舔一口香草冰淇淋：甜而凉爽，如预期，但香气很少。这令人惊讶，因为香草通常有如此独特的香味。但稍等片刻；熟悉的香气突然袭来，那种如果追溯得足够久，女学生们曾用作香水的味道。
那短暂的等待刚好足以让你的嘴里翻天覆地。冰淇淋现在 literalmente 在爆炸。空气气泡因你舌头的热度而爆裂。一种挥发性化合物，在这种情况下是香兰素，正在沸腾。甜美的气味飘入你的鼻腔，嗅觉细胞将迟来的好消息发送到你的大脑。
再舔一口，又引发一次爆炸。
冰淇淋是我们吃的唯一一种冷冻食品，这意味着它的味道，我们将其定义为味觉和嗅觉的复合体，只有在融化时才能完全释放出来，宾夕法尼亚州立大学食品科学教授、世界公认的冰淇淋权威之一、43岁的阿伦·基拉拉（Arun Kilara）解释道。基拉拉是宾夕法尼亚州立大学食品科学系每年举办的为期两周的冰淇淋行业研讨会的负责人和主要讲师。该研讨会始于一个世纪前，是为当地奶农开设的牛奶加工冬季课程。如今，它被广泛认为是冰淇淋科学最重要的论坛，已向四大洲的数千名乳制品专业人士和以函授课程形式向数万名人士进行过授课。也许最值得骄傲的毕业生是一对冰淇淋爱好者本和杰瑞，他们在完成函授课程后创立了他们同名的公司。多年后，他们关闭了佛蒙特州斯普林菲尔德的工厂两天，以便所有100名员工，从清洁工到高管，都能参加在工厂内专门举办的课程。
为了纪念该课程和宾夕法尼亚州立大学奶品厂（该系的实验室）成立一百周年，来自卡夫通用食品、雀巢、卡维尔、博登和哈根达斯等公司的冰淇淋制造商齐聚一堂，参加了内容丰富的讲座、实验室课程和每晚的家庭作业。他们相互冲突的目标是：在美国每年93亿美元的冷冻乳制品市场中击败竞争对手，该市场包括冰淇淋、冰牛奶、冷冻酸奶、果汁冰糕和其他冷饮。就产量而言，冰淇淋约占总量的56%；它是一种非常受欢迎的甜点，普通美国家庭每天都会吃一次。世界上几乎所有其他国家也食用冰淇淋，不过基拉拉补充说，在他所说的“牛奶文化缺乏”的地区，尤其是在中国，冰淇淋被认为是一种比这里更珍贵的美味。
尽管这是一个严寒的冬日，基拉拉仍在分发他的产品样品：奶油厂品牌的“桃子帕特诺”（Peachy Paterno），以传奇足球教练的名字命名，他会在每场主场比赛前停下来买一个甜筒；还有“茶莓”（Teaberry），一种宾夕法尼亚州西部特产，隐约让人想起泰特利茶。基拉拉说，这些冰淇淋四天前还是草，他念着奶油厂年产15万加仑生产设施的标准新鲜度标语。
今天的品尝是工厂参观前的预演。吃完冰淇淋，戴上白色纱网发网后，基拉拉带领团队成员进入经过彻底清洗、冲刷、不锈钢设备齐全的房间，那里新鲜的牛奶从农场管道输送进来。一个大桶里凝结着农家奶酪，另一个大桶里正在挤压奶油奶酪。基拉拉借此机会阐述了基本的乳制品课程：一切都始于牛奶。
牛奶平均含有约87%的水。另有4%由乳脂组成，其余为蛋白质、乳糖（乳糖）和灰分。刚从奶牛身上挤出的每一滴牛奶都含有大约1000万个脂肪球，每个脂肪球平均大小为0.1微米，即0.000004英寸，并且每个都 neatly 包裹在自己的磷脂膜中。
基拉拉赞美奶牛说，牛奶从乳房中出来时乳化得非常好。他解释说，乳浊液是两种通常不混溶的液体（如牛奶中的脂肪和水）的稳定混合物，并通过防止它们凝结的物质保持悬浮状态。奶牛体内乳化效果如此出色，是因为脂肪球周围的膜带负电荷，因此相互排斥，从而自然地使它们很好地分散。
