดูไอศกรีมภายใต้กล้องจุลทรรศน์ไม่ได้แตกต่างจากการดูหินแกรนิตหรือหินอื่นๆ ที่เย็นตัวจากแมกมาในโลก” เจฟฟรีย์โพสต์ภัณฑารักษ์ดูแลอัญมณีและแร่ธาตุที่พิพิธภัณฑ์แห่งชาติสมิทโซเนียนกล่าว ประวัติศาสตร์ธรรมชาติ .
เมื่อแร่ธาตุแข็งตัวจากลาวาเหลวหรือหินหนืด “คริสตัลของพวกมันจะให้เงื่อนงำบางอย่างเกี่ยวกับสภาวะที่พวกมันก่อตัวขึ้น” Post กล่าว ตัวอย่างเช่น หินหนืดที่เหนียวเหนอะหนะเย็นตัวลงลึกอย่างช้าๆ ในโลก ช่วยให้ผลึกเติบโตได้ ลาวาที่บางและมีน้ำมูกไหลที่พื้นผิวจะเย็นตัวลงและแข็งตัวเร็วขึ้นมาก ทำให้เกิดหินที่มีผลึกขนาดเล็กลง
สารให้ความหวานและสารให้ความคงตัวจะทำให้ไอศกรีมข้นขึ้นเพื่อชะลอการเติบโตของผลึก แต่อีกวิธีหนึ่งที่ทำให้ผลึกมีขนาดเล็กคือการเร่งกระบวนการแช่แข็ง การเพิ่มไนโตรเจนเหลว ซึ่งทำให้ไอศกรีมแข็งตัวเมื่อสัมผัส ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นในช่วงหลายปีที่ผ่านมา อุณหภูมิที่เย็นจัดจนทำให้ไอศกรีมเนียนได้ในเวลาเพียงไม่กี่นาที
สะระแหน่หรือเศษไม้?
อีกวิธีหนึ่งในการป้องกันไม่ให้คริสตัลเติบโตคือการตัดทิ้งทันทีที่เริ่มก่อตัวในภาชนะผสม ในขั้นตอนแรกของการสร้างไอศกรีมที่เรียกว่าการแช่แข็งแบบไดนามิก เครื่องผสมจะขูดผลึกที่เกิดขึ้นใหม่ออกจากผนังของถังอย่างต่อเนื่อง และปั่นให้เข้ากันตรงกลางของส่วนผสม สิ่งนี้ไม่เพียงแต่หยุดผลึกไม่ให้หนาขึ้นบนผนังด้านในเท่านั้น แต่ยังสร้างนิวเคลียสหรือจุดกำเนิดของผลึกมากขึ้น เพื่อให้โมเลกุลของน้ำที่เป็นของเหลวกลายเป็นน้ำแข็ง ตามที่โพสต์อธิบาย “ผลึกขนาดเล็กทั้งหมดเหล่านี้กำลังแข่งขันกันเพื่อโมเลกุลของน้ำที่เหลืออยู่ ดังนั้นจึงไม่มีผลึกใดที่สามารถเติบโตได้มากจริงๆ”
กระบวนการนี้ใกล้เคียงกับผลกระทบของพายุเฮอริเคนหรือไฟป่าที่รุนแรงที่อาจเกิดขึ้นกับป่าไม้ เมื่อต้นไม้ต้นหนึ่งถูกโค่น เผา หรือพังทลาย กล้าไม้ที่อัดแน่นจะเติบโตแทนที่ด้วยความเร็วที่สม่ำเสมอ อาจต้องใช้เวลาหลายสิบปีกว่าผู้อ่อนแอกว่าจะสิ้นชีวิตและหาที่ว่างให้คนที่แข็งแกร่งกว่า ในระหว่างนี้ ป่า “การเติบโตที่สอง” ที่กำลังฟื้นตัวจะมีลักษณะแคระแกรนเนื่องจากต้นไม้ที่แออัดแย่งชิงทรัพยากรที่มีอยู่อย่างจำกัด สำหรับป่าไม้ การเติบโตที่ช้าและขนาดต่างๆ กันโดยทั่วไปจะทำให้ระบบนิเวศมีสุขภาพที่ดีขึ้น แต่สำหรับไอศกรีม การตัดแบบใสและการแข่งขันเป็นหัวใจสำคัญของเนื้อครีม
