一) 果汁、藥丸 裡的「介面活性」
在國中理化我們學到了肥皂,肥皂有「介面活性」的效果,這是指肥皂分子有一端親油可以和油脂分子結合、把油包在泡泡中間,然後泡泡外的親水端再被水的極性牽引住讓它分散飄在水中不沉下去,這樣一來,原本油水分離的介面就消失了,所以我們稱之為「介面活性」。
許多果汁、運動飲料,看起來不透明、感覺有分些成份在水中,卻又不會沉下去,也可能是加了可食用的介面活性劑,這在食品工業上,稱為起雲劑。
起雲劑除了讓飲料不會有沉澱物,還加在藥品裡。
因為藥丸在生產時不可能是一顆一顆調配的,一定是一次調好一大桶然後才一顆一顆滴出來成型,那在一顆顆製作的過程中,如果有效成份沉下去了,豈不是會有某些藥「吃了沒效」,又有幾顆是「藥力太猛」嗎? 所以需要加入起雲劑 讓藥物成份均勻分散在桶中。
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二) 肥皂泡泡為什麼容易破?
介面活性成份除了可以抓住我們的目標物,如油脂、藥物分子,如果你把有加介面活性劑的水往空中翻動,它還可以包住空氣 — 起泡
洗頭的時候,如果你今天頭很油,那你就會發現今天抓頭的泡泡特別少;而如果你洗完覺得不放心、再擠洗髮精再抓一次,就會發現泡泡變得很多…… 因為這個時侯洗髮精分子沒有油脂可以抓,都用來抓空氣了。
所以在清潔的時候,肥皂分子「抓空氣起泡」對我們來說其實是一種浪費。
上面說到肥皂的清潔效果、起雲劑的混合效果是「把分子包起來帶入水中」;那泡泡的形成就剛好相反 — 把水帶起來、留在所包住的空氣外膜上。
而肥皂泡泡之所以會破,就是因為這些被抓起來的水分子,其實還是會受到重力往下滑。
泡泡頂部的水分子往下滑的時候,既讓頂部變薄、讓分子間的吸附能力減弱,而且滑到底部還會加重向下的拉扯力道;所以沒過多久,泡泡就支撐不住了。
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三) 卡布其諾的泡沫、冰淇林的鬆滑口感 — 也是介面活性。
現在很多人喝咖啡會喜歡在那種「鬆綿奶泡,撞在嘴脣上」的觸感,要產生這樣子的泡泡,就需要介面活性 — 而且是比肥皂泡更持久的。
上面說了肥皂泡很容易破是因為泡泡頂部的水分子會往下滑;所以,如果想要泡泡能持久,就要找「不容易滑動」的分子。
牛奶中的乳蛋白分子就比水分子大、比較不容易滑動;如果是乳脂分子,就更穩固了。 所以想要打出持久的奶泡,就要選用全脂牛乳。
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而這也是為什麼霜淇淋要用牛奶作基底 — 要利用其中的乳脂來保指冰品的鬆綿口感;而這裡所謂的「鬆綿口感」其實就是一個一個細小到看不出來的泡泡。
如果大家去看號稱天然的哈根達斯,會發現他還是有一個添加物「大豆卵磷脂」,就是為了確保反覆冰凍後還有鬆綿口感、不會跑出冰碴。
但是大家都用牛奶作冰品,就限制住了可以調配的口味 — 要和牛奶有搭的才行;為了突破這一點,近幾年來我們會看到牛奶的替代者「豆漿」也被用來作冰淇淋。 那為什麼是豆漿呢?
