Κυριακή, 9 Ιουλίου 2017

Η χημεία πίσω από την παραγωγή του βιομηχανικού παγωτού


Καλοκαίρι δίχως παγωτό δεν γίνεται. Οι πιο πολλοί το απολαμβάνουν με λαιμαργία, χωρίς να σκεφτούν πως παρασκευάζεται και πόσες χημικές ουσίες εμπεριέχει. 


Παρά την φαινομενική του απλότητα, το παγωτό είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα μιας αρκετά περίπλοκης χημείας. Αυτό το γράφημα δείχνει μερικά από τα συστατικά που χρησιμοποιούνται για την παρασκευή του παγωτού και το σημαντικό ρόλο που παίζουν στη δημιουργία του τελικού προϊόντος που φτάνει στον καταναλωτή. 

Αρχικά, ίσως είναι δύσκολο να πιστέψουμε ότι η παρασκευή του παγωτού θα μπορούσε να είναι τόσο περίπλοκη. Σε τελική ανάλυση, αποτελείται ουσιαστικά από τρία βασικά συστατικά: γάλα, κρέμα γάλακτος και ζάχαρη. Πόσο περίπλοκη μπορεί να είναι η ανάμειξη τριών συστατικών; Όπως αποδεικνύεται, η απάντηση είναι: πολύ! Η απλή ανάμειξη των συστατικών και στη συνέχεια η κατάψυξή τους, δεν αρκεί για να φτιαχτεί ένα βιομηχανικό παγωτό. Για να καταλάβουμε γιατί συμβαίνει αυτό, θα πρέπει να μιλήσουμε για κάθε συστατικό με τη σειρά.

Το παγωτό είναι ένας συνδυασμός λίπους και νερού, που συνήθως δεν  αναμειγνύονται χωρίς να διαχωριστούν. Ωστόσο, στην περίπτωση του παγωτού, τα πολύ μικρά σταγονίδια λίπους διασκορπίζονται μέσα στο νερό, αποφεύγοντας αυτόν τον διαχωρισμό. Ο τρόπος με τον οποίο επιτυγχάνεται αυτό, είναι αποτέλεσμα των χημικών ιδιοτήτων των μορίων στο μείγμα.

Τα σταγονίδια λίπους στο παγωτό προέρχονται από την κρέμα γάλακτος που χρησιμοποιείται για την παρασκευή του. Τα λίπη αποτελούνται σε μεγάλο βαθμό από μια κατηγορία μορίων που ονομάζονται τριγλυκερίδια, με πολύ μικρές ποσότητες (λιγότερο από 2%) άλλων μορίων, όπως φωσφολιπίδια και διγλυκερίδια. Τα τριγλυκερίδια αποτελούνται από ένα μόριο γλυκερόλης σε συνδυασμό με τρία μόρια λιπαρών οξέων, όπως φαίνεται στο γράφημα. Η θερμοκρασία τήξης των λιπών που χρησιμοποιούνται στο παγωτό είναι πολύ σημαντική, καθώς τα λίπη που τήκονται σε υπερβολικά υψηλές θερμοκρασίες δίνουν κηρώδη αίσθηση στο στόμα, ενώ είναι δύσκολο να δημιουργηθεί σταθερό παγωτό με αυτά που λιώνουν σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία. Το λίπος γαλακτοπαραγωγής πέφτει ακριβώς στη σωστή ποσότητα. Το βιομηχανικό παγωτό παρασκευάζεται επίσης και με φοινικέλαιο ή λάδι καρύδας, καθώς οι θερμοκρασίες τήξης τους είναι παρόμοιες.

Κατά τη διαδικασία παρασκευής του παγωτού, το λίπος ωθείται μέσω μιας μικρής βαλβίδας υπό υψηλή πίεση για να το σπάσει σε μικρά σταγονίδια. Οι πρωτεΐνες γάλακτος κολλάνε στην επιφάνεια αυτών των σταγονιδίων λίπους, δημιουργώντας μια λεπτή μεμβράνη. Αυτή η μεμβράνη των πρωτεϊνικών μορίων βοηθά στην αποτροπή της συσσωμάτωσης των σταγονιδίων λίπους στα μεγαλύτερα σταγονίδια, καθώς οι πρωτεΐνες που επικαλύπτουν τα μεμονωμένα σταγονίδια λίπους απωθούνται όταν έρχονται σε στενή επαφή.

Οι γαλακτωματοποιητές αποτελούν επίσης ένα σημαντικό μέρος του μίγματος παγωτού. Οι γαλακτωματοποιητές περιβάλλουν σταγονίδια λίπους και ελαίου και τους επιτρέπουν να αναμιγνύονται με νερό, αντί να σχηματίζουν ξεχωριστά στρώματα.

