核心概念
化學
沸點
食品科學
引言
無論你是在火爐旁圍坐，還是在雪天裡喝著熱巧克力，沒有什麼比棉花糖更能代表甜蜜、軟糯的樂趣了！甚至它的名字都讓人感到柔軟而有彈性！你有沒有想過棉花糖是怎麼製作的？很久以前，人們用藥蜀葵中的成分製作棉花糖，但今天我們通常用其他成分製作，即明膠、玉米糖漿和糖。在這個令人垂涎的活動中，你將探索糖與玉米糖漿的比例，看看哪種比例能產生最好吃、質地最佳的棉花糖！
背景
棉花糖是一種不尋常的甜點——鬆軟、粘稠，而且有點嚼勁。它們的熔點略高於體溫，因此一旦接觸到你口中的溫暖或火焰的熱量，它們就會開始從固體變為液態！它們也是一種古老的創造，最初來自一種高大的棉花糖植物（Althaea officinalis），它生長在沼澤地，根部柔軟而有彈性。它的根含有粘液，一種由某些植物和微小的動物產生的濃稠、膠狀物質，有助於食物儲存和種子發芽。一些文化用這種植物製作糖果，而另一些文化則用它來製作藥物。例如，古埃及人將根部曬乾並與蜂蜜混合製成棉花糖，而法國人則嘗試用其膠狀汁液來緩解喉嚨痛。
現代棉花糖不再含有棉花糖植物的成分。相反，商店購買的版本主要由三種成分組成：糖、玉米糖漿和明膠。明膠取代了棉花糖植物中的濃稠膠狀物質。改變糖與玉米糖漿的比例會顯著影響最終棉花糖的品質。
材料
• 計時器
• 兩個方形錫箔烤盤或圓形錫箔餡餅盤，每個寬 8 到 9 英寸
• 美紋紙膠帶
• 筆或記號筆
• 植物油，如菜籽油或紅花油
• 紙巾
• 糖粉或糖霜
• 小濾網
• 大攪拌碗
• 量杯
• 水
• 兩包普通、無味的四分之一盎司明膠；可在雜貨店購買
• 叉子
• 半杯玉米糖漿，如淡玉米糖漿；葡萄糖漿是一種可能的替代品
• 一又四分之一杯砂糖
• 帶蓋的小平底鍋
• 糖果溫度計（必須能夠讀取高達華氏 240 度，或約攝氏 115 度）
• 電動攪拌器或打蛋器
• 量匙
• 純香草精
• 刮刀
• 披薩滾刀或大約一英寸見方的餅乾模具
• 尺子
• 大型密封容器或加侖大小的密封塑膠袋
• 品嚐志願者（如朋友和家人！）
準備工作
• 清洗並徹底沖洗雙手。
• 拿出所有烹飪工具和食材，以便它們隨時可用且易於取用。
• 使用美紋紙膠帶和筆或記號筆在其中一個烤盤的底部標記為“1”，另一個標記為“2”。
• 在紙巾上倒少量植物油，然後輕輕地在烤盤內部塗油。在濾網中倒入少量糖粉，然後輕輕地在烤盤內部撒粉。
• 在小平底鍋中加熱糖漿混合物時要小心。成人應密切監督這些步驟。
步驟
• 將六分之一杯冷水倒入大攪拌碗中。（要得到六分之一杯，只需將三分之一量杯裝滿一半即可。）將四分之一盎司的明膠包撒在冷水上。用叉子將明膠和水混合約 5 秒鐘，然後將碗放在一邊。這將給明膠足夠的時間軟化或“綻放”。
• 將四分之一杯冷水、半杯糖和三分之一杯玉米糖漿加入小平底鍋中。（這是糖與玉米糖漿的 3:2 比例。）
• 蓋上小平底鍋的蓋子，將爐灶調至中高火。從這一點開始，成人應密切監督所有工作。糖漿溶液會變得非常熱，應格外小心處理。
• 抬起蓋子，大約每 30 秒檢查一次小平底鍋中的溶液，直到它剛剛沸騰。取下蓋子。
• 開始使用糖果溫度計測量小平底鍋中糖漿的溫度。不要讓溫度計接觸鍋底或鍋側，而是嘗試將尖端放在表面下方，靠近鍋的中間。繼續加熱你的糖漿，直到溫度達到華氏 240 度（約攝氏 115 度）。溫度是如何升高的？它最初升高的很快嗎？當糖漿變得更加濃稠時會發生什麼？
• 當溫度達到華氏 240 度時，立即關閉爐灶並進入下一步。當糖漿混合物接近此溫度時，它似乎會發生什麼變化？
• 將攪拌器調至低速，然後小心地將熱糖漿倒入裝有明膠的大攪拌碗中。（一些糖漿可能會在小平底鍋上凝固。）
• 將計時器設定為 11 分鐘並啟動它。
