Влияние различных видов сахара (и заменителей) на мороженое

Меня очень интересуют теоретические основы приготовления мороженого. Каждый, кто немного разбирается в домашнем мороженом, знает, что для приготовления хорошего мороженого необходимо соблюдать определенные ингредиенты и соотношения.

На самом деле понимание теории приготовления мороженого и знание того, как рассчитать соотношение ингредиентов, помогли мне каждый раз получать идеальное мороженое.

Большое влияние на консистенцию и лежкость (с точки зрения твердости при хранении мороженого в морозильной камере) оказывает сахар .

Сахароза является наиболее часто используемым сахаром, но также используются другие виды сахара: лактоза (из молочных продуктов), сухой сироп глюкозы , декстроза и инвертированный сахарный сироп.

Все они влияют на температуру замерзания смеси. Чем ниже температура замерзания массы для мороженого, тем мягче она выходит из морозилки. Сахара также различаются по сладости, которая измеряется относительно сахарозы (1,0). Лактоза (0,3), Сухой глюкозный сироп (0,5), Декстроза (0,75), Инвертированный сахарный сироп (1,25)

По этой причине часть сахарозы часто заменяют декстрозой, так как вы можете использовать ее больше (чтобы иметь ту же сладость), увеличить сухую массу и снизить температуру замерзания.

Моих знаний в области химии почти нет, поэтому мой вопрос: как я могу количественно оценить влияние различных типов сахара на температуру замерзания моей смеси? Я хочу определить, сколько ксилита я должен использовать, чтобы получить те же результаты (с точки зрения точки замерзания), что и при использовании сахарозы. Чтобы перейти к мета-уровню: как можно рассчитать эти цифры (думаю, речь идет о молярных массах, о боже!)

Некоторые цифры для приведенных выше сахаров, а также ксилита и эритрита были бы оценены.

Критерии принятого ответа:

  • Необходимо указать меру влияния сахара на температуру замерзания смеси.
  • Необходимо указать цифры для всех указанных видов сахара (алкоголя).
  • Приятно иметь: способ подсчета цифр
  • Может использовать базовую математику и химию

ИЛИ : Объясните, почему это невозможно (для неспециалиста по химии)

То, с чем вы имеете дело, очень сложно, на мой взгляд, слишком сложно для теоретических ответов. Я уверен, что точные ответы уже существуют в производственных или исследовательских лабораториях в качестве охраняемой информации, и они почти наверняка являются эмпирическими результатами. Многочисленные бинарные или третичные фазовые диаграммы есть повсюду в Интернете для всех сахаров, которые вы упомянули, но мороженое сложнее. Существует также важный вопрос контроля кристаллов льда в циклах замораживания-оттаивания при приготовлении нескольких порций. Только для понижения точки замерзания используются камеди/гели/полисахариды.
Даже если мы просто рассмотрели влияние этих сахаров на воду? Я не могу себе представить, что это может быть так сложно, чтобы получить таблицу «10 г сахара x в 100 мл воды снижают температуру замерзания на y ° C».
Бинарные водные системы просты с большим количеством данных в режиме реального времени. Ищите в разделе «депрессия точки замерзания» и интересующий сахар, а также в разделе «коллигативные свойства», если хотите копнуть глубже. Для сахарозы в воде зависимость линейная. На каждые 342 г (1 моль) сахарозы, растворенные в 1000 мл воды (с образованием 1М раствора), вы получаете снижение температуры замерзания на 1,86°С.
В дополнение к перечисленным сахарам я на днях видел магазин мороженого, в котором есть «диетическое» мороженое с использованием фруктозы.
В настоящее время я работаю над небольшим инструментом, который должен помочь вам справиться с математикой и найти правильное соотношение ингредиентов в рецептуре мороженого: github.com/JoernMueller/Ice-Ed.
@J.Mueller J.Mueller Спасибо, совет: не размещайте скомпилированный html-файл на github. Опубликуйте исходный код. Особенно при чтении и сохранении файлов. Это может быть легко вредоносное ПО.
@Strernd Большое спасибо за эту подсказку. На самом деле это просто написанный от руки html/js. Таким образом, нет никаких других исходных файлов, а также фреймворка, внешних зависимостей, процесса сборки, wasm или какой-либо необходимости в компиляции. Если вы сомневаетесь в его содержании, вы можете ознакомиться с кодом и сообщить мне обо всем, что вы считаете рискованным или потенциальной проблемой.
Вау, я не знал, что люди до сих пор делают это таким образом. Респект вам за то, что вы можете это сделать. Но проблема с этим заключается в читабельности. Фреймворки часто предлагают модульный подход, который облегчает понимание фрагментов кода. Но это выходит за рамки этого обсуждения.

