圖片來源：ETH Zürich， Department of Health Science and Technology， Institute of Food Nutrition and Health， Zürich， Switzerland
翻譯 李靜一
編輯 戚譯引
有時候我們會感覺需要點魔法來開啟全新的一天，而泡一杯好茶則需要的是一點科學。在美國物理聯合會（AIP）出版的《流體物理學》（Physics of Fluids）中，瑞士蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zurich）的研究人員描述了他們如何將流變學（rheology）科學地應用於“提高一杯紅茶的品質”這一看似離奇有趣的目的。
流變學是研究物質（主要是液態或氣態）流動的學科。這一物理學的分支在工程、地球物理學、生理學、生物學、醫藥學和材料科學中有著無數的實際應用，可用於生產從水泥、油漆到巧克力的各種產品。
在他們的研究中，研究人員描述了一杯茶在沖泡冷卻後的介面現象——在空氣-水介面會形成一層薄膜。這層膜有時能用肉眼觀察到，在受到擾動時就會像海冰一樣出現明顯的裂縫。
利用介面流變學，他們評估了這層薄膜的機械效能，以及影響薄膜形成的因素，包括水的硬度、酸度、是否加入糖或牛奶、茶的濃度和沖泡溫度。
“介面流變學的實驗會涉及到在茶的表面放置一種金屬裝置，”共同作者 Caroline Giacomin 介紹說，“這一裝置的旋轉是經過精心控制的，而茶膜在旋轉下受到的阻力能讓我們確定它的強度。”
雖然茶膜的形成有很多原因，但茶葉殘留的蠟層卻一直被認為是罪魁禍首。然而在 20 世紀 90 年代的研究推翻了這一說法，同時幫助科學家確定在眾多與茶反應形成薄膜的化合物中，碳酸鈣的貢獻比重最大。
“許多地區的自來水來自石灰岩含水層，裡面含有碳酸鈣，這種化合物本身無害，並且可以使水的味道‘更清新’，” Giacomin 介紹說，“美國中西部的許多家庭都有軟水器，用來減少水中的碳酸鈣含量，防止水龍頭裡沉積水垢。”
然而，她補充說：“如果你用純水泡一杯茶，那就完全不會形成那層膜，但茶的味道會嚐起來會很苦。”
研究人員發現，有助於形成最堅固的茶膜的條件是使用硬水來進行沖泡。而這一點可能可以應用在生產包裝茶飲料的工業中，用來延長其保質期或穩定乳液（如果是奶茶產品的話）。相反，形成脆弱的薄膜的條件，可能會對混裝幹茶有用。
Giacomin 說：“在幹茶中加入酸性成分，比如柑橘，可以降低那層薄膜的可見性，同時增添風味。”
參考來源：https：//www。eurekalert。org/news-releases/927360
論文資訊
【標題】Black tea interfacial rheology and calcium carbonate
【作者】Caroline E。 Giacomina and Peter Fischera
【期刊】Physics of Fluids
【日期】07 September 2021
【DOI】10。1063/5。0059760
【連結】
https：//aip。scitation。org/doi/10。1063/5。0059760
【摘要】An interfacial phenomenon can be observed in the kitchen in a cup of black tea。 When tea is left to cool after steeping， a thin film at the air–water interface can form。 In certain conditions， this film is observable by naked eye and， when disturbed， cracks visibly like sea ice。 The mechanical properties of this interfacial film are assessed using bicone interfacial rheometry。 Water hardness， acidity， the presence of sugar or milk， tea concentration， and brewing temperature all affect the formation of this film。 Interfaces formed in hard water （200 mg CaCO3/L） exhibit increased elastic modulus vs those in moderately hard water （100 mg CaCO3/L）， soft water （50 mg CaCO3/L）， and Milli-Q water。 All films formed in chemically hardened water exhibit yielding point behavior in the interfacial oscillatory shear。 Film physical thickness shows no correlation with measured physical strength。 Conditions forming the strongest film， chemically hardened water， may be industrially useful in packaged tea beverages for preferable shelf stability and for emulsion stabilization of milk tea products。 Conditions forming weakened films， addition of citric acid， may be useful for dried tea mixes。 In lab conditions， the film visibility is obscured due to purity of tea ingredients and careful washing。 However， the film physically forms and can still be measured through interfacial rheometry。
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