关键概念
烹饪
食物
热量
聚合物
果胶
引言
你的家人在感恩节晚餐时会吃蔓越莓果冻酱吗？蔓越莓果冻酱浓稠，并保持放置它们的模具的形状，这可能意味着火鸡形状的模具，甚至如果你使用流行的罐装品种，它也可能保持罐头的形状。咬一口颤巍巍的蔓越莓果冻酱可以为美味的餐点增添乐趣，但蔓越莓也可以作为液态酱汁食用。这两个版本都使用相同的成分，那么是什么使一种变成凝胶状，而另一种保持更流动？为了找到答案，试试这个带有节日风味的科学活动吧！
背景
蔓越莓酱可以作为粘稠的液体或固体果冻食用。果冻状的版本足够坚固，可以保持放置它的容器的形状，而酱汁状的版本则更具流动性。流动酱汁和果冻版本之间的区别归结为果胶。
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果胶是一种天然聚合物——一系列分子相互连接形成长链。它存在于植物细胞之间及其细胞壁内。果胶有助于将植物细胞“粘合”在一起，保持其组织紧实。在煮熟的蔓越莓以及其他水果果酱和果冻中，果胶可以帮助将煮熟的水果粘合在一起，形成固体果冻。当蔓越莓被烹饪时，它们的果胶聚合物缠结并相互作用，形成一个网，捕获溶解的糖分子，使其无法流动。这创造了一个坚实的形状。蔓越莓天然含有大量果胶，这有助于保持浆果的良好和坚实。当它们被烹饪时，这种额外的果胶会被释放出来。但是，是什么决定了最终的蔓越莓酱是液体还是果冻？
材料
• 两袋 12 盎司新鲜或冷冻的完整蔓越莓
• 滤锅
• 两杯砂糖
• 水
• 量杯
• 锅，至少四夸脱容量
• 耐热长柄勺，用于在炉子上搅拌
• 炉灶
• 糖果温度计（强烈建议使用带有夹子的温度计，以便将其固定在锅边。）
• 手表或定时器
• 勺子
• 四个烤盅或其他小型耐热容器，例如马克杯或松饼盘（它们每个都应至少容纳四分之三杯，并且尺寸和形状相同。）
• 黄油刀和盘子（可选）
准备工作
• 如果您使用冷冻蔓越莓，请提前解冻。
• 将两包蔓越莓倒入滤锅中。冲洗蔓越莓；扔掉任何软烂而不是坚硬的蔓越莓；彻底沥干水分并放在一边。
• 确保有成人帮助在炉子上制作蔓越莓样品。当蔓越莓混合物在炉子上时，会非常热并且容易飞溅。搅拌时要小心——如果混合物溅到您的皮肤上，可能会烫伤。
步骤
• 将两杯水和两杯糖加入锅中。如果您使用的是带夹子的糖果温度计，请将温度计固定在锅边。在炉灶上加热锅，将炉灶调节至中高火。搅拌水和糖的混合物，直到所有糖都溶解。
• 加入蔓越莓并偶尔搅拌。几分钟后，蔓越莓应该开始爆裂开来。这听起来和看起来像什么？
• 继续搅拌，直到您可以慢慢数到五，而没有听到另一个蔓越莓爆裂开来。混合物的温度是多少？如果温度低于约 210 华氏度，请继续搅拌并监控温度。您需要几乎连续搅拌混合物，并且您可能需要将火力调高才能达到 210 华氏度。（注意：在远高于海平面的地方，水的沸点较低，例如在海拔一英里处约为 203 华氏度。因此，如果您居住在高海拔地区，您的混合物可能无法达到 210 华氏度，您应该瞄准稍低的温度。）
• 一旦温度达到约 210 华氏度（或您所在海拔的等效温度），开始计时。三分钟后蔓越莓看起来怎么样？它们大部分是完整的，完全无法从酱汁的其他部分辨认出来，还是介于两者之间？此时，舀出一勺蔓越莓混合物，小心地倒入烤盅（或其他小型耐热容器）中。您舀出的混合物的稠度如何？
• 继续搅拌、计时和观察蔓越莓混合物。在您开始计时后七分钟，取出另一勺蔓越莓混合物。将其倒入单独的烤盅中。现在蔓越莓看起来怎么样？混合物的稠度如何？
• 以同样的方式，在您开始计时后的 11 分钟和 15 分钟时分别取出一勺蔓越莓混合物，并将每勺放入各自的烤盅中。
• 与三分钟相比，烹饪 15 分钟后蔓越莓看起来怎么样？蔓越莓混合物的稠度在烹饪过程中是如何随时间变化的？混合物的颜色彼此之间有何比较？您是否看到这些观察结果与蔓越莓烹饪时间长短之间存在关系？
• 附加：如果您有时间，让蔓越莓酱样品在室温下冷却至少两小时。冷却后，将每个样品脱模到新盘子上，方法是用黄油刀沿着烤盅或容器的内边缘轻轻松开蔓越莓混合物，将盘子面朝下放在烤盅顶部，然后将烤盅和盘子一起翻过来。冷却后，不同样品的颜色和稠度如何？它们彼此之间有何比较？它们中是否有任何一个保持了烤盅的模塑形状，这意味着它们被认为是蔓越莓果冻酱？
• 附加：糖在烹饪蔓越莓时，在使果胶分子能够相互找到方面起着重要作用。为了研究这一点，请再次尝试此活动，但这次尝试增加和/或减少您使用的糖量。当您更改配方中糖的量时，蔓越莓酱的凝固能力会发生什么变化？提示：如果您在解读结果时遇到困难，您可能还需要考虑（或尝试发现）糖对水的沸点的影响。
• 附加：尝试用其他水果进行此活动。还有哪些其他水果含有足够的天然果胶来产生固体凝胶？ 观察和结果
烹饪时间最长的蔓越莓混合物是否制成了最浓稠和最坚实的蔓越莓果冻酱？烹饪时间最短的蔓越莓混合物是否制成了相对稀薄、液态的蔓越莓酱，并且仍然可以看到完整的蔓越莓？
蔓越莓在热液体中加热的时间越长，它们应该分解得越多，这将释放越来越多的果胶聚合物到水中。果胶聚合物相互结合得越多，混合物的结构和硬度就越大。（此外，当您烹饪蔓越莓时，水会以蒸汽的形式释放出来，这意味着烹饪时间越长，它们含有的水分就越少。）综上所述，这就是为什么烹饪时间最长的蔓越莓酱应该是最浓稠的，并且在热时和搅拌时可见的完整蔓越莓最少。它也应该是最坚实的，从而在冷却后最好地保持其形状。另一方面，烹饪仅三分钟的蔓越莓酱在制备时应该是最液态的，并且可见完整的蔓越莓，并且它应该是冷却后最稀薄的样品。正如您应该在此活动中看到的那样，蔓越莓果冻酱（保持其形状）可以通过将液态蔓越莓酱烹饪更长时间来制成。
清理
您可以享用美味的蔓越莓酱零食！
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什么是果胶？，来自国际果胶生产者协会
聚合物基础知识，来自南密西西比大学
从酱汁到固体：蔓越莓调味酱的科学，来自科学伙伴
此活动由 科学伙伴合作推出