乳脂是冰淇淋的精髓，它决定了冰淇淋的稠度、丰富度和味道。（当然，它也是导致我们腰围增加的罪魁祸首。）乳脂是自然界中最复杂、最精致的油脂之一，它将150多种脂肪酸混合成一种顺滑的混合物。尽管理论上其他脂肪——植物油、矿物油甚至牛脂——也可以用于冰淇淋，但为了使产品被称为冰淇淋，其脂肪必须仅来源于牛奶。联邦法律规定，冰淇淋必须至少含有10%的乳脂，是其制成牛奶脂肪含量的两倍半。
毫不奇怪，很少有真正的冰淇淋鉴赏家喜欢行业使用脂肪替代品，例如NutraSweet Simplesse中发现的复杂蛋白质。基拉拉说，寻找完美的脂肪替代品，就像当代版的炼金术——有很多有用的发现，但它们永远不会把铅变成金子。他解释说，虽然一些基于蛋白质的脂肪替代品能近似脂肪的质地或口感，但它们无法以同样的方式溶解风味化合物。当脂肪融化时，风味会以特有的顺序释放，赋予冰淇淋独特的香气。在低脂和无脂配方中，风味释放更快、更短，也更不愉悦。
除了牛奶、奶油、调味剂和糖，典型的冰淇淋混合物还包括稳定剂——能够结合水分子并防止它们结冰的化合物——以及乳化剂，它们有助于乳脂的分散。奇怪的是，那些要求冷冻乳制品严格遵守联邦身份标准的行业纯粹主义者，也坚持有权在他们认为纯净的产品中添加各种奇异的化学物质。甜味剂的情况并非如此，除了特定的饮食配方外，它们通常是蔗糖或甜菜糖和葡萄糖玉米甜味剂的简单混合物。但所有其他那些黏糊糊的东西呢？诸如从刺槐豆、瓜尔胶、卡拉胶（爱尔兰苔提取物）、结晶甲基纤维素、明胶和海藻酸盐（从海带中提取）制成的稳定凝胶和胶质，在冰淇淋这种基本食物中真的有必要吗？为什么要把本应是洁白香草的东西变成化学混合物呢？
答案是为了防止热冲击，即冰淇淋融化后重新冷冻所遭受的损害。基拉拉笑着说：“没有什么比新鲜冰淇淋更好的了。我们以前在新德里自己做。但是现在很少有人在家里做冰淇淋，也很少有人买新鲜挖出的冰淇淋。随着郊区的发展，市场已转向包装产品，这些产品在运输、储存和承受各种温度压力。这就是食品科学的作用所在，它能制造出一种在分销后仍能保持与厨房里制作的冰淇淋一样好，甚至几乎一样好的产品。”
当冰淇淋在运输或储存过程中遭受热冲击时，其冰晶会变大，使重新冷冻的产品更粗糙。感知阈值为20微米，或约千分之一英寸，此时口中可以感觉到这些令人不快的颗粒。稳定凝胶和胶质能最大限度地减少创伤效应。虽然它们在混合物中按重量计算很少超过0.5%，但这些水溶胶——一组能结合自身重量多倍水分子的分子——采用复杂的支链结构，像粘性触手一样捕捉水分子，防止它们聚集。添加的稳定剂越多，冰晶越小，冰淇淋越顺滑。
如果稳定剂如此必要，为什么像Breyers和Häagen-Dazs这两个顶级品牌不需要它们呢？基拉拉说，Breyers刚从包装里拿出来绝对是一流的。他们将浓缩脱脂牛奶过热，这会分解牛奶蛋白，使其起到稳定剂的作用，然后将其添加到混合物中；这个过程也赋予了Breyers独特的煮熟风味。但他补充说，尽管冰淇淋最初保存得很好，但在冷冻室进出几天后，它的冰晶会膨胀并像针刺破气球一样刺穿气泡。
