快看！中二所獨家520絕密“科學”送禮指南！_風聞

原創：中科院物理所

最近，在實驗室埋頭幹活的Norma總會時不時的感覺到一絲不同尋常的氣息。

空氣中好像到處漂浮着粉紅色的泡泡…路上遇到的情侶看起來更甜蜜了，周圍的小夥伴們也更騷動了，連手頭一對的1/4波片和偏振片看起來都更眉清目秀了…

打開日曆一看，原來是5.20要來了！

作為一直擅長解（gao）決（za）感情問題的中二所，怎麼能不給大家獻上一份魅力炸彈養成-速成版攻略呢？

首先，就像好的實驗數據離不開精準科研儀器，要想贏得對方的好感，也需要一些外物的幫助。

那麼現在，問題就轉化成為了——“如何挑一件別出心裁、人見人愛的520禮物？”

首先，為保證我們攻略的普適性，讓我們先來排除掉過於華（ang）麗（gui）的禮物，畢竟有我中二所在，再平凡的禮物也能散發出知識的光輝。

按照這個思路，為體現本攻略的優越性，我們就來選一種最普通的禮物——巧克力。（畢竟送不出去還能自己吃？）

圖片來源：pixabay

畢竟最高端的撩人技巧，只需要最簡單的禮物輔助。

也就是説，問題現在又轉變成為了——“如何憑藉科學知識讓巧克力成為最棒的520禮物？”

好，明確了問題之後，我們就可以設法解決問題了。

綜述巧克力歷史，升温你我之間氣氛

想要贏得心儀對象好感的第一步——展現自己豐富而廣泛的知識儲備。

試問還有什麼能比送出巧克力時侃侃而談巧克力發展史更浪漫的事呢？

相信對方在聽完你講的巧克力歷史發展（綜述報告）之後，好感度會立馬++++++20！

圖片來源：pixabay

現在，就讓我們一起來學習攻略第一章——巧克力發展史。

如今廣受歡迎的巧克力最初誕生於阿茲特克帝國（墨西哥古文明），當時的巧克力還不是如今的模樣，而是一種可可豆碾碎，加上香草、胡椒和樹汁，再兑上水，攪拌起泡，最後加入玉米粉而製成的帶有苦味的飲料。

