Dampak berbagai jenis gula (dan pengganti) pada es krim

Saya benar-benar tertarik pada dasar-dasar teori pembuatan es krim. Setiap orang yang sedikit canggih dengan es krim buatan sendiri tahu, bahwa bahan-bahan tertentu dan rasio yang harus dipenuhi untuk membuat es krim yang baik.

Faktanya, memahami teori pembuatan es krim dan mengetahui cara menghitung rasio bahan membantu saya mendapatkan es krim yang sempurna setiap saat.

Pengaruh besar pada tekstur dan daya simpan (dalam hal kekerasan saat menyimpan es krim dalam freezer) memiliki gula .

Sukrosa adalah gula yang paling umum digunakan, tetapi jenis lain yang digunakan adalah laktosa (dari produk susu), sirup glukosa kering , dekstrosa dan sirup gula terbalik

Mereka semua memiliki pengaruh pada titik beku campuran. Semakin rendah titik beku massa es krim, semakin lembut saat keluar dari freezer. Gula juga berbeda dalam rasa manis, yang diukur relatif terhadap sukrosa (1,0). Laktosa (0,3), Sirup Glukosa Kering (0,5), Dekstrosa (0,75), sirup gula terbalik (1,25)

Untuk alasan ini, sebagian sukrosa sering diganti dengan dekstrosa, karena Anda dapat menggunakan sukrosa lebih banyak (untuk memiliki rasa manis yang sama) dan meningkatkan massa kering dan menurunkan titik beku.

Keterampilan kimia saya hampir tidak ada, jadi pertanyaan saya adalah bagaimana saya bisa mengukur pengaruh berbagai jenis gula pada titik beku campuran saya? Saya ingin menentukan berapa banyak Xylitol yang harus saya gunakan untuk mendapatkan hasil yang sama (dalam hal titik beku) seperti ketika saya menggunakan sukrosa. Untuk sampai ke tingkat meta: Bagaimana angka-angka itu dapat dihitung (saya kira itu melibatkan massa molar, oh boy!)

Beberapa angka untuk gula di atas dan juga Xylitol dan Erythritol akan dihargai.

Kriteria untuk jawaban yang diterima:

Harus menyebutkan ukuran untuk pengaruh gula pada titik freenzing pada campuran
Harus memberikan angka untuk semua jenis gula (alkohol) yang disebutkan.
Senang memiliki: Cara untuk menghitung angka
Dapat menggunakan matematika dan kimia dasar

ATAU : Jelaskan mengapa ini tidak dapat dicapai (untuk ahli non-kimia)

— Strernd
sumber

Apa yang Anda hadapi sangat kompleks, terlalu rumit untuk jawaban teoretis dalam pandangan saya. Saya yakin jawaban pasti sudah ada di dalam pabrik atau laboratorium penelitian sebagai informasi yang dijaga dan mereka hampir pasti merupakan hasil empiris. Banyak diagram fase biner atau tersier ada di mana-mana di internet untuk semua gula yang Anda sebutkan, tetapi icecream lebih kompleks dari itu. Ada juga pertanyaan penting tentang kontrol kristal es dalam siklus beku-cair dengan multi-porsi. Hanya untuk depresi titik beku saja, ada gusi / gel / polisakarida yang terlibat.

— user110084

Bahkan jika kita hanya mempertimbangkan pengaruh gula ini terhadap air? Saya tidak dapat membayangkan bahwa itu bisa sulit, untuk mendapatkan meja "10g gula x dalam 100 ml air mengurangi titik beku oleh y ° C"

— Strernd

Sistem air biner sederhana dengan banyak data on line. Cari di bawah "depresi titik beku" dan gula bunga, dan juga di bawah "sifat koligatif" jika Anda ingin menggali lebih dalam. Untuk sukrosa dalam air, hubungannya linear. Untuk setiap 342 g (1 mol) sukrosa yang dilarutkan dalam air 1000ml (menghasilkan larutan 1M), Anda mengalami depresi titik beku 1.86C.

— user110084

Selain gula yang terdaftar, saya melihat sebuah toko es krim tempo hari yang memiliki es krim "diet" menggunakan fruktosa.

— Peter Taylor

Jawaban:

Seperti yang telah disebutkan dalam komentar di atas, ini adalah campuran yang cukup kompleks dengan set properti yang sama-sama kompleks untuk diseimbangkan. Namun, jika Anda hanya melihatnya sebagai sistem biner sederhana dengan air sebagai pelarut dan berbagai gula sebagai zat terlarut, satu per satu, maka ada jawaban yang sangat sederhana (belum tentu berguna sendiri).

