生活中的材料为什么在吃冰淇淋的时候想

是新材料在线?的一档趣味栏目，带领大家发现隐藏在我们身边的材料科学。生活中的材料，只有你想不到！

多年前，小编我有看过村上春树的《寻羊冒险记》，里面提到了两种冰淇淋——拉姆列津冰淇淋和黑塞尔奈茨冰淇淋。当时我这个懵懂的少年立马就被这字里行间的文艺气息打动。多年之后，我才知道，拉姆列津指的是“rumraisin”（葡萄兰姆酒）！而黑塞尔奈茨指的是“hazelnuts”（榛子）！

回到我们今天的主题——冰淇淋

其实，在夏日最美好的事，就是午后树荫下，与家人和朋友一起分享甜美的冰淇淋。尤其，冰淇淋和水果的结合，简直是上帝的礼物。黄桃、醋栗、草莓等各种浆果与浓郁的奶油混合在一起就是一场视觉和味蕾的盛宴，犹如初恋的甜美中带着微微的酸涩。

当然在生日聚会、海滩之旅以及其他大小节日，不吃几勺冰激凌恐怕是不完整的。然而你可能并不知道冰淇淋堪称食物中最复杂的一种：小小的冰淇淋同时包含了固、液、气三态的热力学奇迹。拿起你的勺子和我们一起挖掘冰淇淋背后的神秘配方、科学知识以及制作方式。

冰淇淋究竟是什么东西

冰淇淋是以饮用水、牛乳、奶粉、奶油（或植物油脂）、食糖等为主要原料，加入适量食品添加剂，经混合、灭菌、均质、老化、凝冻、硬化等工艺制成的体积膨胀的冷冻饮品。冰淇淋的种类很多，所选用的原料种类和数量亦有所不同，但对大众来说，冰淇淋可以分为以下几类：

冰淇淋虽然看着一坨一坨的，吃着冰凉冰凉的，可冰淇淋真的不是一坨那么简单的！从微观的角度来说，冰淇淋是一个永远都冻不上的食物呢！用放大镜看冰淇淋，你会发现大部分的体积都被冰晶和气泡所占据，还有小小的脂肪球分散在没有凝固的糖水中。所以说，冰淇淋既是一个泡沫（液体和固体包着气体），也是一个乳化液（水包着油）。简而言之，冰淇淋的结构组成主要分为三个部分：冰晶，空气和浓缩奶油。

冰晶

冰晶越小，冰淇淋质地越平滑。冰淇淋机中桨或搅拌器的恒定搅拌运动破坏了冰晶形成时的冷冻过程，将其分解成数百万微粒。为了形成较小的晶体，使冰淇淋特别光滑和奶油，能量释放需要快速，并且桨的速度需要随着混合物的温度降低而增加。

冰晶图

气泡

当冰淇淋在搅拌过程中，数以百万计的微小气泡被均匀地分散开来，将空气加入。空气量的数量增加占混合物量的50％。没有气泡，冰淇淋的纹理根本不会很软，当然口感也不会很好。

气泡图

脂肪

来自牛奶和重型奶油（和一些冰淇淋基质中的蛋黄）的脂肪是悬浮在液体中的微小球体。在冷冻和搅拌过程中，脂肪球的网络分解成更细的颗粒，使成品更光滑。

糖

糖占冰淇淋最终重量的约12-16％，而不仅仅是甜味的混合物。它与水结合并将其冰点降至-10°C，这是冰淇淋的理想温度。实际上，混合物中的一部分水将保持液体（约28％），使冰淇淋在通常被冷冻的温度下变软。

冰淇淋为什么那么好吃呢

是不是配方相同的冰淇淋味道都差不多呢？答案肯定是否定的，冰淇淋美味的秘密不仅仅在于它的配方，还与各种成分结晶体的特性相关。在结晶过程中,控制结晶体的大小显得尤为重要。

冰淇淋中的冰晶，要求其直径小于50μm。小冰晶能保证冰淇淋具有光滑的质构，如冰晶体大于55μm,则会产生一种粗糙感和冰屑感。

乳糖结晶体，要求其结晶长度必须小于10μm。乳糖结晶体在口内缓慢溶解，如晶体长度超过30μm，易使产品有砂质感，没有光滑质构。

脂肪太大的结晶将呈现出颗粒状结构，太小的结晶会产生塑性方面的缺陷。为达到理想的结晶形态，将乳浊液分布在极冷转鼓的表面或通过热交热器表面，在那里迅速过冷并成核。

如何才能获得口感顺滑的冰淇淋呢？

答案是控制各成分的冰晶大小及调温工艺

在冰淇淋工厂中

冰淇淋的制造过程其加工工艺流程如下：原料混合→过滤→均质→杀菌→冷却→添加香料→成熟→凝冻→充填→硬化→包装→贮藏。

冰淇淋工艺流程图

冰激凌制作的5要素

1、混合基料的调制：首先将牛奶等黏度低的原料加入配料缸里，再将砂糖、乳粉、乳化剂等固体原料在另一容器里加水搅拌与牛奶等混合。另外，砂糖制成65％～70％的糖浆、奶油或氢化油融化、稳定剂制成10％的水溶液备用。待各种配料加好后，充分搅拌均匀。

