возможно ли точно так же воздействовать на точку застывания? Чтобы найти ответ на этот вопрос, задумайтесь, что происходит, когда вы помещаете в морозильник наполненную форму для льда. Вода превращается в каменно-твердые кубики. А теперь вспомните мороженое в вашем морозильнике. (У вас наверняка есть в морозильнике мороженое: у всех разумных людей оно там есть.) Мороженое – это в основном раствор сахара в воде, примерно такой же, как в рецепте Джоан Чанг. Основное различие в том, что там вместо воды сливки, но сливки по большей части состоят из воды, так что сравнение уместно. Разве мороженое такое же твердое, как лед? Нет, обычно оно мягче. При температуре, которая установлена в морозильнике, вода полностью замерзает, а вот вода с сахаром – только отчасти (и потому она мягче). Дело в том, что сахар в воде понизил точку застывания. Чтобы мороженое стало твердым как лед, температуру в морозильной камере надо понизить еще сильнее. (Заметьте: у вас уже была вся необходимая информация, чтобы ответить на вопрос о точке застывания. Именно потому нам так нравится задавать вопросы про еду и применять научные принципы: они дают настоящее прозрение!)
Вот как понижение точки застывания выглядит на молекулярном уровне. Когда вода замерзает, движущиеся молекулы воды организуются в статичную и в высшей степени упорядоченную конструкцию – в лед. Данная конструкция получается относительно легко, когда в жидкости есть только молекулы воды, однако молекулы сахара крупнее молекул воды и совершенно на них не похожи. Их в эту конструкцию пристроить труднее. Молекулы сахара встраиваются в нее только тогда, когда и они, и молекулы воды сильно замедляются и особо не дергаются: тогда могут образоваться связи, которые удерживают их на одном месте. Чтобы это произошло, температуру нужно понизить. Таким образом, чтобы раствор сахара в воде застыл, его температуру надо понизить сильнее, чем для чистой воды.
Давайте рассмотрим врезку с рецептом мороженого. Вы убедитесь, что для него требуется не только большое количество сахара, но и немало соли. Первый шаг состоит в том, чтобы растворить сахар (и нужные вам вкусоароматические компоненты) в сливках и получить основу для мороженого. Затем вы кладете эту смесь в пакет со льдом и солью: принцип не слишком отличается от того, на котором работает большинство морожениц, просто мы используем пакеты вместо хитроумных приспособлений с емкостями, в которых спрятаны все те же растворы соли в воде.
МОРОЖЕНОЕ
Мороженое
Ингредиенты
600 г льда
200 г крупной соли
100 г цельного молока
90 г жирных сливок
20 г сахара
1/4 ч. л. ванильного экстракта или другого ароматизатора
Инструкции
1. Смешайте лед с солью в большом пакете с замком «зип-лок».
2. Поместите молоко, сливки, сахар и ваниль (или другой ароматизатор) в маленький пакет с замком «зип-лок». Как можно тщательнее выдавите из пакета воздух и закройте его, а потом положите в еще один такой же пакет, чтобы избежать протечек. Выдавите воздух и закройте второй пакет.
3. Положите двойной пакет с ингредиентами для мороженого в большой пакет со льдом. Выдавите воздух и закройте. Положите все в еще один большой пакет, чтобы избежать протечек. Выдавите воздух и закройте второй пакет.
4. Встряхивайте, разминайте или осторожно перебрасывайтесь пакетом с друзьями, пока мороженое не застынет (минут 10).
5. Извлеките маленький пакет с мороженым из большого пакета со льдом. Оботрите, а потом аккуратно откройте.
6. Приятного аппетита!
Самые старые мороженицы состояли из двух ведер: одно, наполненное жидкой основой для мороженого, ставилось в ведро побольше, содержавшее соль и лед. Постоянно сбивая (перемешивая) застывающую смесь сахара и сливок, мы в итоге получали порцию холодного сливочного мороженого. Если нужно было охладить смесь сильнее, мы могли просто добавить еще льда с солью. Эти простые устройства были основаны на возможности играть с фазовыми превращениями, получая нужный результат. Современные мороженицы работают на электричестве, но идея осталась прежней.
Так что же все-таки происходит, когда мы готовим мороженое? Наружное ведро содержит соль и лед. Если вы живете там, где зимой идет снег, то наверняка знаете, что соль используют, чтобы растопить лед. Добавление соли ко льду на самом деле понижает температуру, хоть лед и превращается в воду. Если вам любопытно увидеть это в действии, можно провести простой эксперимент: добавлять в холодную воду соль и измерять ее температуру. Когда в растворе окажется 20 % соли, температура должна упасть примерно до –17 °C. Так как мороженое – это смесь сливок, молока и сахара, а не чистая вода, для застывания ее нужно охладить до температуры значительно ниже 0 °C, и соль нам помогает. Для этой цели лучше всего подходит крупная каменная соль. Обычная тоже сработает, но мелкие крупинки трудно равномерно распределить между кубиками льда. Они прилипают и тут же растворяются в тонком слое воды на поверхности льда, так что температура окажется менее равномерной. В некоторых электрических мороженицах не используются соль и лед, но они все равно работают на растворе какого-то вещества, который застывает при температуре ниже 0 °C.
Если бы мы просто поставили сливочную смесь на холодную поверхность, она превратилась бы в твердый кусок замерзших сливок. Звучит не слишком аппетитно, правда? Вместо этого мы сбиваем ее, так что кристаллы льда в застывающих сливках разбиваются в процессе образования. Они остаются мелкими и разрозненными, благодаря чему мороженое получается мягким и однородным. Это работает, пока идет взбалтывание, и не особо важно, каким именно образом кристаллы разрушаются. На самом деле оба этих процесса легко повторить без мороженицы! В приведенном здесь рецепте описан способ, при котором использованы пакеты с замком «зип-лок», а сбивание можно заменить встряхиванием, разминанием или даже перебрасыванием: главное, чтобы пакеты были прочные.
* * *
Мороженое – отличный пример того, как научный подход способен помочь приготовить что-то вкусное… но только в случае его правильного применения. На первый взгляд рецепт похож на головоломку: мы кладем в молоко сахар, чтобы мороженое было сладким, но это понижает точку застывания молока, и его труднее заморозить. Можно было бы положить мороженое в морозильник и просто подождать, пока оно застынет, но в идеале его надо постоянно перемешивать во время застывания, чтобы кристаллы не стали слишком крупными. Вместо этого можно положить смесь в ведро со льдом из морозильника, однако температура льда быстро достигнет точки плавления, 0 °C, а точка застывания мороженого ниже этой температуры. Решение в том, чтобы добавить в лед соль – много соли. Соль – еще одно растворимое вещество, как и сахар, и при добавлении в воду дает сходный эффект: понижает точку плавления. В краях с холодным климатом зимой дороги
