Физика повседневности. От мыльных пузырей до квантовых технологий

Наука, приготовление пищи и мороженое из жидкого азота

В своей работе повара постоянно сталкиваются с физическими явлениями. Не забудем и о роли химических реакций! Приготовление пищи приводит в действие целый ряд физических и химических преобразований, исследование которых, в том числе объяснение выработанных на опыте и передаваемых из поколения в поколение предписаний, предвещает новую эпоху в искусстве кулинарии. Кроме того, открывается путь для экспериментов и разработки оригинальных блюд.

Кулинария: физические преобразования…

Кулинарная техника состоит в том, чтобы комбинировать ингредиенты и соответствующим образом их видоизменять, для того чтобы получить желаемое блюдо. Что означает «видоизменять»? Рассмотрим один из таких процессов на примере майонеза. С физической точки зрения майонез – это масляная эмульсия в воде, которая скреплена яичным желтком. Эмульсия – это дисперсная система капель одной жидкости (в данном случае – масла) в другой, не смешивающейся с первой (вода) (илл. 1). В большинстве рецептов майонеза вода в его состав не включается: дело в том, что она уже содержится в уксусе и яичном желтке, а иногда и в дополнительных ингредиентах, которые добавляют для изменения вкуса и текстуры, например горчице.

1. Структура майонеза в микрометрическом масштабе. Размер капель масла варьирует от 0,1 до 10 мкм

Механизм, делающий капли масла устойчивыми, основан на присутствии в составе майонеза молекул (поставляемых яйцом), имеющих гидрофильную и гидрофобную части. Первая образует водородные связи с молекулами воды и, таким образом, к воде притягивается, вторая от молекул воды отталкивается. Такие молекулы обволакивают капельки масла, направляя к нему свою гидрофобную часть, и не дают им смешаться с водой благодаря своей гидрофильной части (илл. 2).

В хорошем майонезе капли масла очень мелкие (от 0,1 до 100 мкм). Чтобы получить их, нужно долго взбивать яйцо, постепенно добавляя масло. Специалисты говорят, что если следовать этому совету, то испортить майонез практически невозможно. Но это только физика, а мы обещали читателю и химию. Итак, отправляемся далее!

2. Майонез состоит из капелек масла и представляет собой масляную эмульсию в воде, скрепленную белками или поверхностно-активными молекулами, фосфолипидами

…и химические реакции!

Какой была бы еда, не будь у нас возможности ее готовить (см. главу 16)? К нашему величайшему удовольствию, приготовление пищи изменяет консистенцию, цвет, текстуру, аромат и запах входящих в нее ингредиентов. Оно, по сути, задействует последовательность химических реакций, приводящих к изменению составляющих рецепт компонентов на молекулярном уровне.

Рассмотрим для начала приготовление мяса, несомненно, практикуемое доисторическим человеком с того момента, как он научился добывать огонь. Мышечные волокна мяса в основном состоят из воды и длинных органических молекул – белков (протеинов) (см. главу 17, врезку «Белки, цепочки аминокислот»).

В сыром мясе белки образуют закрученные цепочки. При приготовлении эти цепочки разворачиваются, а затем соединяются, формируя что-то вроде сети: происходит их денатурация. Выше мы уже обсуждали свертывание протеинов яичного белка в процессе варки (см. главу 17, «Чем вареное яйцо отличается от сырого?»). Денатурация белков мяса начинается при относительно низких температурах – от 55 до 80 °C. Однако для приготовления мясных блюд требуется время, потому что тепло в состоящее в значительной степени из воды мясо проникает медленно. В самом деле, каждый любитель пот-о-фё[24] знает, что до состояния готовности мясо должно кипеть в бульоне несколько часов на очень медленном огне[25]; это время необходимо для разделения белков на части с высвобождением аминокислот, придающих блюду вкус.