哈根达斯则有所不同。其高脂肪含量（约18%）具有稳定作用。而且它的空气含量比其他冰淇淋少得多。基拉拉解释说，联邦标准允许冰淇淋的空气含量高达50%，即体积增加一倍，称为100%膨胀率。但像哈根达斯这样的超高档冰淇淋密度更大，膨胀率低至20%，因此较少受到气泡塌陷的影响。超高档冰淇淋中额外的脂肪还起到绝缘作用，这就是为什么昂贵、脂肪含量更高的冰淇淋咬起来更暖和的原因。最后，由于超高档冰淇淋通常以品脱容器（而非通常的半加仑）出售，因此在热冲击发生之前，里面的内容物可能就已经吃完了。
热冲击对高水、低脂冷冻甜点构成最大威胁，其中许多如果没有新一代稳定剂微晶纤维素就无法实现。MCC是一种高度纯化的纤维素凝胶，它通过在甜点混合物中播撒数百万个微小颗粒来对抗热冲击；这些颗粒充当成核点，是微小冰晶倾向于在其周围生长的固体中心。食品科学家目前还无法解释为什么MCC与其他稳定剂不同，能够增强风味，这是一个喜忧参半的现象，因为变质成分和杂质可能会显现出来。某些牛奶的异味在浓度低至万亿分之一的水平下就能被感知到——相当于美国一周内生产的所有冰淇淋中只有一滴。
加入稳定剂后，混合物进行巴氏杀菌——在175度下加热25秒以杀死细菌。但由于加热会融化乳脂，混合物必须随后进行机械均质化，即分解成微小颗粒。均质机是高压泵，将混合物强制通过一个小阀门，其中脂肪球被分解并分散。压力达到每平方英寸约2500磅——是汽车轮胎压力的70倍。然后将混合物冷却到略高于冰点，并在冷藏罐中储存至少三到四个小时，最好是过夜。这使乳脂有机会重新结晶成均匀的质地。（结晶会释放热量，必须在下一阶段的冷冻过程之前将其去除。）
储罐旁边是一个装满酸奶的不锈钢桶，像基拉拉这样的冰淇淋传统主义者对酸奶略带沮丧。他们在桶中包装和培养的酸奶有严格的联邦身份标准。首先是酸度，它赋予酸奶酸涩的味道，来自将乳糖转化为乳酸的细菌。联邦法律规定杯装酸奶必须含有至少0.9%的酸度。第二个标准是细菌的存在，即微生物群，它们被认为有助于消化，或许还能产生抑制某些致病微生物的抗生素。但对于冷冻酸奶，唉，没有这样的标准。
基拉拉厌倦了与酸奶的神秘感作斗争，他说：“杯装酸奶的健康特性被转移到了冷冻酸奶上，这在大多数情况下是不合理的。”他解释说，市场研究经常表明，大多数美国消费者不喜欢酸奶的酸味，但就像俗话说的鱼肝油一样，这种酸味却带有了令人向往的药用含义。让基拉拉恼火的不是杯装酸奶所带来的健康益处，而是消费者认为这些益处也存在于冷冻酸奶中。显然，消费者想吃酸奶却又不想真正尝到它的味道。冷冻酸奶行业的巨头们建议其产品的最低酸度仅为0.3%，基拉拉对此不屑一顾，认为低于可感知的阈值。
冷冻酸奶连锁店TCBY，现在官方名称是“全国最好的酸奶”（The Country’s Best Yogurt），以前代表的是“这不可能是酸奶”（This Can’t Be Yogurt）。基拉拉总结道，这很好地概括了现状。
在奶油厂参观的这一点，团队停下来检查一台新的软冰淇淋分发机。这种深受许多童年出游喜爱的甜点，脂肪和糖含量低于硬冰淇淋，在18度而不是0度下供应，占年销量的近25%。但卫生法规要求分发机每天清洗，这是一个繁琐的过程，至少需要两个小时。这款名为“泰勒省力器”（Taylor Labor Saver）的新机器通过自动消毒其机构和内容物来规避这一要求。基拉拉说：“它很贵，但节省的劳动力非常值得。”
