Наука и кулинария. Физика еды. От повседневной до высокой кухни

Однако точка плавления жиров зависит не только от того, насыщенные ли они. Их углеродные цепочки имеют разную длину. Две очень длинные углеродные цепочки свяжутся друг с другом прочнее, чем короткие, поскольку будут взаимодействовать с бо́льшим количеством атомов, каждый из которых способен образовывать связи с атомами соседних углеродных цепочек. Таким образом, длинной цепочке потребуется больше тепла, чтобы расплавиться и порвать все связи. Теперь вы видите, что дело осложняется. Жиры с очень длинными насыщенными углеродными цепочками будут иметь самые высокие точки плавления, а жиры с короткими ненасыщенными углеродными цепочками будут плавиться при самых низких температурах. А как насчет комбинаций? Будет ли очень длинный, но ненасыщенный жир иметь бо́льшую энергию взаимодействия, чем короткая насыщенная цепочка? Трудно сказать. Все зависит от того, какое свойство победит. К счастью, для каждого жира вы всегда можете провести эксперимент на кухне и выяснить это.

Мы уже немало узнали о фазовых превращениях жиров. Это важный вопрос, потому что жиры во многих отношениях являются чем-то средним между простыми веществами – как вода – и другими сложными продуктами, например яйцами, которые содержат много различных видов молекул. Теоретически они работают точно так же, как вода. Однако в случае более сложных жиров, таких как масло какао, которое плавится медленно, мы начинаем наблюдать, что происходит с материалами, содержащими много различных типов молекул. Это, конечно, ближе к тому, как в целом работают фазовые превращения в пище. Масло какао – удивительное вещество, которое может использоваться в различных блюдах, придавая им поразительные свойства. Во врезке объясняется, как это связано со строением и фазовыми свойствами молекул жиров.

ШОКОЛАД

A: Как и все жиры, масло какао состоит из молекул триглицеридов. Частица «три» говорит о трех цепочках жирных кислот, а «глицерид» – молекула, которая их скрепляет. В масле какао много различных типов цепочек жирных кислот, причем у каждой своя точка плавления. Цепочки жирных кислот могут располагаться по-разному. Существует шесть различных конформаций, которые мы называем фазами.

B: Фазы шоколада определяются различной кристаллической структурой, соответствующей различным расположениям молекул жирных кислот. Форма веток молекул позволяет триглицеридам располагаться по крайней мере двумя различными способами.

C: Как показано на этой диаграмме фаз шоколада, у него шесть кристаллических форм, которые наблюдаются в диапазоне между 18 °C и 36 °C. Пятая фаза – та, на которой получается лучший шоколад.

Шоколад, который мы знаем сегодня, появился только в самом начале XIX века, однако какао-бобы употреблялись в пищу много тысяч лет. Шоколад изготавливают из какао-бобов, которые содержат твердое вещество какао и масло какао. Чтобы получить плитку шоколада, твердое вещество и масло в различных пропорциях смешивают с молоком и сахаром в зависимости от желаемой сладости и содержания молока. Затем смесь подвергается процессу, называемому темперированием, и только потом формуется.

Когда масло какао находится в твердом состоянии, жиры образуют кристаллы, однако располагаться жиры могут несколькими различными способами. Цель темперирования состоит в том, чтобы контролировать кристаллизацию, позволяя образоваться только желаемым кристаллам.

Для получения хорошего шоколада идеально подходит фаза кристаллизации V. Он не только красиво выглядит (блестит), но и имеет температуру плавления чуть ниже температуры тела. Это значит, что он останется твердым при большинстве условий хранения, но мы ощутим, как он тает во рту. Темперирование заключается в нагревании шоколада до такой температуры, при которой все кристаллы расплавятся (около 49 °C), а потом в охлаждении примерно до 27 °C. Забавно: температура плавления также является и температурой замерзания или превращения в твердое вещество. Итак, на этапе охлаждения начинают образовываться мелкие кристаллы типов IV и V. Затем смесь чуть подогревают, чтобы расплавить кристаллы типа IV, оставив только небольшое количество кристаллов типа V – для «посева». На этом этапе, когда шоколаду дадут окончательно остыть, он последует за «посевом», образуя исключительно кристаллы типа V.

Вы можете спросить, почему нельзя просто оставить смесь при 34 °C, а не охлаждать, а потом снова нагревать. Теоретически так можно было бы сделать, но минус в том, что тогда для кристаллизации потребуется очень-очень много времени. Поскольку температура – это способ описания энергии и движения молекул, кристаллы не образуются сразу же после достижения температуры плавления/отвердевания. Представьте себе температуру как точку, на которой жидкая и твердая формы равновероятны. Чем дальше температура окажется от точки превращения, тем больше молекул предпочтут одно состояние другому и тем быстрее пройдет превращение.