我们可以观察到拉面师傅总是在拉长，扭在一起，再拉长，再扭。 其中有没有什么科学道理，或者数学上的解释。可能还有机械上的解释，比如以相同的方式反复，能否增加材料韧性？
【孙尉翔的回答(37票)】:
关于这个问题可以参考标题类似《食品化学》的教科书。我推荐一本数据详细到近乎手册的版本：
http://goo.gl/00jLw
目前的答案主要问题在于1. 概念不清；2. 物理图象不正确，抓住不重要的细节。有没有solid的来源不是主要问题（@金晨羽），所以导致评论中一些朋友的疑问，因此我主要针对金晨羽、赵世奇、李杨、Luxenius的疑问回答。现在，诸如负责哪个蛋白质亚结构序列的基因位于哪条染色体的哪个位置都已经写在教科书上了，光这一点应该可以让以上四位朋友放一半的心了吧。
先要搞清楚概念。从自然界获得的不是淀粉（starch），而是“面粉”（flour），@李杨。按来源分为玉米面、荞麦面等等。淀粉就是一种多糖高分子，不是蛋白质。但面粉里除了最主要成份是淀粉，还有第二大成分是是蛋白质，这一点之前的几条答案都讲到了。面粉和了水之后充份溶胀之后能形成面团（dough），它具有显著粘弹性和塑性。这种粘弹性的主要原因是面团中的面筋（gluten）和脂质（lipid）。
几条短的直链接在一起变成一条长的直链，不叫交联，叫扩链。交联专指几条直链的在侧面“作辅助线”形成的网络结构的情况。所以一说“交联”就是指形成网络。@刘嘉林和@赵璇滢说的“交联”其实是扩链。
拉面的过程是一种机械混合。拉面和擀面主要的作用是差不多的，两个：1. 混合（mixing）；2. 机械降解。因为蛋白质要再发生反应才能形成面筋，反应物需要混合；面团是类固体，靠他们自己扩散是混合不了的，所以需要人为的去混合，跟液相反应需要搅拌是一个道理。反应是随着你的揉动来进行的，所以越揉就越多面筋，也就越韧。而机械降解则是，原来的蛋白质需要断链，这样有两个效果——1. 解开蛋白质的四级结构，形成更多的直链结构，才能显出合成聚合物的典型特性——粘弹性；2. 暴露出更多的反应位点，重新在分子间成键。这些键当然包括二硫键和各种非共价键，@Luxenius，在此没必要说太细。
不是取向，@赵璇滢，因为一来里面没有纤维，没有结晶性，没有取向性（什么样的链才具有结晶性和取向性留给本科生回去翻书吧）；二来拉面的时候拉几下就又揉在一起了，取什么向？拉长+对折的方式，是混合的基本方式；压扁+对折，也是混合的基本方式。这是混合固态粘性材料的一种常规技巧，懂做菜的应该都懂。剁了肉饼往里加盐，也要来来回回地压扁和对折。压得越扁，对折次数越多，重复次数越多，混得越均匀。不懂的人可能会把肉团当液体，用一个勺子搅，这样是搅不匀的，因为塑性流动是不均匀的，往往产生很大的不流动区域称为剪切带（shear banding）。橡胶工业中生胶的开炼，要往里加防老剂，往往100份只加零点几份，又要保证均匀分布在整坨胶上（“吃粉”），这也是得靠不断地压扁和对折，“打三角包”、包辊、捣胶、八把刀等等。实际上重复这么做生胶也发生了机械降解——是的，@许訬，宏观机械力是可以靠成高分子断链降解的，尤其是对于分子量很高的高分子，使得分子量分布变宽，低分子量部分起到增塑的作用。这些实践上的基本功看起来好像是一种架式（拉面还可以跳绳），实际上目的很简单就是为了混合跟机械降解，没有进一步的“深意”。
回应问题中“机械上的解释，比如以相同的方式反复，能否增加材料韧性”这一怀疑，这其实是在金属和某些高分子材料中的work hardening（又称strain hardening）现象，而且由于具有时间依赖性，因此在一定时间内可重复积累。面团具有一定的strain hardening性质，但这是简单型的，不可积累，所以不是提问者所怀疑的情况。
面团里的蛋白质简介。具体在面团里，是什么蛋白质发生了什么反应，书上都有。我这里的抄书也只是点到为止。面团里的蛋白质只有一半是负责贡献面筋的粘弹性的。这一半的蛋白质（称为gluten proteins）又可进一步大致平分为gliadin和glutenin两类。gliadin是monomeric proteins，也就是说它主要形成分子内二硫键；而glutenin则是分子间二硫键形成的聚集体，可以进一步分离为高分子量组分（HMW）和低分子量（LMW）。glutenin HMW的Cd和Cz端易通过二硫键聚合与其他HMW和LMW形成长链结构（图），这是面团弹性的主要来源，而gliadin主要起到润滑作用，是粘性的来源。说的反应就是这一开环反应和聚合反应。
（图的来源是答案开头的书。）
可见，网络不是主要因素，不是交联网络，@赵世奇。因为，这里最强的链就是二硫键，它就是在机械力下不断地被破坏和生成，因此它在机械力作用的时间尺度下不能看作是交联点（作为物理交联点也是寿命太短的一种了），你所感受到的弹性是橡胶弹性（熵弹性），是由高分子量的线形聚合物造成的。证据就是面团凉下来之后会变硬，熵弹性的特点是温度越高越显著。
【王宇的回答(5票)】:
好像与数学无关
拉面的拉扭使双硫键结成网状而增加韧性,是化学问题.
还与氢键有关(但是氢键本身是存在争议的)
add:双硫键的来源:
面粉中含有8%～16%的蛋白质,而蛋白质组成之一多半胱氨酸含-HS(巯基)基团
【刘嘉林的回答(0票)】:
如果王宇同学关于二硫键的说法是正确的话，面粉中就形成了高分子链，用高分子材料的观点解释，一个方向上拉长分子，可以使原本无规排列的分子团拥有相同的取向，使更多共价键承受拉力，增强韧性。
update：
其实这个问题跟有没有生成-SS-没有什么关系。普通小分子形成长链的高分子之后，互相缠结是一种熵驱动下的稳定状态，会形成物理缠结点，也就相当于形成了网状的结构。
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