文/云無心 原文
吹肥皂泡大概是多數小朋友喜歡的活動。本來是無色的液體,吹成泡沫就變得五顏六色。有得很快就破了,有的卻可以“存活”很長時間,甚至掉到了頭上都不會立刻破開。這,是為什么呢?有沒有辦法讓泡沫永遠不破呢?
水之所以形成泡泡,其中的“表面活性劑”居功至偉。表面活性劑是一類結構特別的分子,一頭喜歡水(稱為“親水頭”),一頭喜歡空氣(叫做“疏水尾”)。當我們吹出一個泡泡,構成泡泡的水膜就形成了兩個表面,外面與大氣相連,而里面則與泡泡內的空氣相接。水中的表面活性劑會很快地跑到空氣和水的表面上,親水頭呆在水中,疏水尾伸到空氣里。在兩個表面上各自堆積了一層表面活性劑,就象兩層磚墻一樣?!按u墻”的中間,就是一層水。一個泡泡,就是由表面活性劑組成的雙層“磚墻”夾著一層水組成。
跟普通磚墻不一樣的是,其中的水是流動的。所謂水往地處走,水膜中的水也不例外。流動的結果,泡泡頂端的水越來越少,下面的水越來越多,水膜就變得上面薄下面厚,就象物理實驗的棱鏡一樣。當光線穿過這樣的一個“水棱鏡”,就被分解成各色的光,于是我們就看到了五顏六色的泡泡。
隨著泡泡上方水膜中的水逐漸流走,水膜越來越薄。這時候如果遇到一點擾動,水膜就破開了,泡泡也就“爆炸”了。
所以,要想泡泡“存活”得更久,第一種思路就是讓膜中的水流得慢一些。水流的速度跟水的粘度密切相關。越粘的液體,就會流得越慢。增加粘度的物質叫做“增稠劑”。所以,在肥皂水中加入增稠劑之后,吹出的泡泡就能存活得更久。
另一種思路是讓兩層“磚墻”更加堅固,不容易破裂。一般的表面活性劑是小分子,到了水和空氣的表面也是“有組織,無紀律”,一盤散沙,所以容易破裂。如果是一些大分子,比如蛋白質也具有親水和疏水的部位,也可以跑到表面上。到了表面之后,不同分子之間還會“手拉手、肩并肩”,形成堅固地城墻。受到外界的擾動,也可以互相支援,從而不容易破裂。
不過,蛋白質分子個頭太大,從水中跑到表面上的速度比較慢。如果用蛋白質水來吹泡泡的話,還等不及蛋白質分子們跑到表面上形成“分子墻”,泡泡就已經破了。
雖然這樣的蛋白質水溶液用來吹泡泡不是個好主意,它們在飲料中卻可以大顯身手。有一種咖啡叫“卡布其諾”,表面上有一層泡沫。這層泡沫需要在相當長的時間 內——至少在喝完的這段時間里——保持著潔白細膩的外觀,所以表面活性劑產生的那種大而短命的泡沫就派不上用場。實際上用的是牛奶,其中的牛奶蛋白具有很好的表面活性。當高溫的水蒸氣通入牛奶中,就產生了細密的泡泡。牛奶蛋白的分子在高溫下伸展開來,到了空氣和水的表面上,更容易互相連接起來,形成穩定的“城墻”,使得泡泡很難破裂。
比卡布其諾的泡沫更加穩定的是打發奶油。打發奶油是用奶油形成的泡沫。只是因為泡泡太細小,憑肉眼難以看出它跟通常的泡沫有相似之處。除了其中的蛋白質可以形成穩定的“磚墻”外,奶油中的水含量很低,液體的粘度很大。被打發起來之后,“墻”中的水流動極為緩慢,過了很長的時間水膜還是那么厚。此外,奶油中有大量的脂肪顆粒,在“打發”過程中,這些顆粒接觸的地方互相融合 ,形成了象糖葫蘆那樣的連接狀態。而且一個接一個,形成了“糖葫蘆網”,把產生的泡泡固定在其中,就更增加了不同的泡泡接觸融合的難度。一方面是泡泡被隔開難以變薄,另一方面是水膜兩側的“墻”非常穩固,所以奶油的泡沫比起卡布其諾的泡沫來,簡直可以用“壽星”來形容。
跟打發奶油相比,冰激凌更是登峰造極。除了奶油中的泡泡難以破裂的那些因素,冰激凌在攪拌降溫的過程中還會形成大量的小冰粒。這些冰渣也有助于把泡泡和脂肪可以“支撐起來”,不許它們互相靠近,所以也就可以存活下去。不過,冰激凌的這種“長壽”狀態只能在冷凍條件下存在。一旦溫度升高,冰粒融化,形成“糖葫蘆網”的脂肪顆粒也會徹底融合,就無法再凍回去了。明白了這些過程,也就不難理解:冰激凌一旦化了,再凍上之后口感也完全不同。
所有液體的泡沫都注定要破滅,除非它們在破滅之前被“固化”下來。在食物中,最經典的例子是蛋糕。蛋糕的“蜂窩”來自于雞蛋白形成的泡沫。這樣的泡沫被混合到蛋糕的其他原料中,然后送入烤爐。泡沫水膜中的液體往下流,周圍的溫度迅速升高。雞蛋白有個很特別的地方,是極為怕熱——達到六十多度,它們就頂不住“化作了山脈”。在烤蛋糕的時候,蛋白泡沫中的水還來不及流下,就已經隨著蛋白變成了固體,永遠失去了流動的能力。
有很多其他的蛋白質也可以產生很好的泡沫。但常見的食用蛋白中,沒有哪種可以象雞蛋白(或者鴨蛋鵝蛋等各種鳥蛋的蛋白),在很低的溫度下就會固化。其他的蛋白產生了很好的泡沫,送進去了烤爐,卻極為頑強——泡泡們都已經四零八落,它們卻還沒有變成固體,也就無法支撐起蛋糕的綿軟結構。所以,那些“無蛋蛋糕”,只能通過加入其他成膠的成分,讓泡沫們在覆滅之前,變成固體而永垂不朽。