Ответы (2)

Как уже упоминалось в комментариях выше, это довольно сложная смесь с не менее сложным набором свойств для балансировки. Однако, если вы просто смотрите на это как на простую бинарную систему с водой в качестве растворителя и различными сахарами в качестве растворенных веществ, по одному, то есть очень простой ответ (не обязательно полезный по отдельности).

Для разбавленных растворов понижение точки замерзания в основном определяется растворителем, а не растворенным веществом, и зависимость является линейной. Для сахаров,

Депрессия точки замерзания (°C) = 1,86 * M

M - это масса/молекулярная масса любого сахара, который вы используете в 1000 мл воды. Для вашего примера 10 г сахарозы в 100 мл воды, М составляет 0,29, а ваша температура замерзания составляет минус 0,5°С.

Для дисахаридов, таких как сахароза и лактоза, они имеют одинаковую молекулярную массу 342. Для простых сахаров, таких как глюкоза и фруктоза (декстроза — это просто d-глюкоза), она равна 180. Для инвертированного сиропа у вас есть смесь. Для многоатомных спиртов вы можете легко найти их массы.

Я бы все же не советовал использовать этот вид инструмента в одиночку для приготовления мороженого.

Отдельно сладость заключается не только в сухой массе, но и в молярной концентрации, поэтому инвертный сироп слаще сахарозы, 1 единица сахарозы в том же количестве воды менее сладкая, чем если бы она была разбита на составляющие их моносахарид глюкозу и фруктозу. ; вместо 1 единицы сахарозы у вас есть 1 единица глюкозы и 1 единица фруктозы, удвоенная концентрация.

Спасибо, что указали, почему это сложно, и предложили решение. Я думаю, мне нужно просто попробовать :D
Я хочу добавить предостережение, о котором вы, возможно, не знали. Сахарные спирты, которыми является ксилит, могут вызвать осмотическую диарею, если их съесть слишком много. Люди различаются по своей чувствительности к ним. Если вы уже ели десерты, подслащенные ксилитом, и у вас не было проблем, вам не о чем беспокоиться. Если вы никогда этого не делали, я бы посоветовал купить небольшой контейнер мороженого, подслащенного ксилитом, и сначала протестировать его.
«вместо 1 единицы сахарозы у вас есть 1 единица глюкозы и 1 единица фруктозы, двойная концентрация» - Кроме того, фруктоза примерно вдвое слаще сахарозы, моль на моль.

Люди, которые профессионально готовят мороженое, имеют относительно простой метод вычисления. Он систематизирует более продвинутую математику в отличном посте пользователя 110084.

В основном каждому ингредиенту присваивается значение сладости (называемое POD) и значение понижения точки замерзания (называемое PAC). Эти значения относятся к сахарозе. Грамм сахарозы в 1000-граммовой партии мороженого имеет значения POD и PAC, равные 1. 100 граммов сахарозы имеют значение 100. И так далее.

Каждый водорастворимый ингредиент имеет значение PAC, основанное на его молекулярной массе. Каждый ингредиент с ощутимой сладостью имеет значение POD. Отношения являются линейными, поэтому вы можете просто создать простую электронную таблицу, используя базовую арифметику.

Система несовершенна, но достаточно хороша. Это не учитывает повышенную жесткость, которую вы получаете от ингредиентов, которые увеличивают соотношение воды и твердых веществ. И это не учитывает дополнительную жесткость, которую вы получаете от некоторых ингредиентов не на водной основе. Например, масло какао и ореховые масла, которые могут быть твердыми как камень при температуре мороза. Я компенсировал это, присвоив этим ингредиентам (оценочные) отрицательные значения PAC. Но это не совсем точно.

Тем не менее, цель здесь не в том, чтобы заниматься аналитической химией или делать мороженое, которое идеально подходит для лабораторных приборов. Нам просто нужен простой и предсказуемый метод получения качества мороженого в том диапазоне, который мы предпочитаем. Эта система эффективна для этой цели.

Я разместил некоторую связанную информацию здесь: https://underbelly-nyc.blogspot.com/2016/05/sugars-in-ice-cream.html и здесь: https://underbelly-nyc.blogspot.com/2017. /03/ice-cream-solids-water-ice.html

Вскоре я планирую опубликовать некоторую обновленную информацию, в том числе, возможно, разместить электронную таблицу в Интернете.

Влияние различных видов сахара (и заменителей) на мороженое
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v