Vispa grädde

Tillhör kategori: fysikalisk kemi, livsmedel, vardagens kemi

Författare: Peter Holmström, Jens Lindgren

Introduktion Riktlinjer Säkerhet Materiel Förarbete Utförande Förklaring Kemisk bakgrund Fördjupning Litteratur Fler experiment

Tid för förberedelse: 10 minuter

Tid för genomförande: 30 minuter

Antal tillfällen: 1

Säkerhetsfaktor: Ofarligt

Svårighetsgrad: Kräver viss labvana

Introduktion

Varför grädden blir tjock och hur man själv kan påverka vispbarheten? I experimentet får du undersöka vispbarheten hos några olika gräddprodukter och även testa faktorer som påverkar den, t ex fetthalt och kyla.

Om du vill, och har tid, kan du även prova att tillverka smör.

Riktlinjer

Detta är ett experiment som eleverna själva ska utföra.

Säkerhet

Inga farliga kemikalier och en elvisp borde ej innebära några större problem.

Materiel

• elvisp eller handvispar(tar längre tid)
• skålar, gärna tre stycken
• decilitermått
• vispgrädde, mellangrädde och matlagningsgrädde
• kylskåp
• tidtagarur

Förarbete

Du måste köpa grädde av olika sorter (olika fetthalt).

Utförande

1. Vispa 1 dl av de olika gräddsorterna och ta tid på hur lång tid det tar.
2. Jämför konsistens hos de olika gräddsorterna.
3. Mät volymen på den vispade grädden.
4. Skölj ur skålarna och torka dem.
5. Kyl skålarna och grädden som är kvar.
6. Vispa de olika gräddsorterna (rumsvarma) igen och ta tid.
7. Fundera över varför det bildas ett skum?
8. Fortsätt vispa tills att smör bildas (med vispgrädden).

Förklaring

När man vispar grädde bildas det luftbubblor i grädden med hållbara väggar. Därför bildas ett fast skum. Kyla och högre fetthalt gör att det bildas stabilare väggar, vilket ger att fast skum fortare bildas.

Kemisk bakgrund

Gräddprodukter

Det finns olika typer av gräddprodukter som kan vara både osyrade och syrade produkter. Här kommer vi endast att ta upp de osyrade eftersom det är dem som vi kommer att använda i vårat experiment. Osyrade gräddprodukter:

Typ	Fetthalt
Vispgrädde	40 %
Mellangrädde	27 %
Matlagningsgrädde	15 %
Kaffegrädde	12 %

Tillverkning

Gräddprodukter tillverkas genom att man separerar mjölk till grädde och skummjölk. Gustav de Laval konstruerade den första separatorn 1879. Innan dess använde man sig av sedimentering för att skilja mjölk och grädde. Grädden flöt upp på mjölkens yta och man skummade av den för hand.

I separatorn delas mjölken upp i beståndsdelarna skummjölk och grädde.

Mjölken leds in i separatorn och tvingas genom flera tallrikar med små hål, vilket skapar en virvelström som separerar den tyngre skummjölken från grädden med hjälp av centrifugalkraften. Den oseparerade mjölöken som pumpades in kommer nu ut i två separata kanaler som skummjölk och grädde.

Fasta partiklar som kan finnas i mjölken samlas längst ut i separatorn och leds ut genom en egen kanal.

De olika fetthalterna fås genom att blanda olika delar av skummjölk och grädde.

Pastörisering

Franske kemisten Louis Pasteur kom i mitten av 1800-talet fram till att värme tar död på mikroorganismer, härav pastörisering.

Det finns två typer av pastörisering HTST- och UTH-pastörisering. Båda går ut på att man värmer mjölken snabbt och kyler den sedan, vilket gör att alla skadliga bakterier dör.

Vispbarhet

Grädde med en fetthalt på 27 % går att vispa, men helst minst 35 % för att få ett fast skum. Om grädden och skålen som du vispar i är kall underlättas vispningen. Vispgrädde är ej homogeniserad vilket skulle försämra vispbarheten. Däremot mellangrädde är lätt homogeniserad för att hållbarheten skall förbättras.

Vispgrädde bildar ett fast och stabilt skum i motsats till mellangrädden sjunker ihop efter en stund. Vispgräddens volym ökar ungefär med det dubbla när den vispas.

Matlagningsgrädde och kaffe grädde går inte att vispa utan är avsedd för endast matlagning respektive i kaffe.

Varför blir grädden tjock?

