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迷人的材料:10种改变世界的神奇物质和它们背后的科学故事

  
塞一块黑巧克力到嘴里,一开始你可能只觉得它的棱角顶到上颚和舌头,尝不出什么滋味。你会很想咬下去,但请尽量忍耐,如此才能感受到接下来的变化:硬块在舌头的热度降伏下,突然变软。巧克力熔化后,你感觉舌头变凉了,甜中带苦的滋味霎时涨满口中,接着是果香和坚果味, 最后会在喉间留下淡淡的土味。在那瞬间,你完全沉浸其中无法自拔,享受着这世界上最美好的人造物。
 
只熔你口的技巧
巧克力的设计就是要入口即化,它是集数百年厨艺和制造技术的巅峰之作。当初制造商只是想创造一种新的热门饮品,跟茶和咖啡分庭抗礼, 可惜一败涂地。直到他们发现热巧克力直接入口比放在锅里更可口、更摩登也更受欢迎,这才扭转局面,从此不再回头。制造商发明了一种固体饮料, 而这都要归功于他们对结晶的认识与调控,尤其是可可脂结晶。
可可脂是植物界最精致的油脂之一,跟牛油和橄榄油不分轩轾。纯可可脂外观近似精致的无盐奶油,不仅是巧克力的基底,也是高级面霜和乳液的基本成分。别吓坏了,脂肪对人类的贡献本来就不只是食物, 还可以用来制作蜡烛、乳霜、油灯、亮光剂和肥皂。不过,可可脂有几点非常特别。
首先是它的熔点和人体温度接近,表示它平常可以以固体方式存放, 跟人体接触时才会熔化,因此很适合制作乳液。此外,可可脂含有天然的抗氧化成分,可以防腐,存放多年也不会变质。相较之下,牛油的保鲜期只有几周。可可脂的这一个特点不仅对面霜制造商是利多,对巧克力商也是好消息。
可可脂还有一项优点,就是它能形成结晶,使得巧克力棒的硬度够高。可可脂的主要成分是一种叫作甘油三酯的大分子,它能以不同的方式堆栈形成多种结晶,感觉很像把行李堆进后车厢那样,只是在多种堆法中,某些堆法会比其他方式更占空间。甘油三酯堆栈愈密,可可脂结晶就愈结实。结晶愈结实,熔点就愈高,也就更硬、更稳定。可可脂愈结实,巧克力的制作难度也愈高。
 
这张手绘图展示了甘油三酯分子的不同结晶方式,每一种结晶的结构和密度都不相同
 
结晶一号和二号比较柔软,而且很不稳定,一有机会就会变成密度较高的结晶三号和四号。不过,结晶一号和二号很适合制作冰淇淋上头的巧克力外层,因为它们的熔点只有16℃,就算摆在冰淇淋上也能入口即化。
结晶三号和四号又软又脆,碎裂时不会“啪”地断开。断开这个特点对巧克力师傅很重要,因为能增添品尝巧克力的惊喜与趣味,例如用巧克力外壳包住柔软的内馅,创造不同的口感。此外,就心理学来说,咬碎巧克力时的酥脆口感与声响,会让人感觉巧克力很新鲜,吃起来更加享受。虽然说软绵绵的巧克力也有它的优点,但拿起巧克力棒往嘴里一塞,结果发现它又软又黏,一点也不酥脆,那滋味可是相当令人失望的。
基于上述理由,巧克力商并不想得到结晶三号和四号,可是这两种结晶最容易制造。只要让巧克力熔化后冷却,几乎都会得到结晶三号和四号。这类巧克力摸起来很软,表面粗糙无光,放在手上很容易熔化,并且会慢慢变成更稳定的结晶五号,并同时会释出部分的糖和脂肪,在巧克力表面形成白色粉末,称为起白。
 
