Почему тает мороженое и болит голова от холода простыми словами

Пена, эмульсия и суспензия в одном стаканчике

Если разобрать обычный пломбир по составу, окажется, что это сразу три разных физических состояния. Пена, потому что внутри заморожены пузырьки воздуха. Эмульсия, потому что молочный жир распределен в воде. И суспензия, потому что в этой же воде плавают кристаллы льда. Вся эта конструкция держится только благодаря температуре и добавкам.

Кристаллы льда в мороженом под электронным микроскопом. Их размер решает всё: чем мельче, тем нежнее

Текстура мороженого целиком зависит от размера кристаллов льда. Чем они меньше, тем продукт нежнее. На производстве смесь замораживают быстро и постоянно перемешивают, чтобы кристаллы не успели вырасти. Дома без специальной машины так не получится. Кристаллы растут медленно и становятся крупными, отсюда грубая зернистая текстура и эффект ледяного монолита.

На производстве смесь взбивают в специальных машинах, фризерах. Скорость взбивания определяет количество воздуха и размер кристаллов

Воздух такой же ингредиент, как молоко или сахар. На производстве его долю называют словом overrun, то есть «перегон». Это процент увеличения объёма смеси за счёт воздуха при заморозке. У обычного магазинного мороженого overrun около 100%, то есть воздух занимает примерно половину объёма. Премиальные сорта плотнее, у них overrun ниже и вкус насыщеннее. Дешёвые марки накачивают воздуха больше, чтобы из того же сырья получить больше продукта. Такое мороженое кажется «пустым», и это не иллюзия.

Почему одно мороженое тает быстро, а другое держится

Скорость таяния зависит от жира, сахара и стабилизаторов. Жир образует вокруг кристаллов льда защитный слой. Чем его больше, тем медленнее тепло проникает внутрь. Сахар снижает температуру замерзания смеси, поэтому часть воды остаётся незамороженной даже при минусовой температуре. И это тоже влияет на скорость таяния.

Джелато подают при −11°C, пломбир при −15°C. Разница в несколько градусов тоже влияет на скорость таяния

Итальянское джелато тает не так, как пломбир, и дело не в магии, а в составе. В джелато жира меньше, обычно от 4 до 9% против 10–18% у пломбира. Воздуха тоже меньше, при взбивании в него вмешивают около 25–30% воздуха, тогда как в стандартном мороженом этот показатель доходит до 50%. Джелато плотнее. И именно поэтому тает быстрее, ведь меньше жира означает слабее защита кристаллов от тепла.

Kanazawa Ice, японское мороженое на основе клубничных полифенолов. По заявлению разработчиков, оно сохраняет форму даже под феном

В 2017 году японские исследователи из Центра биотерапевтических разработок в Канадзаве случайно создали мороженое, которое почти не тает. Они искали применение клубнике, испорченной землетрясением 2011 года. Добавили в сливки клубничные полифенолы, органические соединения с антиоксидантными свойствами. Крем моментально затвердел. Выяснилось, что полифенолы мешают воде и жиру разделяться. Мороженое с такой добавкой держит форму даже на жаре. Продукт под названием Kanazawa Ice продают в Японии до сих пор.

Что происходит, когда мороженое подтаяло и снова замёрзло

Все знают этот вкус. Мороженое чуть подтаяло, его убрали обратно, и теперь оно ледяное и грубое. Виноват процесс, который учёные называют рекристаллизацией. Когда мороженое немного подтаивает, маленькие кристаллы льда начинают растворяться. При повторной заморозке вода кристаллизуется заново, уже вокруг крупных кристаллов, которые выжили. Они растут ещё больше. Мелкие исчезают.

Белая ледяная корка на поверхности мороженого, следствие рекристаллизации. Кристаллы слились в крупные структуры, которые ощущаются во рту

После нескольких таких циклов кристаллы становятся достаточно крупными. Язык начинает их чувствовать. Появляется грубая, зернистая текстура. Стабилизаторы в промышленном мороженом замедляют этот процесс, но не останавливают. Вывод простой. Мороженое, которое подтаяло по дороге домой, лучше съесть сразу.

Заморозка мозга: почему от мороженого может болеть голова

Медицинское название этого состояния сфенопалатинная ганглионевралгия. По-русски это «боль клиновидно-нёбного ганглия». За термином скрывается знакомое ощущение. Острая боль в лобной части головы через несколько секунд после мороженого.

Нёбо и задняя стенка глотки покрыты плотной сетью сосудов. Здесь проходят две важные артерии, внутренняя сонная и передняя мозговая. Когда в эту зону попадает что-то очень холодное, температура резко падает. Организм воспринимает это как угрозу. Он расширяет сосуды, чтобы направить туда больше тёплой крови. Расширение создаёт давление. Болевые рецепторы в оболочке мозга, менингах, фиксируют его и посылают сигнал.

Голова болит не там, где холодно. Это «отражённая боль»: источник в нёбе, а неприятные ощущения отдают в лоб

Когда ешь мороженое быстро, сигнал о холоде уходит не в то место, где он возник. Мозг воспринимает его так, будто замёрз лоб, хотя на самом деле всё дело в задней части рта. Такое явление называют отражённой болью. Мозгу ничего не угрожает, это просто защитная реакция, которая иногда срабатывает слишком бурно. Чтобы избавиться от неприятных ощущений, достаточно прижать язык к нёбу или сделать глоток тёплого напитка. Температура быстро выровняется, и боль исчезнет за пару секунд.

Почему мороженое из морозилки кажется не таким сладким

В мороженое производители добавляют сахара больше, чем можно было бы ожидать. И это не ошибка, а чистая физиология. Когда продукт холодный, вкусовые рецепторы работают хуже. Молекулы сахара медленнее контактируют с ними, нервный сигнал ослабевает, и сладость ощущается не так ярко.

Сладость мороженого рассчитывается именно под температуру подачи. Если дать ему нагреться, тот же состав покажется приторным

Когда мороженое тает, оно становится приторно-сладким. И это не случайность, а расчёт производителей, которые компенсируют пониженную чувствительность рецепторов к холоду

Низкая температура отлично маскирует избыток сахара. По той же причине газировка из холодильника пьётся легче, чем тёплая. Сахарного песка в ней столько же, но охлаждённые рецепторы не успевают распознать его полностью.

Простая радость, устроенная сложно

Обычный рожок с мороженым устроен гораздо хитрее, чем кажется на первый взгляд. Внутри одновременно работают несколько физических процессов, которые изучают в лабораториях. Производители давно научились использовать эти механизмы в своих интересах. Впрочем, от этого лакомство не становится хуже. Скорее наоборот, теперь его можно есть с ещё большим интересом.

10 июня отмечают Всемирный день мороженого. Отличный повод проверить новые знания о холодном десерте на практике

А у вас случалась «заморозка мозга» от мороженого? И замечали ли вы, что подтаявший и снова замороженный пломбир всегда проигрывает свежему?