這種奇特的飲料打動了西班牙探險家埃爾南·科爾特斯（Hernando Cortes），於是科爾特斯帶走了一些可可的種子，為巧克力的廣泛傳播奠定了基礎。

可可豆 | 圖片來源：pixabay

後來，阿茲特克原本的飲料配方得到了改良，改變為將可可豆磨成粉，並且加入水和糖，這種混合飲料在加熱後被稱為“巧克力”。

這樣的飲品“巧克力”比較像我們今天認識的巧克力，那麼固體的巧克力是怎麼出現的呢？

巧克力飲料 | 圖片來源：pixabay

1828年，可可壓榨機的出現改變了巧克力的歷史，使用可可壓榨機可以將可可脂提取出來，留下可可粉來製作巧克力飲料。

或者在巧克力飲料的製作過程中加入可可脂，就可以得到我們熟悉的固態巧克力。

後來，逐漸有各式各樣的配料被加入到巧克力的配方中，出現了各種口味的巧克力。

讀到這裏，第一章的內容也就結束了，請各位小夥伴勤加複習，保證在送出巧克力時可以富有感情的向心儀對象講述該內容。

五花八門的巧克力

能不能敲開你的心門？

在第一波綜述式破冰聊天展現豐富的知識儲備之後，就需要進一步的展示我們各個方面的優點了。第二步，就讓我們一起來學習如何通過巧克力展現細心這一優良品質。

雖然我們準備的禮物是巧克力，但這可不是普通單一的巧克力，這是一盒包含着各個種類的巧克力禮盒。

在這一環節，我們就要為心儀對象講述各種巧克力的特點，在不經意之間表現出自己細心的考慮到了對方的口味，準備了多樣化的巧克力。

這也反映了我們將普通禮物化為心意之選的基本思路。

圖片來源：pixabay

為了便於分類介紹，我們要先對巧克力有一個明確的定義——巧克力是一種複雜的懸浮物，由大約70%的細固體顆粒（來自糖和可可）組成，處於連續的脂肪相。

在環境温度（約25°C）下，它是固體，在口腔温度（37°C）下融化，產生固體顆粒在可可脂中的平滑懸浮。

相信心儀對象聽完你講的定義，已經開始對你刮目相看，好感度繼續++++++10！

這時我們要保持穩定的心態，繼續發力——

根據可可固體、乳脂和可可脂的成分，有不同類型的巧克力（黑巧克力、牛奶巧克力和白巧克力），因此最終產品的碳水化合物、脂肪和蛋白質的成分不同。

可可脂 | 圖片來源：pixabay

黑巧克力是蔗糖和可可顆粒的懸浮液，在連續的脂肪相中包裹着磷脂，通常是可可脂，總固體含量為65%-75%。

牛奶巧克力則是在黑巧克力的基礎上加入了牛奶、奶粉或者煉乳，味道更加甜蜜。

而白巧克力比較特殊，主要成分包括可可脂、糖、牛奶和香料。白巧克力成分與牛奶巧克力基本相同，只是不含可可粉，乳製品和糖粉的含量相對較大，甜度也更高。

不同巧克力的成分含量，包括兩種黑巧克力（D1、D2）、兩種牛奶（M1、M2）和一種白巧克力（W） | 表格來源[2]

這樣一介紹，立馬就展現出了你思考問題時清晰的邏輯，好感度繼續++++++10！

為了更加詳細的介紹不同種類的巧克力，除了味道之外，我們還應該別出心裁的關注其質地、光澤度、顏色、形狀、粗糙度和表面紋理等特性。

其中，巧克力質地是由**甘油三酯堆積結構（多晶型）、微觀結構特性、分散顆粒、粒徑分佈和固體脂肪含量（solid fat content SFC）**即產品中固體與液體脂肪的比例等因素綜合決定的。

可可脂作為固體巧克力中最重要的成分，當然要被着重關注——可可脂是在製作巧克力和可可粉過程中自可可豆抽取的天然食用油。

巧克力感官特徵的核心是連續相脂質成分（主要是可可脂），它影響着巧克力的融化特性和口感特徵。

而可可脂可以根據甘油三酯（脂肪酸）的結晶形式分為六種多晶型（I-VI），其中I型最不穩定，V型最理想，在儲存過程中可轉化為VI型最穩定。

六種多晶型可可脂的温度狀態和穩定性 | 圖片來源[6]

如果我們在製造過程中想要獲得特定形式的可可脂，可以使用一種稱為回火的熱工藝，在融化温度為32–34°C的可可脂中獲得所需的V型。

除了可可脂之外，上面提到的多態甘油三酯也很重要。脂肪酸鏈之間的距離、相對於鏈端甲基平面的傾斜角度以及甘油三酯在結晶過程中的堆積方式都是影響多態甘油三酯的最終形態的因素。

除了組成成分之外，巧克力的融化特性也很重要，其主要受到結晶狀態和脂肪含量的影響。

可可脂和乳脂的融化曲線 | 圖片來源[2]

從上圖中我們可以看出，乳脂和可可脂的融化曲線峯值位點存在明顯的差異。

不僅如此，不同結晶狀態的的可可脂融化温度也存在差異。所以不同種類的巧克力融化特性也是不同的哦！

最後，通過對巧克力形變過程中的聲發射（acoustic emission AE）可以定量地研究巧克力的硬度。

在這三種巧克力之中，黑巧克力的硬度更高，變形過程中產生的聲發射更強，牛奶巧克力次之，最後是白巧克力。

還不快拉上心儀對象一起細細品味你準備的巧克力，看看能不能感受得到硬度和融化的差異？

巧克力融化會流動

我們之間會不會情愫湧動？

一起品嚐過巧克力之後，相信你已經打開了心儀對象的心門，然而征程並未結束，本攻略會教你持續發力，比優秀更進一步。

相信和Norma一樣，很多小夥伴都喜歡巧克力在口中融化時的細膩口感，那麼這時候，繼續輸出巧克力流動特性的知識，一定能讓你們之間的氣氛持續升温！

融化的巧克力是蔗糖、可可和\或乳等的固體粒子在連續脂肪相中的一種懸浮液。

這些分散在懸浮液中的粒子具有多種面孔：它們可能看起來像立方體、甜甜圈、纖維或線圈。

在懸浮液中，表面活性劑覆蓋了懸浮顆粒和連續液相之間的界面。當融化的巧克力被舌頭剪切時，多種因素綜合作用改變着懸浮液中的結構。

下面這幅圖説明了多種因素對巧克力流變的影響過程，主要包括：變形、取向、脱團聚和團聚這四個因素。一般來説，前三種機制會導致結構更加均勻，被稱為結構效應。

巧克力流變過程中的微觀結構示意圖 | 圖片來源[3]

巧克力在口中融化時，連續的脂肪相轉化為連續的水相，與唾液混合，溶解糖顆粒，而脂質和可可固體覆蓋在口腔上皮表面。

我們的舌頭會在舌頭和上顎之間融化的巧克力層中產生剪切流。

根據牛頓定律，舌頭施加的剪切應力𝛕是巧克力體積剪切粘度和剪切速率D的乘積，剪切速率本身近似於舌頭速度與融化巧克力層厚度的比值。

簡而言之，剪切速率和剪切應力之間呈現過零點的直線關係。

不同類型的流變圖，橫軸代表剪切應力，縱軸代表剪切速率：1.牛頓流體 2.賓漢流體 3.假塑體（如巧克力） | 圖片來源[4]

