Nimic nu se potrivește mai bine unei zile bune de iarnă decât un lapte cald de ciocolată, nu ești de acord? Căldura laptelui te încălzește puțin și îți oferă suficientă energie pentru a începe din nou. Este un favorit la sărbătorile noastre de iarnă la schi!

ciocolată

Acestea fiind spuse, este, de asemenea, un vehicul excelent pentru a explica un concept de concept științific: sedimentarea. Poate că nu v-ați gândit niciodată la asta, dar este de fapt destul de special faptul că laptele dvs. de ciocolată este atât de frumos și uniform brun. Dacă ați făcut lapte de ciocolată acasă, cu lapte cald și praf de cacao, veți observa că cacao se scufundă încet până la fund. Desigur, dacă îl bei suficient de repede și îl amesteci, nu vei vedea că se întâmplă acest lucru, dar dacă îl lași suficient de mult, se va scufunda, aceasta este sedimentarea.

Acest lucru se opune majorității laptelui de ciocolată pe care îl puteți cumpăra în supermarket. Multe dintre acestea nu se împart, indiferent cât timp le-ai lăsa pe tejghea. Producătorii au reușit să stabilizeze aceste lapte de ciocolată, astfel încât particulele de cacao să nu sedimenteze până la fund. Deci, ce se întâmplă aici?!

Ce este laptele de ciocolată?

Laptele de ciocolată pentru majoritatea oamenilor este zahărul și pudra de cacao amestecate cu lapte. Dacă îl faceți acasă, probabil că vă încălziți ușor laptele și amestecați zahărul și cacao, amestecând energic până când totul pare omogen.

Metoda oamenilor de știință de a descrie laptele de ciocolată este de a spune că este o suspensie de particule solide (= cacao) într-un lichid continuu (= lapte + zahăr dizolvat). Într-o suspensie, cum este cazul laptelui de ciocolată, particulele plutesc literalmente în lichid. Alte exemple de suspensii sunt zahărul glazurat în ulei sau iaurt.

Particulele de pulbere de cacao nu se dizolvă în apă, sunt mai hidrofobe, așa că preferă să stai într-o fază grasă. Când le amestecați prin lapte atunci când faceți laptele de ciocolată, utilizați forțele lingurii pentru a le amesteca și pentru a le face să plutească peste tot uniform. După cum puteți vedea în fotografia de mai jos, pulberea se va scufunda încet până la fund, aceasta se numește sedimentare și este un exemplu de fenomen fizic al alimentelor.

O notă despre zahăr

În practică, majoritatea laptelui de ciocolată conțin și zahăr. Zahărul se dizolvă în lapte, făcându-l parte din faza lichidă. Moleculele individuale de zahăr vor părăsi cristalele de zahăr și se vor dizolva în apă individual. Energia este de fapt eliberată atunci când zahărul este dizolvat, motiv pentru care este nevoie de efort pentru a-l readuce din nou în stare pură. Indiferent de cât timp așteptați, zahărul nu se va scufunda în jos, în timp ce particulele de coca se vor pierde.

Cauza separării: sedimentarea

Deci, rămâneți cu aceste particule care plutesc în lapte în laptele de ciocolată. Dacă aceste particule nu sunt stabilizate în niciun fel, ele se vor scufunda încet până la fundul paharului cu lapte de ciocolată. Acest proces, numit sedimentare, este condus de gravitație. Gravitația trage în jos atât particulele, cât și lichidul. Faza cu cea mai mare densitate se va scufunda în cele din urmă în jos, în timp ce faza cu o densitate mai mică plutește deasupra.

În cazul laptelui de ciocolată, densitatea prafului de cacao este mai mare decât cea a laptelui, deci se scufundă în loc să plutească în sus. Un exemplu ar putea ajuta la clarificarea acestui lucru, suflând un ajutor de flotație pentru copii îl umple cu aer. Densitatea aerului este mult mai mică decât cea a apei. În consecință, dacă îl așezați pe apă, acesta va pluti. Pe de altă parte, o piatră are o densitate mult mai mare decât apa și se va scufunda imediat. Este posibil să fi observat, de asemenea, că pietrele foarte mici se scufundă mai încet decât cele mari!

Rata de sedimentare

Viteza la care are loc sedimentarea într-un lapte de ciocolată poate fi calculată folosind formula de mai jos. De fapt, nu vom calcula rata de sedimentare, dar folosind o formulă de acest gen vă putem ajuta să preziceți ce se va întâmpla în laptele dvs. de ciocolată:

Viteza de sedimentare (v; m/s) = 2/9 * [(ρc - ρm)/μ] * g * R 2

ρc = densitatea particulelor de cacao (sau particula oricărei suspensii pe care o investigați) - kg/m 3
ρm = densitatea laptelui (sau a lichidului din suspensie) - kg/m 3
μ = vâscozitatea dinamică a laptelui (sau a lichidului în general) - kg/(m * s)
g = accelerație gravitațională (aceasta este o valoare constantă) - m/s 2
R = raza particulelor de cacao (calculul presupune că particulele sunt perfect rotunde, ceea ce, în viața reală, nu sunt, deci calculul nu dă exact valoarea corectă)

Înțelegerea ratei de sedimentare

Deci, să aruncăm o privire mai atentă asupra acestei formule. Mai întâi veți vedea densitatea revenind la formulă. Am discutat acest lucru înainte comparând pietrele și un dispozitiv de flotație și dacă acestea se scufundă sau plutesc pe apă.

