又到年末了
一大波電影將陸續在各大電影院上映
很多人喜歡在入場前買上一桶現爆的爆米花
圖片來源：iask
在影院、賽場看臺
爆米花都是特別受歡迎的零食
什麼？媽媽不給買？
那就只能偷王子的爆米花了
哎呀，停不下來，真香！
圖片來源：YouTube
相信很多不願意暴露年齡的小（lao）夥伴們
都有過這樣的童年：
只要聽到街上「嘭」的一聲巨響
就知道爆米花的老爺爺來了
然後興奮地跑過去
老式爆米花機|圖片來源：百度
又期待又害怕地等著觀賞
從「鐵葫蘆」一樣的爆米花機裡炸出來的爆米花
老式爆米花機爆玉米|圖片來源：芒果TV
但現在影院裡的爆米花機通常是這樣的
影院爆米花機|圖片來源：百度
大家在影院買爆米花時有沒有過這些疑問:
為什麼影院製作爆米花不需要「鐵葫蘆」？
為什麼「鐵葫蘆」不僅能爆玉米，還能爆大米？
而影院的只能爆玉米？
要解答這些問題，我們先來了解一下：
玉米變成爆米花到底發生了什麼變化？
驅動這個變化的「原力」來自哪裡？
玉米粒大家再熟悉不過了
如果你把一顆玉米粒切開
可以看到它的內部是這樣的：
從外到內分別是種皮、胚乳和胚
胚乳主要由澱粉和水組成
玉米粒的剖面結構圖|圖片來源：たべるご
用影院的爆米花機製作爆米花
和用平底鍋製作爆米花的原理是一樣的：
加熱玉米
玉米內的水溫度不斷升高
使澱粉糊化
一部分水則變成蒸汽擠壓種皮
堅硬厚實的種皮能把水蒸汽聚集在玉米粒內部
但隨著溫度上升
水蒸汽對種皮的壓力不斷增加
科學家研究發現
當溫度升到180度左右時
玉米粒內部的壓強會上升到930千帕左右
（大約是九倍的大氣壓）
升溫過程中爆開的玉米粒的比率 [1]
這時，種皮再也承受不了更大的壓力
就會瞬間爆裂
高溫的糊化澱粉從爆裂的種皮中噴湧而出
發生膨脹，形成澱粉泡沫
澱粉泡沫遇冷迅速定型，形成爆米花
高速攝像機拍攝的爆米花「爆炸」過程|圖片來源：YouTube
整個爆裂過程的關鍵在於
玉米粒內部形成足夠大的蒸氣壓
這正是爆米花的「原力」所在
要想形成足夠大的蒸氣壓
玉米粒需要具備以下條件：
厚實完整的種皮和適量的水
實驗證明：
玉米粒含水量為14~17%時膨化效果最佳
爆裂玉米的含水量和膨化效果的關係 [2]
由於不同品種的玉米粒的種皮厚度、
所含水分和澱粉的比例都不同
所以不是所有的玉米粒
都能用影院的爆米花機做成爆米花
影院的爆米花機使用的是一種特殊玉米
名為 Zea mays everta ，俗稱「爆裂玉米」
爆裂玉米和普通玉米的對比圖|圖片來源：Hobby Farms
跟其他玉米相比
爆裂玉米顆粒小，
外皮厚實、質地堅硬，不易透水汽
它的含水量約為14%
內部的硬質胚乳部分較厚
這樣的玉米粒在受熱時就像一個迷你高壓鍋
能承受比其他玉米粒更高的溫度和壓力
內部的澱粉可以充分糊化
從而產生更好的「爆炸」效果
以爆裂玉米為原料
在家裡還可以用微波爐、平底鍋等常見廚具
輕鬆地「炸」出爆米花
爆裂玉米粒和甜玉米粒的結構對比圖|圖片來源：NIKKEI STYLE
而普通玉米（如甜玉米）由於種皮不夠堅硬
胚乳中的硬質澱粉也相對薄一些
在較低的溫度下就會破裂
澱粉不能充分糊化
所以不能形成有效的「爆炸」
如果用普通玉米粒加熱，結果是這樣的
平底鍋「爆」普通玉米|圖片來源：抖音
如果用爆裂玉米，效果是這樣的
平底鍋「爆」爆裂玉米|圖片來源：抖音
那麼，普通玉米能做成爆米花嗎？
可以，但需要特殊的設備：老式爆米花機
老式爆米花機原理圖|小小蒲公英
老式爆米花機就是一個高壓鍋
倒入玉米粒，蓋好蓋子後
可形成密閉環境
加熱後
玉米粒內外的壓強
會隨著爐內溫度的升高而一起升高
種皮內外壓強差很小
所以種皮不會輕易破裂
這保證了玉米粒內部的澱粉充分糊化
當爐內壓強升高到一定程度時
快速打開蓋子
爐內的氣體瞬間釋放，氣壓驟減
此時，玉米粒內外產生巨大的壓強差
玉米粒內部的水蒸氣撐破種皮，
和糊化的澱粉一起爆出
這就形成了爆米花
使用這樣的老式爆米花機
不僅可以爆玉米，還能爆大米！
老式爆米花機爆大米|圖片來源：百度
影院用的爆米花機和老式爆米花機的區別是：
老式爆米花機能形成密閉的空間
它最開始讓玉米粒內外都形成高壓
然後突然減小玉米粒外部壓力
形成較大的內外壓強差，使玉米粒爆裂
這種方法彌補了：
普通玉米粒種皮不能承受足夠壓強的弱點
而影院用的爆米花機不需要形成密閉的空間
它是通過直接增大玉米粒內部的壓強
產生內外壓強差，來使玉米粒爆裂
圖片來源：搜狐
老式爆米花機雖然對玉米粒的種類沒有要求
但對容器的密閉性有高要求
它需要承受非常大的氣壓
如果罐體（尤其是開口處）承壓能力弱
就很容易發生爆炸
另外，老式爆米花機罐體一般都含鉛
加熱時鉛會被爆米花吸附
如果吃多了老式爆米花機爆出的爆米花
容易導致鉛中毒
鉛的危害|圖片來源：世界衛生組織
而影院用的爆米花機雖然需要特殊的爆裂玉米
但這種玉米粒對容器的密閉性沒有高要求
操作更簡單更安全
還避免了鉛帶來的危害
最後，為什麼一顆小小的玉米粒爆出的爆米花
體積能增大數十倍？
這是因為爆米花擁有蓬鬆多孔的結構
取一顆爆米花，用顯微鏡放大250倍
可以看到下圖的多孔泡沫結構
顯微鏡下的爆米花|圖片來源：YouTube
這種結構是水蒸汽衝破種皮釋放後
糊化的澱粉不斷膨脹、冷卻形成的
這種結構會讓新爆的爆米花口感酥脆
但是也會讓爆米花擁有較強的吸溼能力
所以爆米花很容易受潮變軟
好了，知識點了解完了
是時候看個電影放鬆下了
大片上映在即
還不快約上小夥伴
買好電影票，抱上爆米花
Let's all go to the cinema
Enjoy the movie!
1957年第一條爆米花廣告|圖片來源：YouTube
鳴謝：名古屋大學吳洋博士為本文提供科學指導
參考文獻：
[1] Virot, E., & Ponomarenko, A.(2015). Popcorn: critical temperature, jump and sound. Journal of The RoyalSociety Interface, 12(104), 20141247.
[2] Hoseney, R. C., Zeleznak, K., &Abdelrahman, A. (1983). Mechanism of popcorn popping. Journal of cereal Science,1(1), 43-52.
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