STEM X 校園：化學製冷 是鹽不是「雪」？
【明報專訊】一般雪糕由牛奶、奶油等奶類食品加上糖製成，雪糕冰凍、口感濃郁幼滑，但除了用牛奶，改用豆奶也可以，而且不需用上複雜的工具、材料，甚至不用雪櫃，也可製作美味雪糕！就讓同學一邊示範一邊講解雪糕的科學原理吧！
■材料
冰(適量)
鹽(約5茶匙)
毛巾(1條)
保鮮密實袋(1個大及1個小的)
豆奶(1包，250毫升，可選不同口味)
步驟一
將約85毫升(或1/3包)豆奶倒進小密實袋，保留空氣輕輕封好
■STEM空氣和脂肪
植物也有脂肪
雪糕細滑質感是因牛奶的動物脂肪及空氣混和而成，食、知、源體驗計劃課程總監及導師李勇堅(Henry)說：「其實不止動物含有脂肪，就像豆奶原材料大豆便含有脂肪。」
大豆是一種含有脂肪主要成分「脂肪酸」的植物，替代牛奶製作雪糕也適合呢！
步驟二
大密實袋裝冰，加上約5茶匙鹽
■STEM冷卻劑
鹽溶化過程吸收熱能
雪糕一定要在0℃以下才具備可冷卻液體的條件。0℃是熔點，即在0℃的環境下，液體和固體均可保持其狀態，一旦低過熔點，液體冷卻凝成固體，因此Henry說要將液體狀的豆奶形成半固態狀的質地，便需要提供一個0℃以下的環境呢！然而只有冰塊還未達至低於0℃的水平，但加上鹽，溫度立時急降幾度，可至-5℃，鹽產生了冷卻劑的功用呢！那是因為當鹽灑在帶有水的冰塊上時，鹽會溶化，而溶化中的鹽會吸收冰塊中的熱能，令溫度下降！(圖a)一般來說，鹽和冰的比例為1:5，即5份冰便需加1份鹽，若調高比例至1:3，溫度會下降得更多呢！
步驟三
小密實袋(豆奶)放入大密實袋(冰塊)，擠壓出空氣後封好
■STEM真空
真空阻隔溫度、濕度
把密實袋的空氣抽走，即盡量做到真空，這樣有助密實袋中的狀態如溫度、食物品質等保持穩定，不會受密實袋外的溫度變化影響，提升雪糕成功製作的機會。
真空是什麼呢？它是不存在任何物質的空間狀，可有效阻隔四周溫度、濕度，能有效保存物件的品質，因此應用範圍廣泛，例如密實袋食物保鮮、水瓶保冷、保暖的效果、衣物袋保護衣物免發霉等都用了「真空」技術呢！
步驟四
用毛巾將密實袋包褢好，搖動約5分鐘
■STEM水分子
破壞水分子冷卻排列整齊特性
Henry問：「一般來說將液體放在雪櫃(冰格)，就會凝固成固態狀的冰塊一般，為什麼雪糕不會呢？」Henry開估說原來秘密在於搖動或攪動的動作！那是因為水分子冷卻時，它們會有按整齊緊密而又規律的秩序來「列隊」、緊緊相連，其他物質分子沒辦法「闖入」，因此將飲料放進雪櫃的冰格內時，水分子能夠完整地分離結成堅硬的冰塊！要阻止結成冰塊，就要破壞水分子的「隊形」，所以需要不斷搖動或攪動，密實袋中的水分子因為受到干擾，就不能緊緊相連再一起，就只能個別地形成很小很小的冰顆，反而因此營造了一些空間讓水分子可以和其他物質混合。
水分子混雜了其他物質，便難以結成堅硬冰塊，但在低溫下，凝固還是可以的，因此最後雪糕才會出現這種獨特的質感呢！
雪糕凝固後舀出來，加上喜歡的甜餅碎，或朱古力粒裝飾，即可享用！(圖b)
■STEM冷藏
暴露空氣已沾細菌
Henry說手搖雪糕不同於一般機器製作立刻冷藏保存的雪糕，建議大家製成後要立刻享用，不要再放回雪櫃！
Henry說：「因為雪糕製作後會很快融化，如不盡快享用，會影響它的品質(例如會沾上細菌)。」雪糕是液體凝固成固體的結果，製成後遇上室溫，很快就又會融化成液體，改變其狀態後雖然理論可再次凝固，就好像一次未吃完家庭裝雪糕再放回雪櫃一般，但由於在暴露空氣中有機會沾上細菌，已非其最佳品質了！
■同學分享製作心得
李梓渝：我學會了雪糕原來是由奶類加上冰塊製作而成。
何秋濠：原來大豆這類植物中也有脂肪，亦有蛋白質！
林敏樺：我學會了冰塊加上鹽會令溫度更低。
張定邦：毋須雪櫃就可製作雪糕，很有趣，原來低溫保存還有其他方法(冰塊加上鹽)！
梁逸安：簡單步驟就可製作美味的雪糕，而且用了什麼材料自己知道，很好呢。
■想一想
你想過自己製作雪糕嗎？為什麼？
■關鍵詞
雪糕 ice-cream
脂肪 fat
熔點 melting point
搖動 shake
攪動 stir
文：大海
圖：大海
[常識學堂 第120期]
