מה צריך?
2-3 כפות סוכר (25 גרם), או פלי הטעם
חצי כוס מים/מיץ
2 כפות ג'לטין או שקית וחצי ג'לטין (25 גרם)
חבילת ג'לי באיזה טעם שרוצים (לא חובה)
צבע מאכל (לא חובה)
תבנית סיליקון בצורות/תבנית popit
מהלך הניסוי:
1. מיזגו את המים לכוס או לספל, הוסיפו את הסוכר או הדבש וערבבו היטב עד שכל הממתיק יתמוסס. כדי להקל על ההמסה אפשר לחמם את הכוס בתנור מיקרוגל לפרקי זמן קצרים של כעשר שניות בכל פעם, ואז להמשיך לערבב.
2. הוסיפו לכוס את הג'לטין. אם בחרתם להשתמש גם בג'לי מסחרי, שיפכו פנימה גם את אבקת הג'לי. ערבבו היטב בזמן הוספת החומרים. חממו בתנור מיקרוגל לפרק זמן קצרים של כעשר שניות בכל פעם, עד שכל הג'לטין יתמוסס.
3. חממו בתנור מיקרוגל את התערובת שבכוס עד לרתיחה. כשהנוזל יתחיל לבעבע, הוציאו את הכוס מתנור המיקרוגל וקררו מעט.
4. מיזגו את התערובת החמה לתבניות סיליקון והניחו לג'לי להתקשות. אם רוצים אפשר להכניס את התבניות למקרר או למקפיא.
5. אחרי שהסוכריות יתקשו, הוציאו אותן מהתבניות.
בין נוזל למוצק
מים הם נוזל, נכון? בנוזל החלקיקים חופשיים לזרום, ולכן יש לו נפח מוגדר, אך צורתו מתאימה את עצמה לצורת הכלי שבו הוא נמצא. לעומת זאת, בחומר מוצק החלקיקים מסודרים כך שלא רק נפחם אלא גם צורתם נשארת פחות או יותר קבועה. החלקיקים בו קרובים יותר זה לזה בהשוואה לחלקיקים בנוזל או בגז, וארוזים בצורה מסודרת יותר. אז איך תוספת קטנה של ג'לטין הופכת את הנוזל למוצק?
ג'לטין הוא תערובת של חלבונים שמופקים מהחלבון הסיבי קולגן, המצוי ברקמות החיבור, העצמות והעור של בעלי חיים. בסיבי קולגן שלוש שרשראות חלבוניות נכרכות יחד למבנה דמוי חבל, שמקנה להם גמישות וחוזק מכני.
חלבוני הקולגן אינם נקשרים כימית למים המקיפים אותם, ולכן נשארים מוצקים בסביבה מימית. כשמחממים את התמיסה, הקשרים בין שרשראות הקולגן נשברים, והסיבים שבנויים מהשרשראות מתפרקים. כך מתקבל הג'לטין. כל עוד המים נשארים חמים, מולקולות המים והחלבון שומרות על אנרגיה מספיקה והן נעות ללא הפוגה. כשהתמיסה מתקררת, מהירות התנועה של המולקולות פוחתת, החלבונים מתקרבים זה לזה ונוצרים ביניהם אזורי קישור (צמתים), בדומה לאלה שיש בקולגן. כשהתמיסה ממשיכה להתקרר, החיבורים הללו יוצרים רשת רציפה של מולקולות ג'לטין, שלוכדות את המים במרווחי הרשת ולא מאפשרות להם לזרום.
התוצאה שמתקבלת היא ג'ל מוצק. התופעה של חלבון שמתמצק כשמקררים אותו היא ייחודית למדי לג'לטין. המבנה של רוב החלבונים המשמשים למאכל משתנה כשהטמפרטורה עולה, אך בצורה שונה: הקשרים בין שרשראות החלבון נפתחים ונוצרים במקומם קשרים חדשים חזקים, שמקנים למבנה החדש קשיחות ומוצקות גבוהה יותר לעומת חלבוני המוצא. למשל, חלבוני הביצה נהיים מוצקים כשאנו מטגנים אותם במחבת חמה, והופכים לחביתה. אולם כשמחממים תערובת מוצקה של ג'לטין במים, כלומר ג'לי, התערובת הופכת לנוזל. רק לאחר מכן, כשהיא מתקררת, התערובת מתמצקת. וההבדל כולו נובע מהמבנה השונה של החלבונים.
מוצק, אבל רוטט
ג'לטין הוא דוגמה לקולואיד – מבנה שבו חלקיקים של חומר אחד מפוזרים בצורה אחידה בחומר אחר. במקרה שלנו אלה מים שכלואים ברשת של חלבוני הג'לטין. סוג כזה של ג'ל מכונה גם הידרוג'ל. רשת הג'לטין מסוגלת לכלוא בתוכה כמות גדולה במיוחד של מים לעומת רשתות ג'ל אחרות, ולכן ג'לי הוא מוצק רוטט. רשת הג'לטין שומרת על מבנה קבוע של הג'לי, אך כמות המים הגדולה הכלואה בו לא מאפשרת לג'ל להתייצב לגמרי כחומר מוצק ונוקשה. כשהטמפרטורה עולה, רשת הג'לטין נהרסת והתערובת חוזרת להיות נוזלית. לכן כשאוכלים ג'לי מרגישים שהוא ניתך בפה: רשת החלבונים מאבדת את המבנה המסודר והיציב שלה, הנוזל משתחרר ממנה, ואיתו משתחררים חומרי הטעם שהוכנסו לתערובת. לג'לטין עצמו אין טעם.
מרקם הג'ל מושפע בין השאר מהמהירות שבה הוא מתקרר. כשמצננים אותו במקרר, מולקולות הג'לטין מאבדות אנרגיה במהירות ונקשרות זו לזו באקראי. הרשת שנוצרת כך פחות מסודרת' וגם הקשרים בין השרשראות חלשים יותר. כשהג'לי מתקרר לאט ומתייצב בטמפרטורת החדר, יש למולקולות הג'לטין יותר זמן ליצור רשת מסודרת ויציבה. לכן מוטב להכניס אותו למקרר רק אחרי שהתייצב על השיש במטבח.