สารป้องกันการแข็งตัวของช็อกโกแลตชิป
เมื่อทำไอศกรีมแล้ว ทางที่ดีควรรับประทานแบบสด ๆ ทั้งหมดในคราวเดียว แต่ถ้าการเติมของหวานแช่แข็งไม่ใช่ทางเลือก คุณต้องเก็บไว้บางครั้งเป็นสัปดาห์หรือเป็นเดือน ในช่วงเวลานี้ อุณหภูมิของไอศกรีมอาจผันผวนเมื่อประตูช่องแช่แข็งเปิดและปิด ถ้ามันละลายแม้เพียงเล็กน้อย น้ำแข็งจะเกิดการตกผลึกอีกครั้ง และเติบโตเป็นผลึกที่ใหญ่ขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป ผลลัพธ์: เนื้อสัมผัสที่เย็นฉ่ำและกรุบกรอบซึ่งไม่คุ้มกับราคาเพียง 6 ดอลลาร์ต่อไพนต์
โดยการชะลอการเคลื่อนที่ของโมเลกุลของน้ำที่เป็นของเหลวภายในส่วนผสมของไอศกรีม สารเพิ่มความข้นและความคงตัวช่วยให้สิ่งต่างๆ ทำงานได้อย่างราบรื่นเป็นระยะเวลานาน แต่เมื่อนั่นยังไม่พอ ผู้ผลิตไอศกรีมก็มองหาความช่วยเหลือจากสัตว์ป่าที่ดัดแปลงด้วยความเย็น
กบ แมลง และพืชหลายชนิดได้พัฒนาโปรตีนต้านการแข็งตัวในเนื้อเยื่อของพวกมันเพื่อช่วยให้พวกมันอยู่รอดในสภาพที่เย็นยะเยือก โปรตีนเหล่านี้ล้อมรอบและจับกับผลึกน้ำแข็งทันทีที่ก่อตัวในร่างกาย ด้วยการปิดกั้นไม่ให้โมเลกุลของน้ำของเหลวเกาะติดกับผลึกที่แตกหน่อ สารป้องกันการแข็งตัวช่วยให้สิ่งมีชีวิตหลีกเลี่ยงความเสียหายของเซลล์และแม้กระทั่งความตาย
โปรตีนต้านการแข็งตัวที่ค้นพบครั้งแรกในปลาน้ำเย็นและสังเคราะห์ในห้องปฏิบัติการโดยใช้ยีสต์ดัดแปลงพันธุกรรม ได้ถูกนำไปใช้กับไอศกรีมทั่วโลกเพื่อยับยั้งการเกิดผลึกซ้ำของน้ำแข็ง
ฟิสิกส์และครีม
น้ำมันและน้ำขับไล่กัน เหตุใดไอศกรีม – ส่วนผสมของไขมันน้ำแข็งและนมส่วนใหญ่ – ไม่แยกออกเป็นสองชั้น คำตอบสามารถพบได้ในโครงสร้างจุลภาค
หากคุณเขย่าขวดที่มีน้ำมันและน้ำส้มสายชู น้ำมันจะแตกตัวเป็นหยดทรงกลมเล็กๆ หากปล่อยทิ้งไว้โดยไม่ถูกรบกวน ละอองจะรวมตัวกันกลับเป็นชั้นที่พื้นผิวในที่สุด แต่ของเหลวทั้งสองสามารถปรากฏเป็นหนึ่งเดียวได้หากถูกเขย่าหรือผสมอย่างแรงด้วยความเร็วสูง พวกมันกลายเป็นอิมัลชัน — การกระจายตัวของของเหลวสองชนิดที่ไม่สามารถผสมกันได้
สารผสมที่ไม่สามารถผสมได้ส่วนใหญ่จะมีความไม่เสถียรทางอุณหพลศาสตร์ ซึ่งหมายความว่าในที่สุดพวกเขาจะเปลี่ยนกลับเป็นโครงสร้างที่เรียบง่ายและเป็นระเบียบมากขึ้นโดยมีของเหลวหนึ่งวางทับกัน แต่อิมัลชันที่เสถียรนั้นแตกต่างกัน รอนานแค่ไหนไขมันก็ไม่ขึ้น น้ำมะพร้าวและนมที่ทำให้เป็นเนื้อเดียวกันเป็นสองตัวอย่างที่คุ้นเคยของอิมัลชันที่มีความเสถียร