Untuk larutan encer, depresi titik beku terutama didorong oleh pelarut dan tidak begitu banyak zat terlarut, dan hubungannya adalah linier. Untuk gula,

Depresi Titik Beku (° C) = 1,86 * M

M adalah massa / molekul-massa gula mana pun yang Anda gunakan dalam 1000 ml air. Untuk contoh 10 g sukrosa dalam air 100ml, M adalah 0,29 dan titik beku Anda minus 0,5C.

Untuk disakarida seperti sukrosa dan laktosa, mereka memiliki massa molekul identik 342. Untuk gula sederhana seperti glukosa dan fruktosa (dekstrosa hanya d-glukosa), jumlahnya 180. Untuk sirup terbalik, Anda memiliki campuran. Untuk alkohol polial, Anda dapat dengan mudah melihat massa mereka.

Saya masih menyarankan untuk tidak menggunakan alat semacam ini sendirian untuk membuat icecream.

Secara terpisah, rasa manis kurang dari massa kering tetapi konsentrasi molar, itulah sebabnya sirup terbalik lebih manis daripada sukrosa, 1 unit sukrosa dalam jumlah air yang sama kurang manis daripada jika dipecah menjadi glukosa mono-sakarida penyusunnya dan fruktosa. ; alih-alih 1 unit sukrosa, Anda memiliki 1 unit glukosa dan 1 unit fruktosa, gandakan konsentrasi.

— pengguna110084
sumber

Terima kasih telah menunjukkan mengapa ini sulit dan menawarkan solusi. Saya kira saya harus mencoba: D

— Strernd

Saya ingin menambahkan peringatan yang mungkin tidak Anda sadari. Alkohol gula - yang merupakan xylitol - dapat menyebabkan diare osmotik jika terlalu banyak dimakan. Orang berbeda dalam kepekaan mereka terhadap mereka. Jika Anda pernah makan makanan penutup yang dimaniskan xylitol sebelumnya dan tidak mengalami kesulitan, Anda tidak perlu khawatir. Jika Anda tidak pernah memilikinya, saya sarankan membeli satu kotak kecil es krim xylitol yang sudah dimaniskan dan mengujinya terlebih dahulu.

— Yudas

Orang yang merumuskan es krim secara profesional memiliki metode yang relatif sederhana untuk menangani matematika. Ini mengkodifikasikan matematika yang lebih maju di pos yang sangat baik pengguna 110084.

Pada dasarnya setiap bahan diberi nilai rasa manis (disebut POD) dan nilai depresi titik beku (disebut PAC). Nilai-nilai ini relatif terhadap sukrosa. Satu gram sukrosa dalam 1000g es krim memiliki nilai POD dan PAC 1. 100 gram sukrosa memiliki nilai 100. Dan seterusnya.

Setiap bahan yang larut dalam air memiliki nilai PAC, berdasarkan massa molekulnya. Setiap bahan dengan rasa manis yang nyata memiliki nilai POD. Hubungan itu linier, jadi Anda bisa membuat spreadsheet sederhana menggunakan aritmatika dasar.

Sistem tidak sempurna, tetapi cukup baik. Itu tidak memperhitungkan peningkatan kekerasan yang Anda dapatkan dari bahan-bahan yang meningkatkan rasio air-padatan. Dan itu tidak termasuk kekerasan tambahan yang Anda dapatkan dari beberapa bahan berbasis non-air. Seperti cocoa butter dan minyak kacang yang bisa sekeras batu pada suhu freezer. Saya telah mengkompensasi hal ini dengan menetapkan (perkiraan) nilai PAC negatif untuk bahan-bahan ini. Tapi ini tidak terlalu tepat.

Namun demikian, tujuannya di sini bukan untuk melakukan kimia analitik atau membuat es krim yang sangat konsisten di mata instrumen laboratorium. Kami hanya ingin metode yang sederhana dan dapat diprediksi untuk mendapatkan kualitas es krim dalam kisaran apa pun yang kami inginkan. Sistem ini efektif untuk tujuan ini.

Saya telah memposting beberapa informasi terkait di sini: https://underbelly-nyc.blogspot.com/2016/05/sugars-in-ice-cream.html dan di sini: https://underbelly-nyc.blogspot.com/2017 /03/ice-cream-solids-water-ice.html

Segera saya berencana untuk mengirim beberapa informasi yang diperbarui, termasuk kemungkinan meletakkan spreadsheet online.

— paulraphael
sumber