核心概念
化學
食品科學
溶解度
明膠
介紹
你最喜歡的糖果型別是什麼？ 你有沒有想過為什麼你這麼喜歡這種糖果？ 是它的味道，它在你口中的感覺——還是兩者兼而有之？
廚師和食品科學家研究物質如何溶解或融化，從而在口中產生獨特而愉悅的感覺，並最佳化風味的釋放。 你想知道你最喜歡的糖果是如何起作用的嗎？ 在這項科學活動中，你將研究兩種型別的糖果，並發現是什麼讓它們如此令人享受。
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背景
食物的消化是一個大的化學過程。 它從我們的嘴裡開始，唾液——一種水狀液體——包圍著食物。 唾液幫助我們咀嚼和吞嚥食物，並含有少量酶，或有助於分解我們食物的化學物質。 食物與唾液的相互作用將影響它的味道以及在口中的感覺。 它會溶解、融化還是僅僅被我們的牙齒嚼碎？
固體在被水包圍時是否溶解取決於其內部鍵的強度以及它與水結合的渴望程度。 例如，要將糖溶解在水中，糖分子（最小的糖顆粒）之間以及水分子（最小的水顆粒）之間的鍵必須斷裂。 這需要能量。 幸運的是，糖和水之間新鍵的形成釋放出足夠的能量來打破這些鍵，因此糖可以溶解在水中。 但是，如果釋放的能量小於所需的能量，則固體將不會溶解。
溫度也起作用。 加熱意味著增加能量——對於大多數固體而言，水越熱，固體就越容易和更快地溶解。 受熱的分子移動得更快，因此溶解的物質比在未加熱的水中分散得更快。
大多數糖果都含有糖和/或玉米糖漿作為甜味劑，以及一些其他成分以增加風味和質地。 硬糖，如水果糖，主要由結晶糖組成，當被唾液包圍時會溶解。 對於軟糖，如小熊軟糖，通常使用明膠來創造其特殊的質地。 明膠來源於膠原蛋白，膠原蛋白是所有動物中發現的一種結構蛋白。 明膠蛋白在烹飪時會纏結，形成網狀口袋，可以捕獲水和其他成分。 明膠冷卻後，蛋白質保持纏結狀態，並提供結構，將許多甜點或糖果結合在一起。 對於大多數型別的明膠，它們的熔點低於體溫，因此它們在口中融化並提供獨特的感官體驗。
材料
四個玻璃杯
冷水
熱水
筆
即時貼
小熊軟糖
硬糖，如水果糖
兩個計時器或一個時鐘
勺子
兩個盤子
可以容忍溢位的工作空間
尺子（可選）
準備
保護您的工作空間，防止水濺。
在兩個玻璃杯中各倒入三分之一杯冷水。
在兩張即時貼上標記“冷水”，再在兩張上標記“熱水”。
步驟
首先，我們將觀察糖果放入冷水後的反應。 將兩顆小熊軟糖放入第一個玻璃杯中。
然後去除兩顆硬糖的包裝紙，並將它們放入第二個玻璃杯中。
用一張寫著“冷水”的即時貼標記這排玻璃杯。
將第一個計時器設定為 30 分鐘，或使用時鐘跟蹤 30 分鐘。
您認為糖果如果不動 30 分鐘會發生什麼？ 為什麼您認為會發生這種情況，水會發生變化嗎？
在等待的同時，在另外兩個玻璃杯中倒入三分之一杯熱水。（小心不要讓熱水濺到手上。）
小心地將兩顆小熊軟糖放入第一個玻璃杯中。
然後去除兩顆硬糖的包裝紙，並將它們放入第二個玻璃杯中。
用一張寫著“熱水”的即時貼標記這排玻璃杯。 將第二個計時器設定為 30 分鐘，或使用時鐘跟蹤 30 分鐘。
您認為這種糖果如果不動 30 分鐘會發生什麼？ 您認為它會與冷水中的糖果不同嗎？ 為什麼會這樣？ 您認為水會發生變化嗎？
在一個盤子上標記“冷水”，在另一個盤子上標記“熱水”。