När man vispar grädde bildas det luftblåser med hållbara väggar som gör att den tjocknar. För att få ett bra resultat med en vanlig visp bör man ha en del över gräddytan så att mycket luft kommer in i grädden. Har man den helt under ytan bildas smörkorn. Fettets sammansättning och fetthalten har stor betydelseoch mjölkfettet består av många olika fettsyror, som har olika smältpunkter. Ju fastare fettet är, alltså hårdare = hög smältpunkt, desto hållbarare blir luftblåsorna. På grund av detta är det mycket lättare att vispa grädden om grädde och skål är kalla. Andra faktorer är mjölkens proteiner.

Hur bildas smör?

Följande står i mejerihandboken om smörbildning:

"Gräddens fettkulor innehåller både kristalliserat fett och flytande fett (smörolja) När grädden bearbetas bildas ett storblåsigt skum uppbyggt av äggviteämnen. Fettkulornas membran är ytaktiva och dras mot gränsytorna luft-vatten och fettkulorna anrikas därigenom i skummet. Vid den fortsatta bearbetningen blir skummet finblåsigare samtidigt som äggvitan avger vatten. Skummet blir härigenom fastare, varvid fettkulorna kommer att utsättas för tryck. En viss mängd flytande fett pressas då ut ur fettkulorna samtidigt som en del av mebranen avlägsnas. Det flytande fettet, i vilket även fettkristaller förekommer, utbreder sig i ett tunn skikt på skumblåsornas väggar och på fettkulorna. Skumblåsornas fasthet ökas ytterligare varigenom mer flytande fett pressas ut och skummet blir snart så instabilt att det faller samman. Fettkulorna klibbar därefter samman till smörkorn. Dessa är början mycket små men vid fortsatt kärning blir de dock större".

Mjölkfett

Fetter eller triacylglycerol (triglycerider) som de heter består av en glycerolmolekyl och tre fettsyror och dessa är olösliga i vatten. Man kan dela in fetter i mättade, omättade (en dubbelbindning) och fleromättade (flera dubbelbindningar). Eftersom alla fetter innehåller en glycerolmolekyl, så är det de olika fettsyror som ger skillnader i egenskaper. Fettsyrorna har olika smältpunkt (vilket var viktigt vid vispning) och fleromättade fetter har låg smältpunkt på grund av många dubbelbindningar. Låg smältpunkt får man genom korta sidokedjor och många dubbelbindningar. Exempel på två fettsyror är:

Palmitinsyra är en mättad fettsyra med strukturformeln: CH₃-(CH₂)₁₄-COOH och ser ut så här:

Palmitinsyra
Linolsyra är en fleromättad fettsyra med strukturformeln CH₃-(CH₂)₃-(CH₂-CH=CH)₂-(CH₂)₇-COOH och ser ut så här:

Linolsyra
Mjölkfett består av 96%-98% triacylglycerol, resten är steroler som kolesterol, fosfolipider och fettlösliga vitaminer.

Mättade fettsyror som ingår i mjölk

Mättad fettsyra	% av totala fettsyrahalten	Smältpunkt i celcius
Smörsyra C4	3,0 - 4,5	8
Kapronsyra C6	1,3 - 2,2	2
Kaprylsyra C8	0,8 - 2,5	16
Kaprinsyra C10	1,8 - 3,8	31
Laurinsyra C12	2,0 - 5,0	44
Myristinsyra C14	7,0 - 11,0	54
Palmitinsyra C16	25,0 - 29,0	64
Stearinsyra C18	7,0 - 13,0	69

Omättade fettsyror som ingår i mjölk

Omättad fettsyra	% av totala fettsyrahalten	Smältpunkt i celcius
Oljesyra C 18 (1 dubbelbindning)	30 - 40	14
Linolsyra C18 (2 dubbelbindningar)	2 - 3	-11
Linolensyra C18 (3 dubbelbindningar)	< 1	-14

Mjölkproteiner

Proteiner är uppbyggda av aminosyror som bildar långa kedjor. Aminosyrorna binds samman av en eller flera peptidbindningar. Proteiner har väldigt varierande uppgifter och några exempel på proteiner är: enzymer, receptorer, transportproteiner, muskelproteiner, förrådsproteiner, skyddsproteiner osv. Totalt finns 20 olika aminosyror och av dessa är åtta essentiella proteiner, proteiner som måste tillföras via mat och alla dessa finns i mjölk.

Proteinerna i mjölken kan delas in tre större grupper: kasein, albumin och globulin. Kaseinet står för ca 78 % av mjölkens proteiner. Kasein förekommer bara i mjölk. De två andra proteinerna är vassleproteinerna som står för ca 10 - 15 % av mjölkens proteininnehållet. Av dessa är det dominerar β-laktoglobulin och immunoglobulinerna följt av α-laktalbumin.

Hållbarhet och förvaring

Eftersom gräddprodukter är färskvarorska de förvaras i kyla, högst +8 °C. Öppnad förpackning kan användas så länge lukt och smak är okej. Frysning är ej att rekomendera, men vispgrädde går att frysa, fast kan då ej vispas efter upptiningen.