冰淇淋混合物通常从储存罐输送到调味罐中，尽管有些调味品，如坚果和水果，是在冰淇淋冷冻后添加的。这能保持块状物的完整性并保护机器。联邦标准再次明确规定了调味品：例如，如果产品被称为巧克力冰淇淋，其风味必须完全来源于常见的天然来源，例如可可豆。标有“巧克力味”表示混合了更多的天然香料而非人造香料，而“人造香料巧克力”则表示相反。讽刺的是，尽管风味是消费者选择冰淇淋时最重要的因素，但对冰淇淋制造商来说，他们所做的不过是选择供应商提供的产品，这似乎是事后诸虑。
房间中央是冷冻机，这个图标，这个挑战，它颠覆了理性的期望：冰淇淋混合物必须同时搅打和冷冻。冰淇淋冷冻机本质上是氨冷却的搅乳器，不锈钢桶内有旋转的叶片，称为搅拌器，还有一个压缩机，将空气强制压入冰淇淋中。在此阶段，可以添加两种类型的乳化剂——它们能使乳脂均匀分散在水中——以促进搅打：单甘油酯，脂肪水解的天然产物；以及聚山梨醇酯，它们在自然界中不存在，但在化学上与生物膜相似，因为它们的分子一端亲水（溶于水），另一端亲脂（溶于脂肪）。搅打时间越长，添加的调味剂溶解得越好。但是，如果添加过多的乳化剂或搅打时间过长，冰淇淋混合物就会开始分解成黄油状的块状物——就像搅打奶油打过头后无法形成硬性峰一样。
每次冷冻桶注入温度约为35度的冰淇淋混合物时，周围的腔室就会充满液态氨，液态氨会因压力的突然下降而沸腾，从而通过桶壁吸收热量。在混合物在冷冻机中停留的一分钟左右，其温度将从冰淇淋冰点27度骤降至低至21度。
基拉拉说，冰晶越小，冰淇淋越顺滑。当温度下降最快、搅拌最剧烈时，你会得到最小的冰晶。他说，冰淇淋出来时，50%的水应该已经结冰。但冷冻桶内部发生的情况永远无法直接观察到。也许，尽管冷冻机有各种旋钮和表盘，它不应该被当作机器操作，而应该被当作乐器演奏。
“你开始操纵温度、压力和空气等参数，以达到最佳的硬度和稠度，你认为所有的调整都加起来了，但当你检查产品时，它就是不对劲，”基拉拉说。他补充说，事实上，不一致性问题困扰着整个行业的制造商，导致产品远不如消费者想象的那么均匀。基拉拉一直在考虑向混沌理论寻求答案：“在看似随机的事件中存在重复模式……”他喃喃自语，漫不经心地转动着一个压力阀。
奶油厂的冷冻机，每小时可生产300加仑，将精确的半加仑冰淇淋注入扁平纸箱，然后纸箱经过机械折叠、封口。根据联邦法律，每个半加仑的重量不得少于2.25磅。然后将纸箱送入硬化室，在那里温度降至约-30度，使另外40%到45%的水结冰。（水永远不会完全结冰，因为剩余的溶液，主要是糖，会变成浓缩防冻剂。）
基拉拉说，在超市里，冷冻柜将冰淇淋储存在零下10度左右，比其他冷冻食品低10度。这就是为什么冰淇淋不被归类为冷冻食品的原因。冷冻食品行业曾多次试图接管我们，但这永远不会发生。
当然，在家里，冷冻柜和习惯千差万别，它们都会影响你的冰淇淋的味道。基拉拉总结道，关于冰淇淋有一个基本事实——它的质量从制作出来的那一刻起就开始下降。在产品的整个生命周期中，冰淇淋的空气会逸出，脂肪会凝结，冰会融化，水会结冰。
基拉拉最好的建议：快速而经常地吃冰淇淋。
