麻省理工学院研究非牛顿流体

Trevor Shen Kuan Ng擀面团。他还把它像橡皮泥一样拉伸,像太妃糖一样旋转,把它压扁成矩形,像宽面条一样。

吴,一个麻省理工学院机械工程研究生,正在接受面团教育。他的博士论文关注的是物质的力学特性——在这里是面团——以及它在外力作用下的行为。在工程术语中,这被称为流变学,它为商业面包房提供了有价值的信息,这些面包房需要精确的、可重复的技术来测量面团的特性,以确保最美味的产品。

Ng的工作是非牛顿流体动力学研究小组的一部分,该小组由机械工程教授Gareth H. McKinley领导。

非牛顿流体是一种不同寻常的材料。欧洲杯足球竞彩它们的黏度,或者说是滑度,随着施加在它们身上的张力的大小而变化。许多非牛顿流体都有微观结构,这些结构影响着它们在被戳或刺激时的反应,以及流动时的移动速度。想象一下,花生酱或蛋黄酱从水龙头上滴下来——它们不会像水一样流动。一些非牛顿流体,比如聚合物,如果掉在地上,就会像球一样弹跳,但如果放在一个表面上,就会平滑地流动。

麦金利的研究小组对DNA、唾液、树液和秋葵进行了研究,秋葵是一种用作食物增稠剂的天然聚合物,已有数千年的历史。还研究了蜗牛黏液和磁性流体等奇怪物质。

吴恩达的工作区域位于哈特索普洛斯微流体实验室的一个角落,里面有各种各样的面团处理设备。为了测量扭矩或旋转性能,搅拌机将面团绕在金属销上旋转,就像在糖果店旋转咸水太妃糖一样;细丝拉伸器将面团拉伸到折断为止。

为了进行实验,吴昌俊使用了农民和食品工程师新开发的谷物磨成的小样本面粉。他煞费苦心地记录了面团是如何处理的,以及它对操作的反应,因为不同的面粉、水和添加剂的混合会产生截然不同的面团。大气条件和一天的时间也会影响产品的弹性和上升。

把面团放好是件苦差事。“除了你想让它粘的东西之外,它几乎能粘住任何东西,”Ng说。

吴昌俊并非生来就会赚钱。他在英国剑桥大学(Cambridge University)获得了航空工程硕士学位,然后来到麻省理工学院(MIT)的燃气轮机实验室(Gas Turbine Laboratory),目标是设计飞机发动机。飞机引擎在设计时考虑到了气流,吴昌勋说,当他听说麦金利需要一个面团工时,他转向了“另一种流体力学”。他说,和面团打交道听起来“很不一样,也很有趣”。

这项研究也有严肃的一面。千百年来,面包师在揉面团的过程中逐渐形成了一种对面团的感觉。但Ng表示,这种朴素的方法并不适合大型商业操作,因为在制造过程中需要用“数字”来表示材料的属性。

Ng帮助定义这些特性,同时寻求对面团微观结构的更深理解。

面筋使面团具有独特的弹性。对工程师来说,谷蛋白是一种纳米级生物大分子,是地球上最大的蛋白质化合物之一。这些蛋白质形成一种纠缠的基质,其质量、形状和在面团中的分布与制作面包的质量有着内在的联系。

“面包的质地——嚼劲和口感——取决于你一开始用的面团,”Ng说。“面包的透气性,或者从商业的角度来看,他们卖给你的空气量,与面团在膨胀变形过程中抵抗破裂的能力直接相关。当面包放入烤箱时,面团内的气泡会膨胀。在某种程度上,它们会破裂,面包就不会膨胀了。”

吴恩达说,Wonder Bread是一种“非常轻盈的产品”。

吴昌俊通常不吃他的实验品,因为实验室的面团上覆盖着硅油,以防干燥。但自从2003年开始这方面的研究以来,吴昌俊已经成为了一名家庭烘焙师。烤面包的时候,他会带一点生面团进去试吃。他说,白面包是他的最爱。

http://www.mit.edu

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