核心概念
化学
食品科学
溶解度
明胶
介绍
你最喜欢的糖果类型是什么？ 你有没有想过为什么你这么喜欢这种糖果？ 是它的味道，它在你口中的感觉——还是两者兼而有之？
厨师和食品科学家研究物质如何溶解或融化，从而在口中产生独特而愉悦的感觉，并优化风味的释放。 你想知道你最喜欢的糖果是如何起作用的吗？ 在这项科学活动中，你将研究两种类型的糖果，并发现是什么让它们如此令人享受。
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背景
食物的消化是一个大的化学过程。 它从我们的嘴里开始，唾液——一种水状液体——包围着食物。 唾液帮助我们咀嚼和吞咽食物，并含有少量酶，或有助于分解我们食物的化学物质。 食物与唾液的相互作用将影响它的味道以及在口中的感觉。 它会溶解、融化还是仅仅被我们的牙齿嚼碎？
固体在被水包围时是否溶解取决于其内部键的强度以及它与水结合的渴望程度。 例如，要将糖溶解在水中，糖分子（最小的糖颗粒）之间以及水分子（最小的水颗粒）之间的键必须断裂。 这需要能量。 幸运的是，糖和水之间新键的形成释放出足够的能量来打破这些键，因此糖可以溶解在水中。 但是，如果释放的能量小于所需的能量，则固体将不会溶解。
温度也起作用。 加热意味着增加能量——对于大多数固体而言，水越热，固体就越容易和更快地溶解。 受热的分子移动得更快，因此溶解的物质比在未加热的水中分散得更快。
大多数糖果都含有糖和/或玉米糖浆作为甜味剂，以及一些其他成分以增加风味和质地。 硬糖，如水果糖，主要由结晶糖组成，当被唾液包围时会溶解。 对于软糖，如小熊软糖，通常使用明胶来创造其特殊的质地。 明胶来源于胶原蛋白，胶原蛋白是所有动物中发现的一种结构蛋白。 明胶蛋白在烹饪时会缠结，形成网状口袋，可以捕获水和其他成分。 明胶冷却后，蛋白质保持缠结状态，并提供结构，将许多甜点或糖果结合在一起。 对于大多数类型的明胶，它们的熔点低于体温，因此它们在口中融化并提供独特的感官体验。
材料
四个玻璃杯
冷水
热水
笔
即时贴
小熊软糖
硬糖，如水果糖
两个计时器或一个时钟
勺子
两个盘子
可以容忍溢出的工作空间
尺子（可选）
准备
保护您的工作空间，防止水溅。
在两个玻璃杯中各倒入三分之一杯冷水。
在两张即时贴上标记“冷水”，再在两张上标记“热水”。
步骤
首先，我们将观察糖果放入冷水后的反应。 将两颗小熊软糖放入第一个玻璃杯中。
然后去除两颗硬糖的包装纸，并将它们放入第二个玻璃杯中。
用一张写着“冷水”的即时贴标记这排玻璃杯。
将第一个计时器设置为 30 分钟，或使用时钟跟踪 30 分钟。
您认为糖果如果不动 30 分钟会发生什么？ 为什么您认为会发生这种情况，水会发生变化吗？
在等待的同时，在另外两个玻璃杯中倒入三分之一杯热水。（小心不要让热水溅到手上。）
小心地将两颗小熊软糖放入第一个玻璃杯中。
然后去除两颗硬糖的包装纸，并将它们放入第二个玻璃杯中。
用一张写着“热水”的即时贴标记这排玻璃杯。 将第二个计时器设置为 30 分钟，或使用时钟跟踪 30 分钟。
您认为这种糖果如果不动 30 分钟会发生什么？ 您认为它会与冷水中的糖果不同吗？ 为什么会这样？ 您认为水会发生变化吗？
在一个盘子上标记“冷水”，在另一个盘子上标记“热水”。
