【观影必备】爆米花的“原力”来自哪里？
又到年末了
一大波电影将陆续在各大电影院上映
很多人喜欢在入场前买上一桶现爆的爆米花
图片来源：iask
在影院、赛场看台
爆米花都是特别受欢迎的零食
什么？妈妈不给买？
那就只能偷王子的爆米花了
哎呀，停不下来，真香！
图片来源：YouTube
相信很多不愿意暴露年龄的小（lao）伙伴们
都有过这样的童年：
只要听到街上“嘭”的一声巨响
就知道爆米花的老爷爷来了
然后兴奋地跑过去
老式爆米花机|图片来源：百度
又期待又害怕地等着观赏
从“铁葫芦”一样的爆米花机里炸出来的爆米花
老式爆米花机爆玉米|图片来源：芒果TV
但现在影院里的爆米花机通常是这样的
影院爆米花机|图片来源：百度
大家在影院买爆米花时有没有过这些疑问:
为什么影院制作爆米花不需要“铁葫芦”？
为什么“铁葫芦”不仅能爆玉米，还能爆大米？
而影院的只能爆玉米？
要解答这些问题，我们先来了解一下：
玉米变成爆米花到底发生了什么变化？
驱动这个变化的“原力”来自哪里？
玉米粒大家再熟悉不过了
如果你把一颗玉米粒切开
可以看到它的内部是这样的：
从外到内分别是种皮、胚乳和胚
胚乳主要由淀粉和水组成
玉米粒的剖面结构图|图片来源：たべるご
用影院的爆米花机制作爆米花
和用平底锅制作爆米花的原理是一样的：
加热玉米
玉米内的水温度不断升高
使淀粉糊化
一部分水则变成蒸汽挤压种皮
坚硬厚实的种皮能把水蒸汽聚集在玉米粒内部
但随着温度上升
水蒸汽对种皮的压力不断增加
科学家研究发现
当温度升到180度左右时
玉米粒内部的压强会上升到930千帕左右
（大约是九倍的大气压）
升温过程中爆开的玉米粒的比率 [1]
这时，种皮再也承受不了更大的压力
就会瞬间爆裂
高温的糊化淀粉从爆裂的种皮中喷涌而出
发生膨胀，形成淀粉泡沫
淀粉泡沫遇冷迅速定型，形成爆米花
高速摄像机拍摄的爆米花“爆炸”过程|图片来源：YouTube
整个爆裂过程的关键在于
玉米粒内部形成足够大的蒸气压
这正是爆米花的“原力”所在
要想形成足够大的蒸气压
玉米粒需要具备以下条件：
厚实完整的种皮和适量的水
实验证明：
玉米粒含水量为14~17%时膨化效果最佳
爆裂玉米的含水量和膨化效果的关系 [2]
由于不同品种的玉米粒的种皮厚度、
所含水分和淀粉的比例都不同
所以不是所有的玉米粒
都能用影院的爆米花机做成爆米花
影院的爆米花机使用的是一种特殊玉米
名为 Zea mays everta ，俗称“爆裂玉米”
爆裂玉米和普通玉米的对比图|图片来源：Hobby Farms
跟其他玉米相比
爆裂玉米颗粒小，
外皮厚实、质地坚硬，不易透水汽
它的含水量约为14%
内部的硬质胚乳部分较厚
这样的玉米粒在受热时就像一个迷你高压锅
能承受比其他玉米粒更高的温度和压力
内部的淀粉可以充分糊化
从而产生更好的“爆炸”效果
以爆裂玉米为原料
在家里还可以用微波炉、平底锅等常见厨具
轻松地“炸”出爆米花
爆裂玉米粒和甜玉米粒的结构对比图|图片来源：NIKKEI STYLE
而普通玉米（如甜玉米）由于种皮不够坚硬
胚乳中的硬质淀粉也相对薄一些
在较低的温度下就会破裂
淀粉不能充分糊化
所以不能形成有效的“爆炸”
如果用普通玉米粒加热，结果是这样的
平底锅“爆”普通玉米|图片来源：抖音
如果用爆裂玉米，效果是这样的
平底锅“爆”爆裂玉米|图片来源：抖音
那么，普通玉米能做成爆米花吗？
可以，但需要特殊的设备：老式爆米花机
老式爆米花机就是一个高压锅
倒入玉米粒，盖好盖子后
可形成密闭环境
加热后
玉米粒内外的压强
会随着炉内温度的升高而一起升高
种皮内外压强差很小
所以种皮不会轻易破裂
这保证了玉米粒内部的淀粉充分糊化
当炉内压强升高到一定程度时
快速打开盖子
炉内的气体瞬间释放，气压骤减
此时，玉米粒内外产生巨大的压强差
玉米粒内部的水蒸气撑破种皮，
和糊化的淀粉一起爆出
这就形成了爆米花
使用这样的老式爆米花机
不仅可以爆玉米，还能爆大米！
老式爆米花机爆大米|图片来源：百度
影院用的爆米花机和老式爆米花机的区别是：
老式爆米花机能形成密闭的空间
它最开始让玉米粒内外都形成高压
然后突然减小玉米粒外部压力
形成较大的内外压强差，使玉米粒爆裂
这种方法弥补了：
普通玉米粒种皮不能承受足够压强的弱点
而影院用的爆米花机不需要形成密闭的空间
它是通过直接增大玉米粒内部的压强
产生内外压强差，来使玉米粒爆裂
图片来源：搜狐
老式爆米花机虽然对玉米粒的种类没有要求
但对容器的密闭性有高要求
它需要承受非常大的气压
如果罐体（尤其是开口处）承压能力弱
就很容易发生爆炸
另外，老式爆米花机罐体一般都含铅
加热时铅会被爆米花吸附
如果吃多了老式爆米花机爆出的爆米花
容易导致铅中毒
铅的危害|图片来源：世界卫生组织
而影院用的爆米花机虽然需要特殊的爆裂玉米
但这种玉米粒对容器的密闭性没有高要求
操作更简单更安全
还避免了铅带来的危害
最后，为什么一颗小小的玉米粒爆出的爆米花
体积能增大数十倍？
这是因为爆米花拥有蓬松多孔的结构
取一颗爆米花，用显微镜放大250倍
可以看到下图的多孔泡沫结构
显微镜下的爆米花|图片来源：YouTube
这种结构是水蒸汽冲破种皮释放后
糊化的淀粉不断膨胀、冷却形成的
这种结构会让新爆的爆米花口感酥脆
但是也会让爆米花拥有较强的吸湿能力
所以爆米花很容易受潮变软
好了，知识点了解完了
是时候看个电影放松下了
大片上映在即
还不快约上小伙伴
买好电影票，抱上爆米花
Let's all go to the cinema
Enjoy the movie!
1957年第一条爆米花广告|图片来源：YouTube
鸣谢：名古屋大学吴洋博士为本文提供科学指导
参考文献：
[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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