为了吃上一口披萨，他发了一篇流体物理论文
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作者：圆的方块
编辑：麦芽杨
意大利，那不勒斯，披萨的发源地。这座人口不到100万的城市里，可以在线搜索出超过240家能做披萨的餐馆。
可惜，身处“披萨之城”， 当地一所大学的材料学副教授埃内斯托·迪·马约（Ernesto Di Maio）却没这个口福——因为他对披萨里的酵母严重过敏。披萨或面包里的酵母菌，会让他身上长起红疹和肿块。
埃内斯托·迪·马约丨Twitter/@sten8_
这就有点尴尬了。在那不勒斯如果不吃披萨，别人会问他：你不喜欢披萨吗？为什么要吃意大利面？奇怪。
01
披萨的经典做法可以追溯到公元前3世纪，简单来说，分三步走：在发酵的面饼涂上番茄酱，撒上奶酪和配料，放进烤炉里烤。
要想做出一块成功的披萨，基础条件是你要拥有一块优秀的面团；而对于一块面团来讲，除了面粉、水、盐等原料，最关键的成分是酵母。
披萨面团丨pixabay
酵母属于微生物，它们吃面团中的淀粉和糖分，再产生二氧化碳（有人把这个过程形容成酵母在“打嗝”）。这些二氧化碳会被困住，在面团里形成细小的气孔，使面团膨胀。然后，当厨师烘烤披萨饼时，这些气体会被赶出来，从而在饼里留下大量的孔洞，让披萨面饼变得蓬松。
发酵需要恰到好处。发酵不足会让面团小而硬；发酵过度面团就会很粘，还会变酸。而且，酵母发酵是一个相当缓慢的过程，可能需要几个小时。
在“吃”这件事上，人类的智慧是无限的。
很多不用酵母来制作面团的方法也不断涌现。比如，用小苏打和柠檬汁混合使用，也可以产生类似发酵的效果。
但这些另辟蹊径的技巧无法撼动“酵母”在面饼师傅们心中的地位。毕竟，“酵母”作为披萨的重要原料，可是被欧盟委员会专门列入了“那不勒斯披萨饼面团”制作规范的。
附录：如何制作一个“遵纪守法”的那不勒斯披萨面团
欧盟委员会曾对“那不勒斯披萨饼面团”的制作出台过详细的规范（No 97/2010），主要步骤如下：
1.将 60mL水倒入揉面机（5L）容器中（该水温为 66°C-房间温度-原料温度）；
2.加入2.5g海盐并手动搅拌；
3.加入10克面粉和0.15克酵母，并以 60rpm的转速启动揉面机；
4.在混合过程中，在8分钟内逐渐加入额外的90克面粉；
5.揉面机运行15分钟，期间面团温度测量在24±2°C范围内；
6.将得到的面团储存在25±2°C的温度和 75% 的相对湿度下用于醒发阶段，通过使用饱和氯化钠溶液实现湿度控制。
这也意味着，作为对酵母过敏的人，迪·马约几无可能吃上披萨。
日子就这么过着。
直到有一天，他实验室里那个刚来不久的博士生，一个叫保罗·伊卡里诺（Paolo Iaccarino）的小伙，透露说，自己工作日是个材料学博士生，周末则是个披萨厨师，做过成千上万的披萨饼。
左为保罗·伊卡里诺丨www.npr.org
02
一个不能吃披萨的导师，遇到一个特别会做披萨的学生，他们要一起做一个不用酵母的披萨。
迪·马约提出这个设想，也与他一直在做的研究有关。具体来说，他近些年致力于寻找能让聚氨酯发泡的方法。
聚氨酯是一种在生活常见的高分子材料，经常被用来做成各种泡沫或者海绵，比如很多跑鞋的鞋底就是用的聚氨酯。所以，让聚氨酯发泡是当代化工技术中一种常见的需求。
迪·马约开发的方法是：把原料放在一个“高压锅”里，通过快速提升气压让聚氨酯中产生小孔；随后让压力缓慢降低，就能让这些小孔不断扩大。通过调控压力大小和保压时间，就能让材料内部形成各种丰富的孔洞，从而成功做出聚氨酯泡沫。
迪·马约开发的方法能在聚氨酯中造出不同的孔洞丨参考文献[1]
同样是产生孔洞，“压力法”对聚氨酯有用，那有没有可能对面团也有用呢？
毕竟在迪·马约看来，面团不过是一种“高度非牛顿的、时间相关的、应变相关的和具有粘弹性”的物质。在流变学的理论中，面团和聚氨酯有着异曲同工之妙。
03
研究正式启动。
为了严谨，他们需要先做出一个完美的面团作为参照。
首先，他们选用上等原料进行面团制作，其中包括产自那不勒斯本地的小麦粉，来自罗维戈的加碘海盐, 以及帕尔马特产的优选酵母。
随后，伊卡里诺严格按照欧盟的规范来进行面团制作。
他们还请到了一位化学工程师，来仔细测量面团的各项物理特性，以便在无酵母版本中尽可能地复制它们。
有了参照后，他们就用同样的工艺来制作新的面团，只不过这次，他们没有添加酵母。取而代之，他们准备通过高压直接向面团里“充气”。
但问题也来了：没有现成的烤箱能提供他们需要的气压。
工欲善其事，必先利其器。为了找到合适的设备，他们还费了番力气，最终找到了一种灭菌器。这种设备就是用高温高压来杀死细菌，虽然尺寸小了点，但却正好可以用来做“充气面团”。随后，他们把这个灭菌器做了改造，在里面加装了能够更精确测量温度和气压的传感器。
有了合适的设备，他们就把揉好的无酵母面团（仅由面粉、水和盐制成）放进这个高压装置中，再不断调试各种压力参数、温度和时间，来观察面团的变化。甚至还把面团成品小心地切开，来统计横切面上那些密密麻麻气孔的尺寸和数量。
在高压容器中，面团中出现孔洞丨参考文献[2]
迪·马约师徒经过详细的实验比对，再结合他们丰富的流变学理论知识，最终得出了如下结论：“压力注气”这种物理学方法与“酵母发酵”这种生物学方法得到面团都可以用来制作那不勒斯披萨。
不过，这两种方法让面团膨胀的机理并不相同，从而也会有一些细节上的区别。
简单来说，在加了酵母的面团中，酵母产生气体的扩散与面团内部的压力比较平衡，生成的气孔大小也比较均匀；而在迪·马约的方法中，高压会引起热力学的不稳定，所产生的的气孔也大小不均。
迪·马约的方法做出的披萨面团丨参考文献[3]
即便如此，经过烤制之后，这两类披萨饼的质地与口感都十分接近。而且无酵母披萨不用等待发酵过程，比较节省时间。
随后，他们将这份研究发表在科学期刊《流体物理学（Physics of Fluids）》上。
不过，对研究者来说，这项研究还是略存遗憾：因为他们手头的高压灭菌器很小，做出的披萨只有0.4英寸，也就指甲盖那么大。迪·马约的厨师学生伊卡里诺也说，他们的作品不适合普通的披萨爱好者。
所以，他们下一步的计划是，找个超大的高压釜，争取做个 10 英寸披萨。
或许，普通的餐馆还没准备好，去使用这样一个需要几厘米厚钢板做保护壳的“烹饪”设备。
04
从披萨饼店到实验室，在这项“不用酵母的披萨”研究中，有跨学科的灵感启发，有深入的物理化学分析，有设备的精细改造，还有温度、气压、时间等一系列复杂参数的调控。
迪·马约带领研究团队做着这一切——
为了（酵母过敏的人）吃上一口披萨。
参考文献