居家科学项目：自己种植冰糖

欢迎来到PopSci 的家庭科学项目系列。工作日中午，我们将发布使用可在杂货店购买的食材的新项目。在社交媒体上使用 #popsciprojects 标记您的项目，向我们展示项目的进展情况。

任何厨师都会同意，烹饪基本上是一门应用科学，除非您是在家工作的真正的科学家，否则您的厨房就是最接近实验室的地方。按照食谱烹饪本质上与进行实验相同，最好的部分是您可以品尝美味的成果。这个项目也不例外。

制作冰糖很简单——只需要糖、水和耐心。但如果比例不对，你就得等到很久很久才能看到晶体形成。这真是太可悲了。

统计资料

时间：准备时间 30-40 分钟，然后等待最多两周

难度：简单

你需要什么

• 2 ½ 杯糖
• 1杯水
• 一双筷子（或任何细木棍）
• 一把勺子
• 2 个（12 盎司）梅森罐（或任何具有同样宽开口的耐热玻璃容器）
• 衣夹
• 纸巾
• （可选）您选择的食用色素
• （可选）您选择的食品调味料

指示

1. 将水煮沸。不用说，这一步应该由成年人来做，以免烫伤。一旦开始出现第一个气泡，就把火调小。

2. 倒入糖，形成过饱和溶液。慢慢倒入，不断搅拌，直到所有晶体都溶解。最后，你会感觉自己在蒸汽中吸入了一些糖——继续搅拌。人们称其为过饱和是有原因的。

• 注意：此配方中的水和糖的量适合制作两根冰糖棒。如果你想制作更多，请增加用量，确保糖和水的比例保持相同的 2.5:1。正如你稍后会看到的，这一点至关重要。

3. 让溶液冷却至室温。您可以将其留在锅中或直接倒入玻璃罐中。将其移入玻璃罐将加速冷却过程。

4.（可选）添加色素和调味料。如果你想给冰糖上色，就往溶液里滴几滴食用色素，然后搅拌。你用多少色素取决于你想要的颜色有多鲜艳。这时也是添加调味料的时候。同样，你用多少色素取决于你想要的味道有多浓烈。

• 注意：如果您希望每块糖果都有不同的颜色或味道，请将溶液倒入玻璃瓶中，并为每块糖果添加您选择的属性。

5. 弄湿筷子。将筷子分开，放入一杯水中。浸泡的深度取决于玻璃瓶的大小和你制作的溶液量。对于 12 盎司的玻璃瓶，将筷子浸泡至长度的三分之一。然后将它们取出。

6. 将筷子的湿端浸入糖中。将一些糖倒在盘子上，然后将筷子在糖中滚动。确保筷子能沾上尽可能多的糖晶。

7. 让筷子晾干几分钟。如果可以的话，把它们放在某物上面，这样沾有糖的那端就可以悬空了。

8. 准备好玻璃罐。如果还没准备好，就把食用色素和调味料倒入玻璃罐，然后倒入糖溶液。确保每个玻璃罐都有足够的糖，可以完全浸没筷子上裹着糖的末端。你不需要盖子，但如果有帮助的话，可以把带子拧紧，让开口变小。

9. 在每个玻璃罐中放入一根筷子。沾有糖的那端应完全浸没在水中。用手指握住干净的一端，确保筷子不会碰到罐底或罐壁。如果碰到了，木头和玻璃之间会长出晶体，以后想把糖果取出来就麻烦了。用衣夹将筷子固定到位。对第二个玻璃罐重复此步骤。

• 注意：这就是为什么罐子开口的大小很重要。如果开口太宽，衣夹会掉进溶液里，筷子会靠在罐子的一侧。你肯定不想这样。如果你找不到足够大的衣夹，你可以用两个。我们甚至尝试将一根纱线绑在筷子上，拉紧它并用带子固定两端，使其固定住。不过要达到平衡有点棘手，因为筷子会倾向于向纱线的一侧倾斜，但在紧急情况下，它还是有用的。

10. 用纸巾盖住罐子。这只是为了确保没有任何异物掉进罐子里并在糖中变成化石。将纸巾对折，用剪刀在中间剪一个小口，以便筷子穿过。

11. 等待。冰糖的生长是一个缓慢的过程。第二天你就会开始看到一些晶体，但它们会在两周后达到生长高峰。

12. 取出糖果。只要您对冰糖的大小感到满意，就可以将其取出。用勺子将上面的糖层弄碎，然后移动筷子将其取出。如果由于某种原因，棍子上有晶体附着在罐子上，成人可以用刀小心地将其凿出。

工作原理

水溶解糖的能力会随着温度而变化。这就是为什么如果你把两包糖倒进一杯热茶里，晶体几乎会立即溶解。但是如果你把它放进一杯冰茶里，一些晶体就会沉到杯底。

在室温下，水只能溶解倒入的糖的 67% 左右——该特定温度下的特定饱和度即为热力学平衡。

威斯康星大学麦迪逊分校食品科学系食品工程教授理查德·哈特尔 (Richard W. Hartel) 解释道：“当浓度低于 67% 时，添加到溶液中的任何晶体都会溶解，以达到热力学平衡。”

室温水中的糖浓度高于该值时，溶液就会变成过饱和溶液。我们需要这种高浓度来生长晶体。但为了用这么少的水溶解这么多的糖（2.5 杯！），我们需要先把水煮沸。

当溶液冷却至室温时，其糖浓度将保持与沸腾时相同——约 75%。此时，溶液中的糖分子将试图通过将浓度降低至 67% 来达到平衡。它们通过恢复到原始状态来实现这一点。

“在液态下，糖分子在四处弹跳时具有很大的能量。但是当被限制在晶格中时，它们的能量就很低，”哈特尔说。

筷子上的糖使晶体更容易在筷子周围生长，但（正如您所看到的）它们也会在玻璃瓶的壁上，甚至在溶液的表面上形成。

大约两周后，当糖浓度达到 67% 时，晶体将停止生长，冰糖将达到最大尺寸。像挖掘古代宝藏一样凿出这些晶体，然后享用吧。