首次深入研究冰淇淋的多相3D结构可能与新的实验设计

三维渲染图像冰淇淋微结构

来源:©英国皇家&#必威手机登陆24517;威官网下载app化学学会

这张3D渲染图像显示了一个由多面冰晶包围的中央空气单元。比例尺为100mm

来自英国的研究人员开发了一种新的3D x射线断层扫描(XRT)方法,可以可视化温度变化对冰淇淋微观结构的影响。1

冰淇淋是牛奶、脂肪、糖、蛋白质、乳化剂、稳定剂和香料的混合物,经过充气,然后冷冻形成一种柔软的固体,其中含有约30%的冰、50%的空气和5-15%的脂肪滴悬浮在糖溶液中。它的质量取决于它的冰晶和气泡的大小:较小的晶体和气泡使它更光滑和柔滑。由于这种复杂的胶体在-30˚C以上是不稳定的,它的微观结构会在运输和储存过程中发生变化(国内冰柜的温度通常在-18˚C左右),这将影响它的味道和质地。

大多数技术只能看到2D切片的冰淇淋,或者在分析过程中改变其结构。研究人员此前曾使用XRT技术研究过冰淇淋的3D结构2但必须使用化学造影剂来达到10微米以下的分辨率。这项新的XRT技术是由曼彻斯特大学的Peter Lee和Enyu Guo及其同事开发的,与以前的方法相比,它有三个改进:它保持样品的低温以消除温度波动的变化,它提供了更好的固体、液体和气体之间的对比,它改进了成像软件以降低噪声。因此,它提供了比以前的XRT结果更精确的更高分辨率的图像。

李和郭在两周的时间里,将冰淇淋从-15℃慢慢加热到-5℃,然后慢慢冷却。利用他们的新技术,他们发现冰淇淋中的冰晶随着生长而变粗,但不断增长和相互连接的气泡也阻碍了冰晶的生长。这意味着气泡可以成为制造商延长冰淇淋保质期的有用工具。