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爆米花之美,美在科学

胡雪纯2015-02-15 16:34:12

这篇文章可以手把手教你如何一边嗑米花一边讲科学和艺术

法国科学家日前通过高速摄像机研究了爆米花,我们来看看他们都研究了什么:

爆米花科学

Zea mays everta 是唯一一种能连续不断爆出米花的玉米,也是爆米花的主要材料。它的玉米仁被淀粉结构包围,还含有少量的水分。玉米仁被加热时,水蒸气迸发出来,形成可以把周围的淀粉加热成蓬松结构的爆破热流。压力足够的情况下,淀粉糊会从玉米壳里破壳而出,然后冷却成我们看到的泡芙状爆米花结构。过去的研究发现外面的壳越坚硬,密封性越好就有越大的 “可爆花性”。

“在推销食物上,一个 ‘脆’ 字抵得上一万个形容词……人们天生就对酥脆的食物有好感,” 明星大厨马利欧·巴塔利(Mario Batali)曾这样说。食品行业专家早就专注于打磨出一个完美爆米花的配方。比方说,爆米花食品生产商就坚信爆米花仁应该保持 13-14.5% 的湿度。科学家花在这个零食上的时间可能没有零食行业多,毕竟他们还要研究如何让它更好吃。

慢慢来的爆米花

Virot 和他的同事,法国 CNRS 的研究员 Alexandre Ponomarenko,一开始用一台高速摄像机研究为什么树杈会在特定风速下断掉。而一个突发其想,他们的摄像机对准了另一样东西。

"我们决定纪录爆米花爆出来的过程,"  Virot 告诉 Live Science, “然后我们发现很多有意思的特性和生物力学现象。然后它就成了我们的爱好一直继续了下来。”

这些研究员把玉米放在微波炉里缓慢加热,然后纪录了这些玉米粒的动作。 34% 的玉米粒在 170 摄氏度爆花了,而 96% 会在 180 度爆炸。为了搞清楚这个差异出现的原因,研究团队测量了玉米外壳能承受的最高压力。 比较爆花前后的数据后,他们得到了一些结论。

爆破点大部分程度上取决于温度,但也研究团队发现还有其他因素的影响,比如玉米仁的几何结构。

米花之声

接下来团队想要研究的问题是爆米花爆破时为什么会发出“嘭”的声音。

他们仔细观察了视频片段,并用麦克风捕捉了这个声响,然后发现“嘭”并不是马上发生在玉米壳被爆裂的时刻,而是当内部水蒸气被释放,将内部空洞结构的压力释放时出现的声音。同样的现象还会发生在火山爆发和开香槟酒的时刻

团队在爆米花空中的优雅转身动作中发现了是体操运动员能在空中做出优美动作的秘诀。内部蓬松结构迸发的瞬间,一条小小的“腿”会从爆米花内部伸出来。然后碰到煎盘底部,通过反作用力,玉米花一跃而起。

”就好像这些泡沫结构知道怎么生长一样," Virot 说。这个淀粉小腿能让玉米花在翻筋斗的同时跃起 1 厘米。

完美爆米花

为什么我们爱吃脆脆的食物呢?食物加热时会促生 “美拉德反应”(Maillard Reaction)——碳水化合物和氨基酸结合,产生一连串的味道和香气(还有焦黄的颜色)。而酥脆食物不光能刺激味觉和嗅觉,还能刺激听觉。同时,“脆” 在本质上与食物其他的特性不同。即使食物本身的味道不可口,它的酥脆性也可以让人愉悦。

总之,米花已经够好吃了,但很遗憾,这项研究也没法告诉你什么是完美的米花。但它可以告诉你如何找一个统一的温度一次性爆出最多的爆米花。

视频中米花神秘优雅地绽放,那一刻仿佛周围的空气都微微震动。如果你也想好好欣赏米花之美,那么你可能会对这个设计感兴趣:米花季风仪(Popcorn Monsoon),一台可以在爆花时借力打力收集的机器。 

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