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吃的真相2 卡布奇诺的泡泡诞生记（二）
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正宗卡布奇诺的那招，属于“通气法”，就是把气体通到液体里，气体钻出来就成了气泡。
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在老板给了我卡布奇诺的拼写之后，我很好奇地去查了它的做法。正宗的卡布奇诺是以浓缩咖啡（espresso，大致发音“已死不勒索”）为基础的，应该装在瓷杯子里，上面的那层泡沫是把热的水蒸气通到凉的牛奶里产生的。瓷杯子和这层泡沫除了看起来有情调一些，还有保温的作用。做真正的卡布奇诺的咖啡机的设计要复杂一些，关键部分是把水加压加热——在卡布奇诺咖啡机的内部，水与咖啡粉接触的地方水温可达95℃，通过咖啡粉末的时候，从中提取可溶成分的能力和效率都要比通常的热水高，因而得到的咖啡很浓。就咖啡因而言，通常浓度是普通咖啡的两三倍。此外，还有一些通常热水提取不出来的成分也被搞定。这样，浓缩咖啡并不是简单的“普通咖啡的浓缩”，其中的成分也不相同。既然有加压的水，自然也就可以产生高压的水蒸气。把高压水蒸气通到牛奶里，就能产生牛奶泡沫。把泡沫装到浓缩咖啡的上面，就是卡布奇诺了。
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不过这玩意儿操作起来不是那么方便，至少不能放到图书馆或者会议室的走廊，让大家自己去弄——除了瓷杯子和牛奶桶的不便，万一哪个人毛手毛脚的被水蒸气烫了手，经销商可就亏大了。所以，真正的卡布奇诺，还得到咖啡店里让店家服务，或者买台机器回家自己动手。
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对美国人来说，还是喜欢用一次性的杯子，投几个硬币，然后接一杯拿着去上课、开会或者自习。那层泡沫有助于保温，在冬天里尤其受欢迎。我们要做的，就是这种山寨版的“卡布奇诺”。
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江湖前辈风清扬说，天下武功只要九招剑法就可以全部破掉。食品中产生泡沫，只有三招，产生泡沫的形形色色的厨具，都是从这三招变化而来。正宗卡布奇诺的那招，属于“通气法”，就是把气体通到液体里，气体钻出来就成了气泡。另一招是“减压”，就是在高压下把气体溶解到水中，突然减压之后水中的气体获得了自由，争先恐后杂乱无章地逃跑，就产生了气泡。碳酸饮料就是这种方式，还有啤酒和一些葡萄酒也依靠其中的二氧化碳而“起泡”。最简单、最容易操作的还是第三招——搅和。拿一个鸡蛋，只要蛋白，用搅拌器或者筷子“打”一会儿，就能产生雪白细腻的可以保持形状的泡沫。搅上一盘，摆七根薯条或者桔梗，在某些饭店里就可以叫做“七剑下天山”了。
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令狐冲所有的剑招都需要一把剑，否则他就跟常人无异。而得到稳定的泡沫都需要水里有乳化剂，正式版和山寨版的卡布奇诺都用奶粉来实现乳化。啤酒和葡萄酒在发酵过程中会产生一些蛋白质碎片等具有表面活性的成分，也具有乳化性能。至于鸡蛋白，乳化性能就更好了，不加水的蛋白浓度也高，搅出的泡沫接近固体了。
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收到公司寄来的饮料机，找了个改锥给拆开了。我的老板喜欢招学过工程的学生，大概也是因为敢于下手，不管什么仪器都敢拆开，只要再装回去的时候不多出零件来就行了。里面其实没有我想象的那么复杂，就是一个电路板，连接到几个马达。水经过热水器连到搅拌器里，搅拌器上方有几个盒子，用来装各种不同的粉末，比如奶粉、可可粉、咖啡粉等。每个盒子底部都有一根螺旋状的棍子，一转起来就可以把粉末带出来，掉到搅拌器里。
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那个电路板显然是整个饮料机的“大脑”，根据面板上的选择决定马达们哪个先转、哪个后转，不过我完全看不懂那个电路板和那堆红红绿绿的线。虽然做研究好奇心很重要，但是不被累死的关键是看不懂的东西就不去折腾。于是我直接无视了饮料机的“大脑”而着眼于细节——我只需要关心那个搅拌器就行了。
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那个搅拌器也比较简单，就是一个小马达带动一个搅拌桨，搅拌桨外面是一个不大的塑料壳。热水和粉末一起进到搅拌器里，被搅和之后再从搅拌器下面的口出来，就成了气体和液体的混合物。接到杯子里，很快就变成了下面是液体上面是泡沫的“卡布奇诺”。
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我剪掉电线，取了一个搅拌器下来，开始了搭建装置的努力。过程实在是烦琐，一言难尽，大致就是把整个实验室都翻了个遍，寻找各种东西为我所用。这个过程中还发现原来这个实验室的犄角旮旯里藏着许多我都没见过的东西，有很多估计老板都忘了它们的存在。最后，终于在实验台上搭出了一堆东西，可以搅出泡沫来，也可以检测其中的几个物理量。
