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科学松鼠会

让我们剥开科学的坚果

 
 
 

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什么是科学松鼠会? 我们认为,对于部分人来说,科学就像一枚枚难以开启的坚果,虽味美却不易入口。 我们希望自己能够像松鼠一样,打开科学的坚硬外壳,将有营养的果仁剥出来,让人们能够领略到科学的美妙。 我们试图让科学传播并且流行起来。

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水牛的奶啊成双皮  

2012-12-11 06:10:49|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文作者:云无心

有一种小吃叫做“双皮奶”,简单来说就是牛奶结成的“皮”。在制作方法里,几乎都是说要用水牛奶做原料。同是奶,为什么要强调“水牛奶”,而不是用一般的牛奶或者羊奶呢?

让我们先从牛奶为什么能长“皮”说起。奶中有三种主要成分:蛋白质、脂肪和乳糖。其中脂肪不溶解于水中,必须靠蛋白质包裹着形成一个个的小颗粒,才能分散在水中。不同的奶颗粒大小不同,水牛奶的脂肪颗粒比一般牛奶的要大,牛奶的又比羊奶的要大。

脂肪比水轻,在水中会逐渐上浮。这些颗粒浮到表面上,互相挤压,包裹着这些脂肪的蛋白质能发生相互连接,最后就形成了一层致密的“奶皮”。这层皮中含有更多的脂肪和蛋白质,有点类似奶酪,含有丰富的脂肪和香味物质,所以风味口感都别具一格。

要形成这样的一层皮,关键就是要有更多的脂肪更快地浮到表面。水牛奶中的脂肪含量大约是一般牛奶的两倍,首先在数量上就占据了绝对优势。

而对于长出奶皮,这些脂肪颗粒上浮的速度至关重要。我们都知道伽利略那个“两个铁球同时落地”的比萨斜塔实验,结论是说“铁球下落的速度与铁球大小无关”。实际上这个结论只对这种密度很大的落体在空气或者真空中成立。在牛奶这样的液体中,脂肪颗粒的速度跟大小密切相关。物体运动的时候,周围的分子会“拉住”它们,相当于对它们施加了一个相反的拉力,专业术语叫做“表面曳力”,日常生活中通常叫做“阻力”。铁球的密度大,所以重力很大;而空气中的分子很稀疏,产生的表面曳力跟重力相比小到可以忽略,所以就有了伽利略的结果。在牛奶中,脂肪颗粒与水的密度相差不大,所以浮力并不是很大,表面曳力就不能忽略了。

这个曳力的大小跟速度密切相关。开始的时候,颗粒运动得慢,表面曳力也就小。浮力使得颗粒不断加速,表面曳力也就越来越大。但一个颗粒所受到的浮力大小是固定的,当它的速度增加到一定程度,表面曳力就会增大到跟它抗衡,这个颗粒也就不能再加速了。这时候,颗粒上浮的速度就稳定下来,这个速度叫做“沉降速度”。

因为沉降速度是由表面曳力与浮力达到平衡来决定的。而浮力与颗粒的体积成正比,表面曳力与表面积成正比。当颗粒增大,浮力是按立方增加,表面曳力按平方增加,所以浮力增加得多,就需要达到更大的速度才能导致二者平衡。也就是,大颗粒的沉降速度更大。

水牛奶的颗粒普遍比一般牛奶大,所以浮起来也就更快。脂肪含量本来就高,浮起来还快,当然就更容易长出奶皮来了。

奶中的脂肪颗粒并不是同样大小的,而是大大小小参差不齐。那些大的颗粒会上浮得更快,小的上浮得慢。大的从后面追上来,它们也没有交通规则,不懂得变道超车,于是只能发生追尾。碰撞之后两个颗粒即使没有合二为一,也会紧密结合,结果形成一个更大的颗粒,于是速度就更快了。也就是说,不仅是颗粒的平均尺寸会对上浮速度有影响,它们的大小分布也会有影响。

在现实中,除了做双皮奶或者做奶油、奶酪这些把奶中的脂肪分离出来的场合,多数时候是希望它们老老实实呆在水中。试想买瓶牛奶回家,过几天发现分层了,是一件很影响食欲的事情。所以,保存牛奶与做双皮奶对颗粒的要求正好相反。从奶牛身上出来的“生奶”,其中的颗粒一般在几微米,虽然没有水牛奶的颗粒那么大,也还是挺容易分层的。要想让他们稳定更长的时间,就需要把颗粒打小,让它们变得更均匀。现代化的牛奶生产中,会对牛奶施加高压,通过一个非常小的缝隙,一个牛奶颗粒会被打散成几百上千个,相应的大小降低到了零点几微米,而且更加均匀。这种处理叫做叫做“高压均质化”。这样处理的牛奶在保质期内几乎看不到分层。不过,要用这样的牛奶来做双皮奶,难度就实在大得太多了。

这种分层是一种简单的物理变化,只是看起来有点影响食欲,并不会影响到奶的安全与营养。保存的母乳也很容易发生这样的分层,好在婴儿不会去看自己喝的奶是什么样子,也就没有什么关系。

有时候我们希望在奶中加入其他成分。如果加入的成分与水的密度相差比较大,或者颗粒比较大,那么也就很难让它们乖乖呆在水中,比如可可奶。可可粉比水重,很容易就沉到了底部。要把可可粉打磨得更细也很困难,要想减缓它们的下沉只能另辟它途。

前面说了表面曳力是颗粒周围的分子施加的。空气中的分子相互之间离得远,互相之间关系松散,能够施加的拉力很小。而水中的分子比较密切,除了直接拉脂肪颗粒的分子,还有些分子“间接用力”拉住那些直接动手的水分子,所以它们施加的表面曳力就会比较大。如果在水中加入高分子物质,它们的分子之间会有盘根错节的联系,一个去拉脂肪颗粒,后面跟着一大串使劲的,所以表面曳力就要比水大多了。这样导致沉降速度大大降低,也就可以大大增加可可奶的稳定性。

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