本文来自微信公众号：果壳 （ID：Guokr42），作者：圆的方块，原文标题：《为了吃上一口披萨，他发了一篇流体物理论文》，题图来自：视觉中国
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。
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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
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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。
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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。
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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——为了让酵母过敏的人吃上一口披萨。
参考文献
[1] Brondi， C.， Di Caprio， M. R.， Scherillo， G.， Di Maio， E.， Mosciatti， T.， Cavalca， S.， … & Iannace， S. (2019). Thermosetting polyurethane foams by physical blowing agents: Chasing the synthesis reaction with the pressure. The Journal of Supercritical Fluids， 154， 104630.
[2]Avallone， P. R.， Iaccarino， P.， Grizzuti， N.， Pasquino， R.， & Di Maio， E. (2022). Rheology-driven design of pizza gas foaming. Physics of Fluids， 34(3)， 033109.
[3]Italian scientists hacked pizza physics to make dough without yeast， Ari Daniel， 2022， https://www.npr.org/sections/health-shots/2022/03/22/1087961262/roll-over-sourdough-italian-scientists-develop-a-new-way-rise-pizza-crust
[4]Commission Regulation (EU). (2010) Entering a name in the register of traditional specialities guaranteed， [Pizza Napoletana (TSG)]， Off. J. Eur. Union 34， 7–16.
本文来自微信公众号：果壳 （ID：Guokr42），作者：圆的方块