第一个 30 分钟结束后，是时候观察浸泡在冷水中的糖果了。 用勺子小心地将冷水排中两个玻璃杯中的糖果捞出，放在标记为“冷水”的盘子上。 放在一边。
对于这些冷水玻璃杯中的每一个，取一个干净的勺子搅拌水，舀起一个样品并品尝。 哪一个最甜？
从袋子中取出新鲜的小熊软糖和硬糖（如果需要，去除包装纸），并将糖果放在浸泡了 30 分钟的糖果旁边。 您观察到什么不同之处？ 您观察到的与您的预期一致吗？ 如果不同，您认为这是为什么？
看看糖果大小的变化和水的味道，您认为每种糖果浸入水中时发生了什么？
第二个计时器响起，热水排中的糖果浸泡 30 分钟后，对这些糖果重复观察步骤。 记住这次使用标记为“热水”的盘子。
既然我们已经看到了冷水和热水对这些类型糖果的影响，让我们更仔细地看看温度的影响。 浸泡在热水中的糖果与浸泡在冷水中的同类型糖果有何不同？ 您认为发生这种情况的原因是什么？
从袋子里拿出一颗新鲜的糖果放入口中。 注意你的嘴是一个水状环境，温度与体温相同。 您认为您之前的观察结果与糖果在您口中的感觉和味道有何关系？
额外内容： 使用尺子测量未浸泡和浸泡糖果的长度，然后将变化表示为百分比。 您也可以估计体积的变化吗？ 您还可以比较浸泡在热水中的糖果与浸泡在冷水中的糖果的大小。
额外内容： 通过在玻璃杯中倒入三分之一杯冰冷的水，在另一个玻璃杯中倒入三分之一杯热水，进一步研究热的影响。 如果可能，将热水杯放在热水浴中，这样水就不会冷却得太快。 在每个玻璃杯中放入一颗颜色鲜艳的硬糖，观察颜色在每个玻璃杯中如何扩散。 哪一个扩散得更快？ 您认为为什么会发生这种情况？
额外内容： 研究水中添加剂（如盐或糖）的影响。 如果小熊软糖浸泡在盐水或糖水中，与自来水或蒸馏水相比，它会吸收更多、更少还是等量的水？ 您认为为什么会发生这种情况？
额外内容： 在水中加入切碎的新鲜热带水果，如菠萝、猕猴桃或木瓜。 当这些水果添加到溶液中时，小熊软糖的溶解方式会不同吗？ 如果我们添加苹果、柠檬或橙子片呢？ （提示——想想明胶甜点以及为什么某些新鲜食物不能添加到其中。）
观察和结果
您是否看到硬糖在冷水中溶解，而小熊软糖膨胀了？ 热水是否更快地溶解了硬糖，而小熊软糖在热水中开始融化？
硬糖通常主要由糖、玉米糖浆和其他易溶于水的物质制成。 就像您口中的唾液一样，玻璃杯中的水使它们能够溶解。 加热使这个过程更容易和更快。 随着糖果一层一层地溶解，它变得越来越小，越来越多的糖、糖浆和风味化学物质分散在水中。 这就是为什么水尝起来像糖果一样甜的原因。
另一方面，小熊软糖含有明胶，这赋予了它典型的柔软质地。 明胶创造了一个缠结的长分子网，将小熊软糖结合在一起。 该结构具有可以通过称为渗透的过程吸收水的口袋。 这就是为什么小熊软糖浸泡在冷水中时会膨胀的原因。 水保持相对无味。 当您将小熊软糖浸入热水中时，情况就不同了。 因为热水的温度高于明胶的熔化温度，所以小熊软糖的外层融化了。 小熊软糖变得越来越小，你可以看到小块小熊软糖漂浮在水中。 这些小块使水尝起来像小熊软糖一样甜。
热水分子移动得更快，因此您会看到颜色在热水中比在冷水中分散得更多。 新鲜的木瓜、菠萝和猕猴桃含有分解明胶的酶。 添加这些和其他一些含有酶的水果可以使您的小熊软糖分解。
清理
扔掉浸泡过的糖果，并用肥皂水清洗所有设备。
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此活动由科学伙伴合作推出