Όταν γίνεται το παγωτό, ταυτόχρονα εκτίθεται σε αέρα και καταψύχεται. Τα περισσότερα παγωτά έχουν έναν σημαντικό όγκο αέρα που εμπεριέχεται μέσα τους. Τα καλύτερης ποιότητας παγωτά τείνουν να εμπεριέχουν λιγότερο αέρα και, κατά συνέπεια, υψηλότερη πυκνότητα. Ένα παγωτό με υψηλότερη περιεκτικότητα σε αέρα λιώνει επίσης ταχύτερα.

Η κατάψυξη προσθέτει άλλο ένα σημαντικό συστατικό στο παγωτό: τον ίδιο τον πάγο. Τα εργοστάσια χρησιμοποιούν συνήθως υγρή αμμωνία για να παράγουν τις απαιτούμενες χαμηλές θερμοκρασίες, ενώ παλιότερα χρησιμοποιούσαν μίγματα νερού και αλατιού. 

Το παγωτό γίνεται μέσα σε βαρέλι με περιστρεφόμενες λεπίδες απόξεσης. Όταν το παγωτό αγγίζει τις πλευρές του βαρελιού, παγώνει, αλλά στη συνέχεια αφαιρείται αμέσως από τις λεπίδες. Οι πολύ μικροί κρύσταλλοι πάγου που παράγονται διασκορπίζονται σε όλο το μείγμα. 

Η ζάχαρη είναι ένα ακόμη βασικό συστατικό. Εκτός από τη γλυκιά γεύση που δίνει στο παγωτό, βοηθά στη μείωση του σημείου πήξης του νερού, μειώνοντας την ποσότητα πάγου που παράγεται στη διαδικασία κατάψυξης. Αλλάζοντας τις ποσότητες και τους τύπους των χρησιμοποιούμενων σακχάρων, επηρεάζεται και η σκληρότητα του παγωτού. 

Οι σταθεροποιητές επηρεάζουν επίσης το μείγμα του παγωτού. Πρόκειται για υδατοδιαλυτά μόρια που προέρχονται συνήθως από φυτά και παίζουν μια σειρά από ρόλους. Ένα παράδειγμα είναι το αλγινικό νάτριο, το οποίο προέρχεται από καφέ φύκια, όπως και ένας άλλος σταθεροποιητής, η καραγενάνη (χρησιμοποιείται λιγότερο λόγω του κόστους της). Οι σταθεροποιητές συμβάλλουν επίσης στη μείωση της ταχύτητας τήξης του παγωτού και του δίνουν μια ομαλότερη υφή.

Ίσως το πιο σημαντικό συστατικό είναι η γεύση του παγωτού. Αυτό μπορεί, ανάλογα με την επιθυμητή γεύση, να προστεθεί φυσικά, για παράδειγμα με προσθήκη βανίλιας. Μπορεί επίσης να επιτευχθεί μέσω της χρήσης τεχνητών γεύσεων. Για παράδειγμα, οι βιομηχανίες μπορεί να προσθέσουν συνθετική βανιλίνη. Επίσης προσθέτουν φυσικές χρωστικές όπως ανθοκυανίνες για να  έχει το παγωτό το σωστό χρώμα.

Άλλο ένα συστατικό που θα σας κάνει να σκεφτείτε δεύτερη φορά αν θα αγοράσετε βιομηχανικό παγωτό είναι η σκατόλη. Πρόκειται για μόριο που βρίσκεται στα κόπρανα - και επίσης στο παγωτό σε πολύ μικρές ποσότητες. Είναι ένα περίεργο μόριο, που, σε υψηλές συγκεντρώσεις, μυρίζει άσχημα όπως τα κόπρανα, αλλά σε χαμηλές συγκεντρώσεις έχει λουλουδάτη μυρωδιά... Σε μερικά παγωτά, προστίθεται ως ενισχυτής γεύσης και οσμής!

Δεν είναι τελικά καλύτερο να παρασκευάζεται τα δικά σας σπιτικά παγωτά, με απλά υλικά και χωρίς χημεία;

Πηγές
·                     Ice cream & chemistry – ACS ChemMatters Online
·                     Skatole – University of Bristol Molecule of the Month
·                     Colloidal aspects of ice cream – a review – H Douglas Goff
·                     The Science of Ice Cream (£) – C Clarke

μετάφραση enallaktikos.gr από www.compoundchem.com


Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου