關鍵概念
物理學
粘度
澱粉
乳化作用
烹飪科學
引言
在漫長的一天之後，沒有什麼比你最喜歡的安慰食物更棒的了，對吧？也許是燉牛肉，一份很棒的沙拉，或者許多人最喜歡的——乳酪通心粉。但是，醬汁的質地必須恰到好處，否則你的麵條要麼泡在醬汁裡——要麼就是一大團！那麼，你如何才能獲得恰到好處的質地呢？準備好邀請一些朋友過來品嚐吧。透過這項科學活動，你可以同時成為科學家、廚師和讓大家高興的人！
背景
醬汁會附著在食物和我們的味蕾上，但是你如何獲得恰到好處的濃稠度或粘性呢？科學家用粘度來描述液體的濃稠度或粘性。液體的粘度越高，由於內部摩擦，它就越能抵抗流動。這通常發生在足夠多的顆粒懸浮在液體中時。當你倒入粘度較高的液體時，這些顆粒會相互碰撞；水狀部分不能簡單地流下去，而是需要擠過顆粒的擁擠人群，把它們拖動。顆粒越多——以及懸浮的顆粒越大——液體就越粘稠。
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廚師有很多方法使醬汁更粘稠。一種方法是新增澱粉。當與液體一起加熱時，澱粉會吸收液體並膨脹。它們的體積隨後會增加約 30 倍。這解釋了為什麼少量澱粉會對粘度產生很大影響。另一種使醬汁變稠的方法是產生乳液。乳液是兩種通常不易混合的液體的混合物。在烹飪中，這通常意味著分散在水溶液中的微小油滴或熔化的脂肪。當液體變得粘稠時，這些微小的液滴就像顆粒一樣起作用。
在這項活動中，您將探索是什麼使乳酪醬變稠，並透過一次消除不同的增稠劑來測量粘度如何變化。
材料
用於測量每種乳酪 100 克的秤（如果您沒有秤，請購買略少於半磅（約 200 克）的每種乳酪；購買量的一半大約為 100 克乳酪。）
200 克美國乳酪
200 克溫和的切達乳酪（或您最喜歡的融化乳酪）
刀（請成人幫忙切割。）
砧板
三個乾淨的盤子
略少於一根黃油（確切地說是八分之三杯）
兩湯匙通用麵粉
量湯匙
三杯牛奶（最好是全脂牛奶）
三個以下尺寸的液體量杯：一杯；四分之三杯；八分之一杯
三杯煮熟並瀝乾的通心粉
平底鍋（在爐子上加熱物品並在它們很熱時處理它們時，請務必請成人幫忙。）
爐子
三個高腳玻璃杯
打蛋器
勺子
定時器
用於儲存剩菜的乾淨容器
肥皂水和毛巾，用於沖洗和擦乾您的器具
食物溫度計（可選）
黑胡椒粉、肉豆蔻粉或您想在醬汁中使用的其他香料（可選）
準備工作
收集所有材料。
煮熟並瀝乾通心粉（在成人的幫助下）
確保有一位成年人在場，以幫助進行切割以及涉及爐子和熱物品的任何步驟。
測量 100 克美國乳酪。
將美國乳酪切成方塊，然後放在一個空盤子上。
測量 100 克溫和的切達乳酪。
將切達乳酪切成方塊，然後將其新增到盛有美國乳酪方塊的盤子中。
重複前四個步驟，準備第二個盛有切塊的美國乳酪和切塊的溫和切達乳酪的盤子。
切下八分之一杯黃油，然後將其新增到仍然空著的盤子中。再重複兩次此操作，將黃油新增到盛有乳酪的兩個盤子中。
將三個高腳玻璃杯裝滿煮熟的通心粉，在頂部留出約一到兩英寸的空間用於盛放醬汁。稍後，您將在其中一個通心粉杯上倒入四分之三杯醬汁，以測量醬汁的流動性。
研究通心粉和乳酪醬的配料表
八分之一杯黃油（一個盤子上的黃油量）
一湯匙通用麵粉
黑胡椒粉、肉豆蔻粉或您可能喜歡的其他香料
一杯牛奶
100 克美國乳酪和 100 克溫和的切達乳酪，切成方塊（一個盤子上的乳酪量）
當以正確的方式混合在一起時，這些成分會產生一種很好的濃稠醬汁，它會粘在您的通心粉上並在您的口中停留。牛奶非常稀。你認為它會粘在你的義大利麵上嗎？你認為哪種成分會幫助醬汁變稠並更好地粘在通心粉上？你能解釋一下為什麼你認為其中一種或多種成分會使醬汁變稠嗎？
步驟
現在您已經提出了一個假設（或基於您當前知識的猜測），您可以開始測試了。您將製作三種醬汁，一種包含所有列出的成分，第二種包含除麵粉外的所有成分，最後一種包含除乳酪外的所有成分。
請注意，說明指示您一個接一個地製作醬汁。如果您有足夠的器具和平底鍋，您可以同時製作兩種醬汁，並由其他人協助。
按照以下說明製作您的第一份醬汁。這種醬汁將包含所有成分。請注意，適量的黃油和乳酪放在盤子上，隨時可以使用。使用爐子時，請務必請成人幫忙。
將一個盤子中的黃油在平底鍋中用中小火融化。
加入一湯匙通用麵粉，充分攪拌並煮幾分鐘，直到黃油和麵粉的混合物看起來光滑，並且麵粉吸收了液體。
新增黑胡椒粉、肉豆蔻粉或您想要的任何其他香料（可選）。
慢慢攪拌加入一杯牛奶。使用打蛋器輕輕打散任何結塊。