• 逐漸增加攪拌器的速度，直到它以全（高）速執行。繼續攪拌約 11 分鐘，或直到混合物開始變得非常濃稠、有光澤且溫熱。當攪拌時混合物會發生什麼變化？
• 加入半茶匙香草精，然後攪拌一分鐘。記下你攪拌糖漿的時間。
• 快速使用塗有植物油的刮刀，將攪拌碗中的棉花糖混合物舀出，放入標記為 1 的準備好的烤盤中。如果需要且易於操作，請使用刮刀輕輕撫平棉花糖頂部，使其相當平坦。
• 清洗並擦乾所有烹飪用具。
• 重複整個活動步驟（不包括準備工作），但這次在小平底鍋中加入四分之三杯糖和六分之一杯玉米糖漿。（這是糖與玉米糖漿的 9:2 比例。）（仍然先在小平底鍋中加入四分之一杯冷水。）在攪拌碗中以相同的時間攪拌此配方。準備好後，將此棉花糖混合物從攪拌碗中舀出，放入標記為 2 的準備好的烤盤中。
• 將棉花糖“派”放在櫃檯上，不加蓋，至少放置四個小時（或過夜），以便它們變硬。
• 一旦變硬，將棉花糖派一次一個地翻轉到砧板上。使用刮刀幫助將派抬出。
• 將披薩滾刀或餅乾模具浸入一些糖粉中，然後用它將你的棉花糖切成大約一英寸見方的塊。
• 在棉花糖的各個面撒上少量過篩的糖粉。
• 將棉花糖放入密封容器或塑膠袋中，並在容器上標記配方的編號（1 或 2）。
• 在製作棉花糖後一週內，從每個袋子中取出一塊棉花糖。儘量找到形狀和大小盡可能相似的塊。將每塊棉花糖放入一小平底鍋的熱水中，記錄下哪塊棉花糖來自哪個配方。觀察並檢視每塊棉花糖融化的速度。重複此融化測試三次。哪塊棉花糖先融化？
• 在製作棉花糖後一週內，召集你的品嚐志願者（如家人和朋友）來評估棉花糖的味道和質地。他們更喜歡哪種棉花糖？哪種棉花糖最有嚼勁，哪種最沒有嚼勁？哪種最柔軟，哪種最硬？你可能需要儲存一些塊來做下面的一些“額外”測試。
• 額外：在這個活動中，你可能已經注意到一個配方的棉花糖塊比另一個配方更硬。你可以嘗試更定量地研究這個問題。為此，將其中一個配方的棉花糖方塊放在砧板上。放置一個小餅乾模具，使其可以放在方塊的頂部。在餅乾模具的頂部平衡一個小塑膠或紙杯。將 20 個硬幣一次一個地放入杯子中。餅乾模具是否留下了明顯的印記？用另一個配方的棉花糖方塊嘗試此操作。餅乾模具是否留下了更明顯或更不明顯的印記？觀察和結果
配方 1 的棉花糖塊是否比配方 2 的更蓬鬆、更柔軟、更不甜？配方 1 的棉花糖是否比配方 2 的融化得更快？
在您加熱的糖和玉米糖漿溶液中，糖使溶液的沸點高於純淨液態水的沸點。溶液中糖的濃度越高，其沸點就越高。因此，配方 1 的棉花糖塊的沸點應該低於配方 2 的，這使得前者在放入熱水中時比後者融化得更快。糖漿中最終的糖濃度決定了形成的糖果的結構。想想焦糖和棒棒糖——焦糖更軟更耐嚼，而棒棒糖很硬，咬的時候會碎裂。用於製作焦糖的糖漿會煮到溶液中糖的濃度約為 87%，而用於製作棒棒糖的糖漿則會達到溶液中糖的濃度約為 99%。（隨著糖漿沸騰，水分蒸發，糖漿中的糖濃度會更高。）在製作棉花糖時，糖漿會煮到糖的濃度達到 85%，並加入玉米糖漿以幫助防止冷卻的糖漿中形成晶體。配方 1 的棉花糖塊應該比配方 2 的更蓬鬆、更柔軟、甜度更低，更像商店購買的棉花糖。
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明膠是一種來自膠原蛋白的蛋白質，膠原蛋白是動物結締組織中的主要蛋白質。它具有一種特殊的特性，即在被攪打時能夠凝結（或結合在一起）。當熱的濃縮糖漿用攪拌機攪入明膠中時，混合物中會形成氣泡，並且明膠會凝結在氣泡周圍，穩定其壁，使其不會塌陷。
清理
享受您美味的棉花糖點心吧！如果存放在密封容器中，它們應該可以儲存一週。要清理任何製作棉花糖的殘留物，嘗試用溫水溶解並沖洗乾淨。
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本活動由與 科學夥伴合作推出