第一個 30 分鐘結束後，是時候觀察浸泡在冷水中的糖果了。 用勺子小心地將冷水排中兩個玻璃杯中的糖果撈出，放在標記為“冷水”的盤子上。 放在一邊。
對於這些冷水玻璃杯中的每一個，取一個乾淨的勺子攪拌水，舀起一個樣品並品嚐。 哪一個最甜？
從袋子中取出新鮮的小熊軟糖和硬糖（如果需要，去除包裝紙），並將糖果放在浸泡了 30 分鐘的糖果旁邊。 您觀察到什麼不同之處？ 您觀察到的與您的預期一致嗎？ 如果不同，您認為這是為什麼？
看看糖果大小的變化和水的味道，您認為每種糖果浸入水中時發生了什麼？
第二個計時器響起，熱水排中的糖果浸泡 30 分鐘後，對這些糖果重複觀察步驟。 記住這次使用標記為“熱水”的盤子。
既然我們已經看到了冷水和熱水對這些型別糖果的影響，讓我們更仔細地看看溫度的影響。 浸泡在熱水中的糖果與浸泡在冷水中的同類型糖果有何不同？ 您認為發生這種情況的原因是什麼？
從袋子裡拿出一顆新鮮的糖果放入口中。 注意你的嘴是一個水狀環境，溫度與體溫相同。 您認為您之前的觀察結果與糖果在您口中的感覺和味道有何關係？
額外內容： 使用尺子測量未浸泡和浸泡糖果的長度，然後將變化表示為百分比。 您也可以估計體積的變化嗎？ 您還可以比較浸泡在熱水中的糖果與浸泡在冷水中的糖果的大小。
額外內容： 透過在玻璃杯中倒入三分之一杯冰冷的水，在另一個玻璃杯中倒入三分之一杯熱水，進一步研究熱的影響。 如果可能，將熱水杯放在熱水浴中，這樣水就不會冷卻得太快。 在每個玻璃杯中放入一顆顏色鮮豔的硬糖，觀察顏色在每個玻璃杯中如何擴散。 哪一個擴散得更快？ 您認為為什麼會發生這種情況？
額外內容： 研究水中新增劑（如鹽或糖）的影響。 如果小熊軟糖浸泡在鹽水或糖水中，與自來水或蒸餾水相比，它會吸收更多、更少還是等量的水？ 您認為為什麼會發生這種情況？
額外內容： 在水中加入切碎的新鮮熱帶水果，如菠蘿、獼猴桃或木瓜。 當這些水果新增到溶液中時，小熊軟糖的溶解方式會不同嗎？ 如果我們新增蘋果、檸檬或橙子片呢？ （提示——想想明膠甜點以及為什麼某些新鮮食物不能新增到其中。）
觀察和結果
您是否看到硬糖在冷水中溶解，而小熊軟糖膨脹了？ 熱水是否更快地溶解了硬糖，而小熊軟糖在熱水中開始融化？
硬糖通常主要由糖、玉米糖漿和其他易溶於水的物質製成。 就像您口中的唾液一樣，玻璃杯中的水使它們能夠溶解。 加熱使這個過程更容易和更快。 隨著糖果一層一層地溶解，它變得越來越小，越來越多的糖、糖漿和風味化學物質分散在水中。 這就是為什麼水嚐起來像糖果一樣甜的原因。
另一方面，小熊軟糖含有明膠，這賦予了它典型的柔軟質地。 明膠創造了一個纏結的長分子網，將小熊軟糖結合在一起。 該結構具有可以透過稱為滲透的過程吸收水的口袋。 這就是為什麼小熊軟糖浸泡在冷水中時會膨脹的原因。 水保持相對無味。 當您將小熊軟糖浸入熱水中時，情況就不同了。 因為熱水的溫度高於明膠的熔化溫度，所以小熊軟糖的外層融化了。 小熊軟糖變得越來越小，你可以看到小塊小熊軟糖漂浮在水中。 這些小塊使水嚐起來像小熊軟糖一樣甜。
熱水分子移動得更快，因此您會看到顏色在熱水中比在冷水中分散得更多。 新鮮的木瓜、菠蘿和獼猴桃含有分解明膠的酶。 新增這些和其他一些含有酶的水果可以使您的小熊軟糖分解。
清理
扔掉浸泡過的糖果，並用肥皂水清洗所有裝置。
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此活動由科學夥伴合作推出
