Анизотропный электрошоколад избавится от лишних жиров

Микрофотография твердых частиц в расплавленном шоколаде. Видны продолговатые структуры, образовавшиеся под воздействием электрического поля

Rongjia Tao et al., PNAS 2016

Физики из Темпльского университета нашли способ снизить калорийность шоколада с помощью электричества. Оказалось, что электростатическое поле, определенным образом приложенное к потоку шоколада позволяет снизить его вязкость. Благодаря этому ученые снизили требования к содержанию жиров в шоколаде на 10 процентов. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Для получения низкокалорийного шоколада исследователи предложили следующую методику. Расплавленную массу шоколада следует пропускать по трубе, в которой есть пара металлических сеток. Если приложить между ними напряжение, возникнет электростатическое поле. По словам авторов, в результате действия поля на шоколад изменится форма твердых частиц в нем. Это уменьшит вязкость массы и  позволит обойтись меньшим количеством жиров и масел.

В своем эксперименте ученые выяснили, как меняется вязкость обычного шоколада до и после включения электрического поля. Шоколад пропускали по капилляру, на выходе из которого находились высокоточные весы. С их помощью физики определяли скорость стекания и, соответственно, вязкость шоколада. 

Скорости соответствует наклон кривой на графике массы шоколада на весах от времени. В течение первой части эксперимента ток был выключен, затем между сетками создавали электростатическое поле напряженностью 1600 вольт на сантиметр. После этого наклон кривой на графике увеличивался почти два раза. Ученые оценивают этот результат как снижение вязкости на 40-50 процентов. 

Согласно микроскопическим исследованиям, твердые компоненты шоколада в норме представляют собой шарики диаметром около двух микрон. По словам физиков, электростатическое поле «склеивает» шарики вдоль направления потока, делая шоколад анизотропным. Его вязкость в таком состоянии минимальна вдоль направления течения, но велика в поперечном направлении. 

Физики провели эксперименты и с популярными марками шоколада — Mars, Hershey и Blommer. Результаты оказались схожими с первыми тестами вязкости авторов. Кроме того, ученые выяснили, что уменьшенная электростатическим полем вязкость сохранялась на протяжении 48 часов. 

Вещества жировой природы в шоколаде уменьшают вязкость расплавленной массы. Чем меньше эта величина вязкости, тем проще оказывается производство шоколада — слишком густой шоколад труднее поддается формовке и обработке. Снижение вязкости в два раза позволяет снизить требования к содержанию жиров и масел в шоколаде примерно на 10 процентов. Авторы отмечают, что снижение калорийности шоколада может сыграть положительную роль в борьбе с ожирением. 

Электростатические поля находят применение не только в масштабных экспериментах, но и в манипуляциях единичными молекулами. Так, группе химиков недавно удалось впервые реализовать катализ химической реакции с помощью электростатических полей.

Владимир Королёв

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.