巧克力表面的起白
 
 
结晶五号是密度极高的脂肪结晶,会让巧克力外表坚硬光滑,宛如镜面,用力扳断时会发出悦耳的“啪”声。它的熔点比其他几类结晶高,达到34℃,因此只会熔于口中。由于这些性质,大多数巧克力制造商都希望制作出五号可可脂结晶。但说来简单,做起来可不容易。制造商必须借由“调温”程序才能做出结晶五号,并在最后的凝固过程中加入结晶五号的“种子”, 让结晶速度较慢的结晶五号能抢得先机,出现油斑起白的巧克力,赢过结晶速度较快的结晶三号和四号,使得液态的巧克力凝固成更密实的五号结晶构造,不让结晶三号和四号有机可乘。
当你把纯的黑巧克力放入口中,感觉它要熔化时,其实就是维持巧克力固态的五号可可脂结晶正在改变。想要妥善保存结晶五号,就必须维持18℃的恒温。制造商会刻意设计成当你把巧克力放进嘴里时,是这些结晶头一回接触到这么高的温度。这是它们的处女秀,也是告别作。巧克力逐渐温热至34℃的门槛后,就会开始熔化。
从固体变为液态称为“相变”,必须靠能量打破结晶分子间的原子键, 让分子自由流动才能做到。因此巧克力到达熔点后,仍会从你的身体吸收额外能量进行相变。这时巧克力吸收的能量称为潜热,而这能量是由你的舌头提供的。你会感觉舌头凉凉的很舒服,跟嚼薄荷一样。它的原理和流汗一样,只不过一个是巧克力经由舌头吸收潜热,由固态变为液体;一个从皮肤吸收潜热,从液体(汗水)变为气态。植物也是用同样的方式散热。
回到可可脂结晶。巧克力在口中熔化不仅带来清凉感,更伴随着有如琼浆玉液的温热浓稠弥漫齿间,正是这种反差的结合让巧克力口感如此特别,仿佛刚喝下热可可一般。
 
嗅觉与味觉的绝佳享受
接下来,巧克力里的各种成分摆脱了可可脂晶格的羁绊,开始涌向味蕾。原本封在固态可可脂里的可可粉重获自由。黑巧克力通常含有50% 的可可脂和20% 的可可粉(包装上会标示为70%黑巧克力),剩下的几乎都是糖。
30% 的糖非常多,相当于直接吞下一匙糖粉。不过,黑巧克力感觉不会太甜,甚至完全没有甜味,因为除了可可脂熔化释出糖分外,可可粉也会释出生物碱和酚树脂,也就是咖啡因和可可碱分子,味道都非常苦涩, 会活化苦味和酸味受器,抵消掉糖的甜味。巧克力制造商的首要工作就是调和这些味道,创造出均衡的滋味。而加盐不只能提味,还开启了巧克力的新视野,让巧克力得以入菜。墨西哥的香草巧克力酱鸡排便是以巧克力为酱底。
不过,煮过的巧克力跟直接品尝时的味道并不相同。除了其中加了盐之外还有一个原因。虽然基本味觉来自舌头的味觉受器,包括苦味、甜味、咸味和鲜味(肉味),不过大多数香味还是来自嗅觉。巧克力的多重滋味其实来自它的气味,一旦煮过,巧克力的香气分子就会蒸发或遭破坏。不只热巧克力如此,茶和咖啡也不例外。这就是为什么咖啡和茶要一冲好就喝, 不然香气就会散逸无踪。这也是为什么感冒时经常食不知味,因为鼻子里的嗅觉受器都被鼻涕盖住了。让巧克力在口中熔化的高明之处就在这里。
可可脂锁住香气分子,等你咬下去才释出六百多种各式各样的香气分子到你的嘴巴和鼻子里。
你鼻子里首先侦测到的香味是以“酯”分子为主的果香。这些分子就是啤酒和红酒的香气来源,水果的香味当然也源自于此。然而,生可可豆里并没有这类分子。我知道是因为我吃过可可豆,味道简直糟透了,又苦又涩,感觉就像在啃很老的木头,完全闻不到果香,也没有巧克力味,没有人会想再尝一次。要把长相奇特且味道不怎样的豆子变成巧克力,可需要不少制造技术。你甚至会觉得不可思议,当初怎么会有人想到要这么做。
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