2、杀菌：混合料的杀菌可采用75～78℃、15分钟的杀菌条件。

3、均质：为了使冰淇淋制品组织细腻、润滑，形体稳定且持久，提高膨胀率等，将混合料液进行均质是十分必要的。

4、成熟：使蛋白质、脂肪凝结物、稳定剂等物料充分地水和溶胀，提高黏度，使混合料的起泡性良好，有利于提高凝冻搅拌时膨胀率和缩短凝冻时间。

5、凝冻：将成熟后的混合基料通过冰淇淋机的强烈搅拌，混入空气和凝冻，使产品凝固成半固体状态，并获得组织细腻滑润、形体良好、膨胀率高的冰淇淋产品。凝冻是冰淇淋生产的重要工序。

现代化的冰淇淋工厂

生产中要注意两个环节：

（1）空气的混入量：凝冻过程中一边压入一定的空气，一边强烈搅拌，使空气以及微小的气泡状态均匀地分布于全部混料中，不仅增加了冰淇淋的容积，而且可改善制品的组织状态。

（2）凝冻温度：冰淇淋的组织状态和所含冰结晶的大小有关，只有迅速冻结，冰结晶才会变得细小。连续式冰淇淋机可使混合料中的水分形成5～10微米的结晶，使产品质地滑润，无颗粒感。这要求冰淇淋机的出口温度应以-6～-3℃为宜。细小冰结晶的形成还和搅拌强度、混合基料本身的温度与黏度有关。成熟后送入冰淇淋机的混合料温度应在2～3℃较好。

在你自己的厨房中

（1）混合原料。称量包括牛奶、砂糖、蛋黄以及其他你喜欢的成分，放入搅拌机中搅拌混合，直至混合均匀。

（2）加热。将冰淇淋倒入中等平底锅中，加热至80°C，全程不停搅拌，保持似开未开的状态，一直到浆水浓厚。

（3）冷却。将液体冰淇淋放入冰浴中快速冷却，或冷冻过夜。这将加快冻结过程，产生更平滑的产品。冷冻前将冰淇淋冷却至2-4°C的温度范围。

（4）准备干冰。戴上手套，将干冰放在厨房毛巾上，裹好，用锤子粉碎，将干冰分解成碎片。将干冰在搅拌机中混合成粉末，然后将粉状干冰转移到碗中。

（5）混合干冰。将冰淇淋倒入立式搅拌机的碗中，开始低速混合，一次加入少量的干冰。如果立即加入太多的干冰，混合物会在碗的顶部边缘发泡，这一点很重要。在加入更多的干冰之前，等一下泡沫一下子倒下来。一旦混合物开始增稠，增加搅拌机的速度，以确保小冰晶的发展。在这一点上，您可以更快地加入干粉。继续以中等速度搅拌，加入干冰，直到冰淇淋厚而光滑般的柔软。

（6）用冰淇淋填充管道袋并将其导入锥体，或者将冰淇淋硬化，将其转移到冷藏容器中，将塑料包装直接放在冰淇淋的表面上，盖上密封盖，然后冷冻过夜。

令人惊讶的是，这种方法的成功秘诀在于超低温的CO2相变转化阶段中超快速将奶油的内部热量携带到空气中！下一次，在炎热的夏日，您可以舀一杯冰淇淋，想想所有创造出每一个凉爽的科学过程。

冰淇淋中的材料学

现在我们来回顾冰淇淋中与材料学相关的知识。

冰淇淋的结构可描述为一个四相体系,含有脂肪球、气泡、冰晶和浓缩的清液相(包括糖、多糖稳定剂等)。冰淇淋的质量，由风味、形状及组织、融化状态、色泽、包装及容器的状态等决定。其中形态和组织良好的制品，这主要取决于冰淇淋中冰晶的尺寸、形状及分布。冰晶越小，分布越均匀，冰淇淋的口感越好,这些则与冰淇淋的加工和贮藏条件有关。

蔗糖-水系统相图

看完这么多，你应该可以总结出来：除了配方以外，冰晶的尺寸及形状、制作工艺都会对冰淇淋的口味口感产生影响。说到这里，你是不是觉得冰淇淋不仅仅是我们心目中甜美的是食物，同时也是一种神奇的材料呢？

生活中的材料，远比你想象中的奇妙

“很多人说，情侣一定要牵手旅行，一起压马路，一起淋雨，而我认为，爱一个人，一定要和他一起吃冰淇淋”。优雅美丽的奥黛丽·赫本，因为吃着冰淇淋的那一幕，多了一种独有的天真无邪的魅力。

当然，奥黛丽·赫本手中的冰淇淋就像我们生活中的材料，它有着自己独特的味道，需要我们用开放的眼光去看待，这样我们才能在生活中体验到材料带给我们的惊喜与快乐！

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