而對於賓漢（Bingham）流體，該直線不過零點，比起牛頓流體向右平移了一段距離，也就是有了一個初始的剪切應力𝛕0。

然而，巧克力的流變學顯示出非牛頓的的特徵，即粘度η取決於剪切速率、時間和温度。

通常，讓我們感到口感很好的巧克力對應於1.5–3.5 Pa·s的粘度，代表性剪切速率為20/s。

從上圖中可以看出，巧克力的流變圖是一個曲線，其大致的粘度特性可以用公式

來表示，其中K0和K1為參數。

隨着剪切應力的增加，口中巧克力的粘度會有階段性的變化：第一階段，結構效應占據主導地位，巧克力就會脱離固體的特徵，隨着剪切應力的增加，粘度會持續降低；

第二階段，當剪切應力到達另一個閾值𝛕1時，粘度會降低到最小值（0.5-2.0 Pa·s）；

第三階段，巧克力會發生“結構塌陷”，變為凝聚的絮凝顆粒，粘度隨剪切應力或剪切速率以及時間而增加；

第四階段，凝聚的絮凝顆粒遭到破壞，粘度會隨着應力、剪切速率和時間的增加而再次下降。

想不到巧克力在口中融化的過程竟然怎麼複雜，是不是更像戀愛中的情緒變化了？

掌握好本攻略第三章，心儀對象絕對會get到你的萬千“情”絲，心動指數++++++30！

新型巧克力

共同展望我們未來的幸福生活

最後一步，也是最關鍵的一步，一定要暗示心儀對象關於我們未來幸福生活的規劃。

可是這怎麼通過巧克力來實現呢，別急，還真有辦法。我們把未來巧克力的發展方向講一講，不就合理暗示到了嗎！

暢想一下未來的巧克力，如果能讓它在加工過程中更容易被製作成各式各樣的形狀，肯定更有利於未來的小夥伴在520的真情表露呀！

圖片來源：pixabay

20世紀20年代初，首次出現了半固態加工巧克力的工藝，巧克力可以通過模具在高壓下擠壓獲得一定的短期柔韌性（short-term flexibility）。

最近的研究發現，在巧克力的主熔化峯以下進行等温冷擠壓加工，可使巧克力的液體可可脂含量增加，從而使材料具有暫時的柔韌性。

擠壓過程中所做的工作主要是使可可脂發生相變，而不是簡單地加熱材料。

在這種短暫柔韌的特性下，也許未來將會有和如今很不同的商品巧克力呢？説不定還會有面心立方結構的巧克力？

除了柔韌性之外，巧克力遇熱融化的特性總是會給生活帶來諸多不便，如果有耐熱的巧克力，那我們夏天就不怕巧克力會融化啦！

理想的耐熱巧克力應該在高温下不會失去形狀和結構，但在口腔中應具有所需的可熔化性，保證我們可以品嚐到巧克力的正常口感。

目前，製造耐高温巧克力主要有三種方式，分別為：脂肪改性、糖的微觀結構改性和加工工藝的改進。

耐熱巧克力的不同生產方法及相關特徵 | 圖片來源[6]

相信按照本攻略最後一部分內容的暗示，你的心儀對象一定明白了你在為你們的共同未來而思考，我不信TA能不感動！好感度++++++30！！！

綜上所述，只要你認真按照中二所的魅力炸彈養成-速成版攻略行動，你的心儀對象一定會在這個浪漫的2022.05.20被你攻略。

還看什麼看？還不快去準備巧克力？別忘記路上一定要認真複習本攻略啊！

中二所在評論區等待你成功的故事！

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最後，下面的活動確定不來看看？

參考文獻

[1]安梁.巧克力小史[J].同舟共進,2022(03):90-91.

[2]Ol A ,  Am B ,  Ag A , et al. A comparative study of thermal and textural properties of milk, white and dark chocolates - ScienceDirect[J]. Thermochimica Acta, 2019, 671:60-69.

[3]Windhab,  Erich J . What makes for smooth, creamy chocolate?[J]. Physics Today, 2006, 59(6):82-83.

[4]唐梁.巧克力的流動性質[J].食品工業,1993(03):7-10.

[5]Chen Y W ,  Mackley M R . Flexible chocolate[J]. Soft Matter, 2006.

[6]Suri T ,  Basu S . Heat resistant chocolate development for subtropical and tropical climates: a review[J]. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2021(2):1-20.