研究表明茶水上的薄膜會讓口味更好

有句話叫做一花一世界，而在科學家的眼中，一茶也能窺見萬般的科學奇妙。

近日，來自瑞士蘇黎世聯邦理工學院的研究人員在權威期刊Physics of Fluids上發表了關于茶葉界面的研究成果。

在一杯茶中可以直觀地觀察到界面現象，形成的表面膜很脆，有輕微的彩虹色，當受到擾動時，它會像浮冰一樣破裂。

任何人都可以用水和茶葉泡出一杯茶，但在日常飲茶者的眼中，這個薄膜似乎是隨機形成的。然而，在實驗室環境中，這種薄膜可以被小心地控制。研究者們研究了不同碳酸鈣濃度的茶膜的流變性能，以及由一些文化茶藝活動引起的添加的影響。

早期對茶膜的研究主要集中在厚度、動力學形成和膜的組成，但是僅限于紅茶。人們還對常見的茶中加物進行了測試，包括糖、牛奶和檸檬。

用自來水沖泡的紅茶，茶可以明顯地在與空氣接觸的地方生成一層薄膜

此前的研究表明這種薄膜不是來自于蠟涂層，研究專注于化學成分和物理厚度，然后根據傳輸現象和pH值變化預測厚度偏差，來評估這些薄膜茶膜由氧化茶多酚、碳酸鈣和其他鹽組成。

然而，一杯茶只有兩種成分：茶葉和水。

所有的茶葉都來自同一種植物——山茶。雖然茶樹有不同的品種，但茶葉的加工過程決定了茶葉的品種，如發酵、氧化、滾制、蒸制和干燥。全球消費的茶63%是紅茶，另外30%是綠茶。

水質可以通過許多特性來判斷，包括pH值、總溶解固體和硬度溶解碳酸鈣是水硬度測量中考慮的主要成分。水的硬度在地下水中有自然的變異性，并且根據當地的水資源和處理方式可以有很大的變化。在不同的地區，甚至在不同的城市，水樣中的碳酸鈣含量會有所不同。

軟水的CaCO含量低于60毫克/升。61～120被歸類為中等硬度，121～180被歸類為硬度，超過180毫克的CaCO/L被歸類為非常硬度。以泡茶為目的時，理想的CaCO3濃度被認為是17毫克～68毫克CaCO/L。低于這個濃度，茶會收斂，高于120毫克碳酸鈣/升，味道就會減弱。

已知最早的關于茶的專著是公元762年陸羽編寫的《茶經》系列卷軸。在他的沏茶著作中，陸羽提出了以下建議：“在第一次煮沸時，加入適量的鹽，以調和味道。”

鹽茶在蒙古、西藏、哈薩克和喜馬拉雅地區的傳統中仍然很常見，但在這些地區以外并沒有普及。雖然陸羽（湖北人）并不是來自一個現在有大量鹽茶傳統的地區，但人們認為，他在烹飪過程中使用鹽的目的是為了澄清水，而不是提供咸味。

沒人知道陸羽為什么要進行放鹽的這個步驟，但研究者們推測，這個步驟將蛋白質鹽化，殺死微生物，或平衡pH值。

水鹽化步驟將對水中的離子含量有很大的影響。鹽的加入保持pH值在釀造過程中更恒定，并改變了可用于薄膜組成的鹽。泡茶本身會降低溶液的pH值，因為茶多酚會分散在溶液中。

雖然水會影響沖泡的茶的渾濁度、顏色和黃烷醇含量，但大多數每天飲茶的人仍然使用當地的自來水。各地的自來水各不相同。

然而，歐洲聯盟飲用水指令規定，從健康角度來看，40毫克鈣/升～80毫克鈣/升是最佳的，所使用的水的離子含量已被證明對產生的茶膜質量有影響，以至于去離子水不能形成可收集的膜。

膜主要由氧化多酚、鹽和碳酸鈣組成，降低pH值已被證明對從紅茶中提取茶黃素（一種多酚）有積極作用。由于氫離子豐富的環境允許改進茶黃素的提取，人們可以假設，在酸性更強的茶沖泡中可以找到更多可能形成表面膜的物質。

然而，表面膜含有其他尚未完全闡明的化合物。另外，pH值越低，茶膜越薄。由于鈣離子與檸檬酸的絡合作用，檸檬汁的加入形成了比這個方程預測的更薄的膜。

CaCO被認為是茶膜形成的關鍵成分，但是在不同的CaCO濃度下，還沒有測量到茶膜的物理厚度。添加糖對茶膜的物理厚度也有稀釋作用，牛奶的添加會影響形成的薄膜的組成，但事實證明，在茶中加入少量牛奶會使薄膜更厚。

我們通過測量界面流變性能來研究CaCO3對茶膜強度的影響，并比較添加了添加劑的茶膜強度與之前對添加添加劑形成的茶膜物理厚度的研究。

研究者們對茶膜的空氣-水界面的界面彈性和粘性模量Gi’和Gi”進行了流變學測量，以加深對形成的薄膜的脆性性質的了解。研究確定了形成的持續時間，穩定膜的流變模量，以及在各種硬度條件下開裂茶膜所需的力。

糖、牛奶和檸檬酸對薄膜的影響也被測量。對茶膜強度的了解可能有助于商業茶飲料的生產，以及在工業泡茶設備上留下的茶膜殘留物和污漬。

界面流變學測量可以檢測人眼難以察覺的薄膜。茶膜厚度與茶膜強度沒有直接關系。在振蕩界面剪切應變掃描中，茶膜在剪切應變約為1%時破裂。在茶中加入檸檬酸可以軟化茶膜，使茶膜不那么脆，只有在界面剪切應變約為2%時才會斷裂。

加糖并不會產生比單純用硬水沏茶更透明的薄膜，也不會影響到茶湯破裂時的張力。形成最強薄膜的條件可以在工業上用于包裝茶飲料，以獲得更好的貨架穩定性和奶茶產品的乳液穩定性。

那么我們怎么泡一杯更好的茶呢？研究者們建議用硬的自來水泡茶，不添加任何添加劑，以便更好地觀察廚房中的這種界面現象。

一旦沖泡完成，就把茶葉移走，這樣可以提供最好的能見度。要在沒有硬水的情況下觀察這種現象，也可以不清洗茶杯，讓可溶解的礦物質在幾次使用后積累起來。（摘自美《深科技》）（編輯/克珂）