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前面说过为了显示这个项目的技术含量，要用核磁成像来检测不同位置的泡沫含水量的变化曲线。虽然老板气定神闲地说过我们已经成功地应用这个技术很久了，其实他并不清楚这个泡沫做核磁成像不是一定能成的。简单来说，泡沫的核磁成像，就是把一管子泡沫放到仪器里，连续检测它产生的核磁信号，在各个位置检测到的信号由那个地方的氢原子数、溶液的核磁特性参数以及操作参数决定。对于泡沫来说，泡沫中的水在不停地从上往下流，而这个过程伴随着溶液的核磁特性参数的变化。应用这个技术来检测含水量的变化，关键就是把操作参数调节到除了含水量之外的其他参数总的影响接近常数。此外，仪器接收到的信号除了泡沫产生的，还有一些背景信号——就像我们听别人说话的同时也能听到噪音。如果噪音太大，就可能淹没真正的信号，检测到的东西就没有意义了。在分析技术上，把想要检测的信号和背景噪音的比值称为“信噪比”。信噪比越高，检测结果就越容易分析。对于一个具体的检测来说，如果我们做两次检测，然后把检测结果相加，那么信号就会成倍加强，但是由于“噪音信号”是杂乱无章的，相加之后强度增加要少一些。这样，信噪比增加了，检测结果就更加清晰。
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我以前做的检测是为了研究泡沫的稳定机理，泡沫故意做得很稳定。那台仪器扫描一次要两秒钟左右，因为泡沫很稳定，我可以把60多次扫描的信号相加当做一个时间点，这样信噪比很高，曲线很平滑。但是这个卡布奇诺的泡泡太不稳定了，含水量的分布变化很快，没法把那么多次的信号相加。减少扫描次数，得到的曲线信噪比不是那么高，就不那么赏心悦目了。我再一次跟老板探讨做这个的必要性，老板说能做成啥样就做成啥样了，反正对公司来说都是新鲜玩意儿。
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吃的真相2 卡布奇诺的泡泡诞生记（三）
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比较明显的因素有溶液进入搅拌器的速度和马达的转速：当进入速度慢的时候，产生的泡沫更加丰富；而马达的转速增加也会增加产生的泡沫量。
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虽然说科学研究的结果有时候很有趣，不过收集数据的过程多数都很枯燥无味，这个研究泡沫的项目把这种枯燥发挥到了极致。在实验装置搭好以后，需要干的事情就是把各个操作参数取不同的数值，再互相组合形成很多组操作条件，然后配溶液、开马达、收集泡沫、测量各个泡沫的指标。
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周而复始，日复一日，过不了几日人类喜新厌旧的种子就开始滋生。还在会议室跟公司的人讨论的时候我就想过如何把这活儿推销出去——想来应该比赵大叔卖拐还是要容易一些。于是跟老板说，你看这实验挺容易的，干脆你找个爱好科研的本科生来，我带着他做得了，这样我还可以去干别的。老板也觉得这实验没有什么技术含量，还是希望我去给他写程序解方程——虽然那也基本上是体力活，不过老板自己不会，也找不到人手，于是大喜。估计也用不着什么忽悠，就有爱好科研的孩子争先恐后了——即使对实验没兴趣，作为打工的机会赚点生活费，还能在以后的简历上写“参与过某某研究项目”，吸引力还是巨大的。两天以后，老板那门课的课代表就得到了这个机会——近水楼台的优势，凡是有人的地方都是存在的。
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于是每当师妹没课，就来到实验室。我给她几组那天要做的条件，她做完之后再给我数据。我隐隐体会了一下做“老板”的感觉，原来真的不错，难怪每个人都想做老板。
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测试了许多因素之后，比较明显的因素有溶液进入搅拌器的速度和马达的转速：当进入速度慢的时候，产生的泡沫更加丰富；而马达的转速增加也会增加产生的泡沫量。讨论结果的时候，老板说这两个因素影响明显，我们得有一个合理的解释。虽然提出了几个可能，但是没有证据支持的可能只能是“猜想”而不能作为解释。科学与工程的一个区别在于：工程上知道是怎么回事也就够了，而科学上还需要进一步知道为什么是这样。虽然在理学院面前，我们是以工程的面目存在的，但是在工业界面前，我们还得摆出科学的姿态来。
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我说，如果这个搅拌器是玻璃做的就好了，可以看看溶液在里边是怎么搅的。老板一听，说：要透明的容易啊，你们去车间里找那个技工，让他用透明塑料做一个搅拌容器，你把马达拆下来装进去就成了嘛。
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不能不说大学的优势就在于此。系里有一个车间，里边有各种车床和工具。当教授们需要什么买不到的装置，就可以让技工给加工出来。那个技工说起话来很蔫，一口地道的方言英语，我跟他交流实在是有点障碍，就打发师妹去了。
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师妹找他回来，说是没有问题，但是需要加工图纸。话说当年，我也是练过画图纸的。刚上大学的那一年，每周都要在那栋比我奶奶年纪还大的楼里，趴在专用的绘图桌上修炼几个小时。在被称为蓝旗营技术学院的校园里，故老相传绘图是近百年的传统。我们当然不是一个人，两千来人的一届学生中，据说只有中文这样风雅的专业不用绘图。而我们，则光是削铅笔就要学上大半节课。