สารน้ำมันในน้ำเหล่านี้ยังคงกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอส่วนหนึ่งเนื่องจากมีโปรตีนอิมัลซิไฟเออร์ตามธรรมชาติซึ่งทำงานในลักษณะเดียวกันกับโปรตีนต้านการแข็งตัว แทนที่จะจับกับน้ำแข็ง อิมัลซิไฟเออร์จะจับกับละอองไขมันและลดแรงตึงระหว่างของเหลวทั้งสอง ป้องกันไม่ให้ไขมันรวมตัวกันและก่อตัวเป็นชั้นของตัวเอง
ในไอศกรีม โปรตีนจากนมทำให้สิ่งต่างๆ ค่อนข้างคงที่ แต่มักจะต้องใช้อิมัลซิไฟเออร์เพิ่มเติม เช่น เลซิตินหรือเคซีน เพื่อช่วยให้ส่วนผสมหลักอื่น เช่น อากาศ อยู่ในส่วนผสม ฟองอากาศขนาดเล็กทำให้ไอศกรีมสามารถตักได้มากขึ้นและช่วยให้ซอฟเสิร์ฟคงรูปร่างไว้ได้ แต่ถ้ามันยังเล็กและกระจายอย่างสม่ำเสมอระหว่างไขมันและน้ำแข็ง
คุกกี้และคริสตัลลีน
น้ำแข็งที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติมีหลายรูปร่างและขนาด ตั้งแต่เสากลวงและเข็ม ไปจนถึงเกล็ดเลือดและดอกกุหลาบรูปกระสุน ไม่ว่ารูปร่างของผลึกน้ำแข็งจะเป็นอย่างไร ขึ้นอยู่กับความชื้นและอุณหภูมิรอบ ๆ ผลึกในระหว่างการก่อตัวเป็นส่วนใหญ่ ความชื้นที่สูงขึ้นจะทำให้เกิดเกล็ดหิมะ ที่ใหญ่และละเอียดยิ่ง ขึ้น
รูปร่างคริสตัลเหล่านี้ส่วนใหญ่ต้องใช้เวลา พื้นที่ และอากาศชื้นในการเจริญเติบโตหรือแตกแขนงออก และเครื่องปั่นไอศกรีมไม่ได้มีสิ่งอำนวยความสะดวกดังกล่าว ในทางกลับกัน ผลึกไอศกรีมคล้ายกับปริซึมธรรมดาหรือเกล็ดเลือดที่ก่อตัวในสภาพที่แห้งและเย็นจัด การเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องโดยเครื่องผสมยังทำให้ผลึกสึกกร่อนเช่นเดียวกับมหาสมุทรทำให้ทรายสึกกร่อน ส่งผลให้มีเมล็ดพืชที่ไม่สม่ำเสมอด้วยกล้องจุลทรรศน์ด้วยกล้องจุลทรรศน์
แม้ว่าผลึกน้ำแข็งในไอศกรีมใส่ผลไม้ของคุณอาจดูเหมือนไม่มีอะไรมากไปกว่าก้อนกรวดเล็กๆ แต่พวกมันก็สร้างอาหารที่ดีให้กับความคิด “กระบวนการทั้งหมดบนโลกถูกควบคุมโดยฟิสิกส์และเคมีเดียวกัน ไม่ว่าจะเป็นไอศกรีม การก่อตัวของหินภายในโลก หรือสภาพอากาศบนท้องฟ้า” โพสต์กล่าว “ถ้าเราเข้าใจฟิสิกส์และเคมี เราก็จะเข้าใจโลกของเรา และเราสามารถสร้างไอศกรีมที่ดีขึ้นได้” และใครไม่ต้องการไอศกรีมที่ดีกว่านี้?