加熱混合物直至輕輕冒泡。
降低火候，然後加入一個盤子中的乳酪方塊。
用小火到中火加熱，並不斷攪拌，直到所有乳酪都融化，並且得到光滑的醬汁。
當您在鍋中攪拌時，這種醬汁感覺如何？您感覺到任何阻力嗎？當您讓醬汁從勺子裡流出時，這種醬汁是如何流動的？它看起來很濃稠還是相當稀薄？
讓醬汁稍微冷卻一下。
如果您有食物溫度計，請使用它來記錄您將醬汁倒在通心粉上之前的溫度（請參見下一步）。（提示：在進行測量時，所有醬汁都處於相同的溫度將產生更精確的結果。）
稍後，您將把四分之三杯醬汁倒在通心粉上。您認為這種醬汁會堆積在通心粉的頂部，還是會緩慢或快速地流下並積聚在底部附近？在此活動中，您將測量流下的時間，以此作為醬汁流動容易程度的指標。在處理熱平底鍋和醬汁時，請務必請成人幫忙。
拿起一杯高腳杯通心粉，倒入四分之三杯溫熱的醬汁，然後啟動計時器。觀察醬汁向下移動，並在一些醬汁到達玻璃杯底部時立即停止計時器。也許醬汁永遠不會完全流下，這也沒關係。您是否對這種醬汁流下的速度感到驚訝？等一下！不要吃這裡的通心粉！請耐心；在測試結束時，您和您的助手將能夠品嚐所有醬汁，並投票選出最佳口味。
您可以儲存平底鍋中剩餘的任何醬汁。清洗並擦乾您的平底鍋、打蛋器、量杯和勺子，然後準備好製作您的第二份醬汁。
按照上述說明製作您的第二份醬汁，只做一項更改：不要新增任何麵粉。融化黃油後，直接新增香料（如果您使用了）和牛奶。您在製作此醬汁時注意到了哪些差異？當您在鍋中攪拌時，這種醬汁感覺不同嗎？當您讓它從勺子裡流出時，它的流動方式不同嗎？
當您讓醬汁稍微冷卻一下時，請考慮一下當您將此醬汁倒在第二杯通心粉上時，您會期望發生什麼。您認為這種醬汁會堆積在通心粉的頂部，還是會緩慢或快速地流下並積聚在底部附近？
如果您有食物溫度計，請使用它來測量醬汁的溫度，並等到它的溫度與您在第一次測試中使用的醬汁溫度相同。
透過將四分之三杯醬汁倒入第二個玻璃杯中的通心粉上來測量此醬汁的流動性，然後計時一下醬汁從開始流動到玻璃杯底部所需的時間。這種醬汁的流動速度比包含所有成分的醬汁快還是慢？請注意，兩種醬汁之間的唯一區別是，您在第二種醬汁中省略了一湯匙麵粉。您是否驚訝於相對少量的麵粉會產生這種效果？
將平底鍋中剩餘的醬汁儲存在乾淨的容器中以備後用。清洗並擦乾您的平底鍋、打蛋器、量杯和勺子，然後準備好嘗試您的最後一份醬汁。（此版本將更容易、更快捷地製作。）
按照說明製作您的初始醬汁（包括麵粉），只做一項更改：不要新增任何乳酪。當您在鍋中攪拌時，這種醬汁感覺不同嗎？當您讓它從勺子裡流出時，它的流動方式不同嗎？
請注意，您每次只消除一種成分。您認為為什麼要這樣做？
按照上述步驟進行操作，以測量此醬汁在第三杯通心粉中流下的速度。時間與之前的兩次測量結果相比如何？
現在您已經獲得了所有資料，您的測量結果能否幫助您得出結論，確定哪些成分有助於使此醬汁更濃稠或更粘稠？
現在是品嚐您的三種乳酪通心粉的時候了！如果您與您的助手或朋友分享，請將它們分成不同的盤子。您最喜歡哪一個？如果其他人也品嚐了它們，是否有大家喜歡的？
額外：在此步驟中，您沒有測試從食譜中省略黃油會發生什麼。進行測試以找出答案。
額外說明：這種醬汁是用乳酪以及一種稱為“麵糊”（在烹飪中發音為“roo”）的麵粉-黃油混合物增稠的。你認為如果減少乳酪的用量並增加麵糊的用量會發生什麼？ 如果難以想象，請嘗試極端情況。 如果只用黃油和麵粉增稠，醬汁會是什麼味道？ 你能改變配方以獲得你偏好的粘度和乳酪味道嗎？
額外說明：檢視一些你最喜歡的醬汁的成分，找出增稠醬汁的成分。
觀察和結果
你的第一份醬汁是最粘稠的嗎？ 它到達玻璃杯底部所花的時間最長嗎？ 麵粉和乳酪都有助於增稠醬汁。
接下來，你省略了麵粉。 你大約用了 1 杯乳酪來配 2 杯多一點的醬汁（1 杯乳酪、1 杯牛奶和 1/8 杯黃油）。 你最終醬汁中大約一半的體積是由懸浮的液滴或顆粒佔據的。 這是醬汁開始明顯變稠的比例。 任何新增顆粒都會顯著增加醬汁的粘度（或稠度）。
最後，你省略了乳酪。 你用一湯匙麵粉來增稠醬汁。 麵粉主要是澱粉，澱粉在液體中加熱時會膨脹。 你的一湯匙麵粉在你最終的醬汁中佔據了大約半杯的空間！ 與新增的少量麵粉相比，這很多，但不足以增稠一杯牛奶。
乳酪和麵粉都有的情況下，你醬汁體積的 60% 到 70% 被懸浮的液滴或顆粒佔據，產生了濃稠的醬汁。
清理
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