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

Каждое макроскопическое изменение соответствует некоему молекулярному преобразованию. При 63 °C разворачивается содержащийся в яичном белке овотрансферрин (кональбумин). По мере повышения температуры разворачиваются различные белки желтка: овальбумин, овомукоид, овоглобулин и многие другие. Интересно, что все эти преобразования происходят в узком диапазоне, равном 13 °C. Пожалуй, нигде в кулинарии точный контроль температур не бывает настолько важен. Погрешность даже в 1 °C может дать неправильно сваренное яйцо.

Важно отметить, что яйцо, оставленное при 64 °C, не будет «идеальным» вечно. Если эта температура сохранится, денатурация белков будет медленно продолжаться, изменяя текстуру. Однако в обычных временных рамках кулинарии этот метод позволяет очень точно готовить яйца и обеспечивает стабильный результат.

Разворачивание белков и желатинизация

Приглядимся внимательнее, чтобы понять, что происходит с этими переходами белков на молекулярном уровне. 20 аминокислот, из которых состоят белки, расположены в различных последовательностях, и точный характер последовательности определяет то, как работает белок. Это основа биологии, и многие системы управления в ней нацелены на то, чтобы обеспечивать функционирование белков в различных условиях. Однако в кулинарии наши задачи иные: при готовке мы создаем вкуснейшие блюда, изменяя исходные белки так, что они больше не способны выполнять исходное предназначение.

20 аминокислот различаются химическими и физическими свойствами, однако два из них особенно важны для того, что происходит с белками при нагреве: гидрофильность и гидрофобность. Гидрофильные аминокислоты растворяются в воде (это слово переводится с древнегреческого как «любящий воду»). Гидрофобные (то есть «боящиеся воды») аминокислоты, наоборот, в воде не растворяются, но растворяются в масле. Подобно маслу и воде, гидрофильные и гидрофобные аминокислоты не любят тесного контакта друг с другом, предпочитая соединяться с себе подобными.

Гидрофобные аминокислоты в белковой цепочке стараются собраться вместе и по возможности не соприкасаться с водой, окружающей белок. Гидрофильные аминокислоты также собираются вместе, но ведут себя противоположным образом и сохраняют контакт с водой. Таким образом, когда белок сворачивается в предпочтительную для него структуру, происходит примерно следующее: если температура достаточно низкая, так что белок особо не дергается, он старается сложиться компактно. При этом гидрофобные аминокислоты втискиваются в центральную часть белка, чтобы не соприкасаться с водой. Гидрофильные аминокислоты, наоборот, собираются на поверхности, в контакте с водой и подальше от гидрофильной серединки. Добиться такого идеального расположения невозможно, потому что аминокислоты также соединены между собой в белковую цепочку, но идея в том, чтобы свести исключения из этого правила к минимуму. Это подчинено принципу сведения к минимуму свободной энергии белка, – побеждает наиболее благоприятная конфигурация.

В конкретном случае приготовления яиц процесс идет так: яичный белок состоит преимущественно из воды, а в воде в подвешенном состоянии находятся различные типы белковых молекул. Одна из основных называется овотрансферрином. В сыром яйце белки овотрансферрина идеально свернуты в свою природную структуру и похожи на плавающие в воде крошечные сгустки. При нагреве примерно до 63 °C молекулы овотрансферрина начинают разворачиваться, а полимеры распространяются в воде и делают нечто совершенно поразительное.

Чтобы рассказать об этом, нужно, чтобы вы на секунду прервались и включили воображение. Представьте себе детишек, бегающих по детскому саду. Вы воспитатель, и вам нужно прекратить их беготню. Вы громко приказываете им остановиться. Некоторые детишки не слушаются и продолжают бегать. Тогда вы говорите, чтобы они взяли за руки двоих своих соседей. Ребята дружные и с удовольствием слушаются вас. В этот момент все останавливаются. Ни один ребенок не сможет сдвинуться с места, не отпустив руки. Нечто похожее происходит с белками в яйце. Они разворачиваются и затем склеиваются друг с другом, потому что открывшиеся гидрофобные аминокислоты клейкие. После этого молекулы белка больше не могут двигаться. Таким образом вещество из жидкого превратилось в твердое. Жидкое яйцо полностью изменилось. Как это ни удивительно, яйцо по-прежнему состоит в основном из воды, и только небольшое количество коагулированного белка, распределенного по всему объему яйца, делает его твердым, то есть сваренным. Вдобавок коагулированный белок сильнее рассеивает свет, заставляя цвет измениться: яйцо становится белым.

РИСУНОК 7