沒錯,就是大豆蛋白,和上面提到的「大豆卵磷脂」。
那如果脂類泡泡的耐久度仍然不能滿足你,你希望你的泡泡可以更持久,甚至…… 耐高溫,那你可以考慮一些「網狀聚合物」 — — 當然,要是可以吃,例如下面提到的那些。
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四) 麵團出筋
「麵筋」這個食品,和麵粉高筋低筋、「揉麵糰出筋」的那個麵筋,有關係嗎? 嗯,就是同一個「麵筋」哦……
麵粉裡頭有四種主要的蛋白質,其中有兩種溶於水、另外兩種不會溶於水;
不溶於水的兩種之中,有一種叫「麥膠蛋白」,它會在攪拌、揉捏的過程中把其他蛋白質黏起來;之後就算去拉伸麵糰,也較不容易拉斷它,這就是所謂出「筋」。
— 上面所謂的「黏」,就是有機化合物的聚合作用,形成網狀聚合物。
「筋」多的話 (高筋),麵糰澎漲的過程中,可以形成較大的孔洞,歐式麵包就要用「高筋」的,但如果是蛋糕因為希望口感細密一點,就只能用低筋的。
包子皮通常用中筋的,另外還有「無筋」的麵粉,用來作水晶餃之類的皮。
那麼,說回到「麵筋」這個食品上,傳統麵筋的作法,就是在高筋麵糰攪出筋,然後放置發酵之後「用水洗」
就是真的把整團麵糰放到水裡,像洗衣服那樣去揉它;這個時候,上述那些可溶於水的蛋白質,和其他物質,就會進到水裡,而剩下不溶於水的部份,就是所謂的「麵筋」啦。
麵筋洗好之後,如果切成小去炸,它會在油鍋裡膨脹開、成球狀 (像地瓜球那樣) ,就是我們常看到的麵筋球啦
— 罐頭麵筋會扁扁的,是因為泡了醬汁,本來也應該是球狀的。
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ps. 麵粉的兩種水溶蛋白:「清蛋白」、「球蛋白」,
另外兩種不可溶於水的是:「麥膠蛋白 (醇溶蛋白) 」、「麥穀蛋白」;
後兩者就是麵筋的主要成份。
附帶一提,所謂的「麩質」就是我們上面提到麵筋的那些網狀聚合物。某些人的胃裡面缺乏能把這類蛋白解開的酵素,吃到會拉肚子,所以需要專門吃無麩質的食品。
而如果照上述步驟,把麵糰的「筋」取出來,剩下的水都不要流掉、都留著,再把它烘乾,就可以取得完全沒有筋性的麵粉,這就是「無麩質澱粉」
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五) 油條 與 地瓜球
油條、地瓜球會膨,都是因為其內部的氣體在油炸受熱時體積快速增加,在被麵體包住的時候就會把麵體撐開、產生中空結構。
所以,油條 要膨鬆酥脆、地瓜球要炸得大顆,那你的麵體就要具有彈性、能吹出大泡泡 , 也就需要上面提到的「網狀聚合物」 — 但油條與地瓜球兩者利用的成份並不相同。
油條利用的彈性物質,就是上面提一「麵筋」也就是麥膠蛋白形成的聚合物;地瓜球則是有名的「低蛋白食品」,他利用的是另一種網狀聚合物:「支鏈澱粉」。
所謂的「支鏈澱粉」,就是有網狀結構的糖類聚合物。 在網路上找得到有國小生做的科展,用不同的材料做地瓜球,看哪一種能膨到最大,結論就是支鏈澱粉多的,其延展的彈性就較高,就能脹得比較大顆。
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以上,分享一些和「泡泡」有關的食品科學知識。 裡面其實有不少主題我以前有提過;不過以前介紹得比較草率,
有時侯上網頁裡的科普文章也沒考慮到是不是夠好讀懂、想像,常常貼了一大堆學術名詞也沒解釋。再加上早年的網誌被 fb 弄丟了,就重發一個。
介面活性 (肥皂) 和 網狀聚合物 都是國中理化就會提及的內容,大家看一看,有機會也可以把這些知識分享給小朋友。
不只是為了考試,也是為了讓他們感覺到「課本提到的東西,其實都有使用在日常生活中,只是你不見得有發現而已。」