Näringsvärden

Näringsvärden per 100 g

Produkt	Vispgrädde	Mellangrädde	Matlagnings- grädde	Kaffegrädde
Fetthalt	40 %	27 %	15 %	12 %
Energi (kJ)	1 570	1 100	700	570
Energi (kcal)	375	260	160	135
Protein (g)	2,2	2,7	3,0	3,1
Kolhydrat (g)	3,0	3,6	4,1	4,2
Fett (g)	40	27	15	12
Natrium (mg)	30	33	34	35
Kalium (mg)	95	111	124	126
Kalcium (mg)	73	88	103	107
Fosfor (mg)	65	76	87	89
Järn (mg)	0,01	0,02	0,04	0,04
Magnesium (mg)	7	8	10	10
Zink (mg)	0,31	0,34	0,38	0,39
Jod (mg)	4,5	5,5	6,4	6,6
Selen (mg)	0,9	1,1	1,3	1,3
Vitamin A (retinolekv.) = retinol	335	225	125	100
Vitamin D (mg)	0,28	0,18	0,10	0,08
Vitamin E (mg ato- koferolekv.)	900	600	350	280
Tiamin (mg) = vitamin B1	0,03	0,03	0,04	0,04
Riboflavin (mg)	0,11	0,13	0,15	0,16
Niacin (mg niacinekv.)	0,6	0,6	0,7	0,8
Vitamin B6 (mg)	0,03	0,04	0,04	0,04
Folacin (mg) = vitamin B11 = folsyra	4	4	5	5
Vitamin B12 (mg)	0,2	0,3	0,4	0,4

Näringsdata är från SLV 1993 Livsmedelstabell.

Fördjupning

Livsmedel

Maten håller igång oss

Livsmedel behövs för att hålla igång vårt biologiska maskineri. Det är via maten som vi får energi att röra oss, tänka, men också att växa och reparera våra celler i kroppen. Kroppens maskineri är oerhört komplicerat, men det klarar att styra flödena av både energi och näring till kroppens olika delar vid rätt tillfälle. Kroppen hanterar också att ta hand om de restprodukter som vi måste göra oss av med.

Processerna i kroppen när maten bryts ned, fördelas, omvandlas och görs av med, är i grund och botten kemiska reaktioner som drivs av energin i maten. Maskinen är vår biologiska kropp, men de enskilda reaktionerna är kemiska. På så sätt kan man säga att vår kropp är en kemisk maskin.

Matens ursprung

Ursprungligen hittade vi vår föda i naturen. I det moderna samhället är de flesta livsmedlen processade på något sätt. Även livsmedel som inte är processade i sig är ofta odlade eller uppfödda med metoder som skiljer sig från det som sker i naturen. Syftet är att öka produktionen och att säkerställa kvalitén.

Att livsmedlen inte är helt naturligt producerade behöver inte vara ett problem. Det är bra att vi kan producera mera med mindre resurser. Det är också bra att vi har koll på kvalitén. Men vissa saker är inte bra. Tillsatser som gör att livsmedlen får längre hållbarhet, ser mer aptitliga ut och smakar bättre är inte alltid nyttiga, även som det kan verka så.

Grunden till all produktion av livsmedel är solens energi och växternas fotosyntes. I nästa steg kan djuren äta växterna och producera kött som vi sedan kan äta, men ursprunget är växterna. Men om inte djuren och människorna fanns, så skulle växterna till slut bli utan koldioxid som de behöver för sin fotosyntes. Djur och människor andas ut koldioxid. Kropparna bryts också ned till koldioxid och mineraler när de förmultnar. Detta tar växterna hand om, ofta med svamparna som mellanled. Det hela är ett kretslopp där både växter, svampar och djur ingår. Allt levande både äter och äts. Det som får kretsloppet att hålla igång är strålningen från solen.

Tycke och smak

Genom evolutionen har vi lärt oss att välja vad som är bra med hjälp av lukten och smaken. Oftast är det som vi gillar också nyttigt. När maten är skämd, brukar den börja lukta illa, vilket gör att vi inte äter det som kan göra oss sjuka.

Men det vi tycker om är inte nödvändigtvis bra för oss. Sötma är en signal att maten är bra, vilket stämde väl när människan levde nära naturen och behövde den energi man kunde finna. Men nu finns socker i överflöd. Det blir för mycket av det goda, så att vi blir feta och får sjukdomar som karies och diabetes.

Smaken för maten är också en kulturell fråga. Den mat vi lär oss tycka om från barnsben tycker vi oftast om resten av livet. Det finns också kulturella aversioner mot vissa typer av mat. I Sverige är vi inte vana att äta insekter, men insekter är förträfflig mat som är både nyttig och miljövänlig.