Apoi, puteți vedea că, prin creșterea dimensiunii particulelor (R), viteza sedimentării crește. Cu alte cuvinte, dacă aveți o pulbere cu o mulțime de particule mari, acestea se vor scufunda mai ușor. Acest efect este și motivul pentru care majoritatea laptelui se omogenizează în fabrici. Omogenizarea descompune particulele de grăsime din lapte în picături foarte mici de grăsime, reducând atât de mult viteza de sedimentare, încât nu mai apare pe durata de viață a laptelui!

Nu în ultimul rând, puteți vedea că o creștere a vâscozității dinamice a laptelui va încetini sedimentarea. Acest lucru se datorează faptului că particulelor este mai greu să călătorească în jos într-un lichid mai vâscos. Un exemplu extrem al acestui lucru ar fi mierea vs laptele, probabil vă puteți imagina că particulele vor rămâne plutind mai ușor în miere datorită vâscozității sale.

Cu toate acestea, atunci când călătoriți în jos, aceste particule sunt încetinite de lichid. Calculele acestei forțe devin puțin mai complexe, mă voi întoarce la asta altă dată, dar atât vâscozitatea, cât și densitatea lichidului joacă un rol important. Gândiți-vă la o particulă care se scufundă în miere versus una care se scufundă în apă sau aer. Va dura mai mult timp pentru ca particula să se scufunde în miere decât în ​​aer!

Prevenirea sedimentării - Prepararea laptelui de ciocolată care nu se desparte

Pentru a face un lapte de ciocolată care nu se separă, puteți folosi din nou formula pentru a găsi soluții. După cum am discutat, există 4 strategii principale:

  • Reduceți diferența de densitate dintre lichid și particule - dacă vă preparați propriul lapte de ciocolată, este greu, dar producătorii de pulberi pot încerca să reducă densitatea pulberilor lor prin încorporarea de buzunare de aer.
  • Reduceți dimensiunea particulelor - fotografia pe care o vedeți în partea de sus a postului arată un lapte de ciocolată realizat cu pudră de cacao (stânga) și un lapte de ciocolată realizat cu un pachet special de lapte de ciocolată. Pulberea lor este mult mai fină decât majoritatea pulberilor de cacao. Asta ar putea fi bine făcut pentru a încetini sedimentarea. Pachetul comercial a luat cu siguranță mai mult timp pentru a se împărți.
  • Creșteți vâscozitatea lichidului - vom reveni la aceasta mai mult mai jos
  • Măriți accelerația gravitațională - nu puteți crește de fapt această valoare. Cu toate acestea, îl puteți înlocui cu accelerația centrifugă. Dacă vă puneți laptele de ciocolată într-o centrifugă, acesta se va separa cu siguranță mai repede!

Vâscozitate crescătoare - Agenți de îngroșare

Mulți producători par să folosească această strategie atunci când vine vorba de laptele lor de ciocolată. Acestea adaugă ingrediente în lapte pentru a-l îngroșa, formează un gel, astfel particulele se prind și nu se mai pot scufunda sau doar foarte încet. Aceste lapte de ciocolată vor rămâne chiar și brune în timpul perioadei de valabilitate.

Cea mai obișnuită strategie de creștere a vâscozității în lumea laptelui de ciocolată pare să fie adăugarea de caragenan. Diferite mărci de lapte de ciocolată folosesc una sau ambele metode. Totuși, există destul de puțină știință în utilizarea corectă a acestor soluții și am scris despre acestea într-o postare separată.

Guma de guar poate fi folosită și pentru îngroșarea laptelui de ciocolată și este adesea folosită în combinație cu guma de xantan. Guma de guar este fabricată din „guar”, care este o plantă și este, de asemenea, o polizaharidă. Este un lanț lung de molecule de manoză cu lanțuri laterale mici ale unei molecule numite galactoză. Acest lanț lung este motivul pentru care poate îngroșa lichide.

Aruncați o privire la sursele din partea de jos a acestui post pentru exemple mai detaliate de aplicare pentru laptele de ciocolată!

Se agită pentru a depăși sedimentarea

Mulți dintre noi consumatori nu ne place laptele de ciocolată care s-a separat. Vreau să deschidem un pachet și să-l bem imediat. Desigur, nu este nimic în neregulă, mai ales dacă vă place marca. Cu toate acestea, adăugarea unui fel de stabilizator este o consecință a acestui fapt.

Desigur, există un alt mod în care producătorii pot folosi pentru a depăși sedimentarea. Este simpla remarcă „agitați înainte de utilizare”. Scuturând amestecă din nou particulele de cacao și lapte și voila, acolo e laptele de ciocolată. Și noi consumatorii cumpărăm, aceste produse nu sunt altceva decât lapte, praf de cacao și zahăr (în Olanda marca Cocio vinde acest lucru) și le cumpărăm, pentru ușurința de a nu mai fi nevoie să măsurăm ingredientele. Este de-a dreptul inteligent!

Surse

Hârtie tehnică Palsgaard, Cum se face un lapte delicios de ciocolată, octombrie 2010, link

M. OSPINA, MÓNICA & U. SEPULVEDA, JOSÉ & A RESTREPO, DIEGO & R. CABRERA, KENNETH & SUÁREZ, HÉCTOR. (2012). INFLUENȚA GUM XANTHAN ȘI GUAR PRIVIND PROPRIETĂȚILE REOLOGICE ALE BĂUTURII DE LAPT CU AROM CU CACAU. 10. 51-59., Link