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

Схематичное изображение яичного белка в свернутом и развернутом состоянии. Черными кружками обозначены гидрофобные аминокислоты, которые не желают взаимодействовать с водой. Белые кружки – гидрофильные аминокислоты, которым нравится соседство с водой. В свернутом состоянии большая часть черных кружков находится в центре сгустка, где воды меньше. Эти плотно свернутые молекулы остаются разделенными в белке яйца, который в основном состоит из воды, – вот почему в сыром яйце белок жидкий. После нагрева белки разворачиваются, так что гидрофобные остатки обнажаются, однако остаются гидрофобными и потому находят сходные участки других молекул белка, чтобы взаимодействовать с ними. Это приводит к коагуляции – развернутые белки соединяются друг с другом. Приготовленный яичный белок становится белым, потому что коагулировавшие белки рассеивают свет.

Такое превращение в яйце, в результате которого оно из жидкого становится твердым, называется желатинизацией. Нечто подобное происходит при нагревании других продуктов, богатых белками, таких как мясо или рыба. В сыром стейке белки свернуты: мясо нежное, красное и чуть прозрачное. При нагревании – обычно между 50 °C и 60 °C – основные белки мяса, миозин и миоглобин, начинают разворачиваться и формировать поперечные сшивки. Чем больше таких сшивок, тем тверже становится мясо, переходя стадии от прожарки «с кровью» до хорошо прожаренного. Как и в яйцах, в жарящемся мясе происходят микроскопические изменения, которые напрямую влияют на цвет и вкус получившегося стейка.

Варка пасты

В завершение нашего знакомства с воздействием нагрева на различные компоненты еды давайте ненадолго вернемся к углеводам. Мы уже видели, что происходит с простыми углеводами, такими как сахар. Но как насчет сложных? В пасте великое множество сложных углеводов, а именно крахмалов. Крахмал – это длинная цепочка молекул сахара, соединенных друг с другом. Что происходит, когда мы кладем пасту в кипящую воду? Во-первых, поскольку паста обезвожена, при попадании в воду она регидратируется. В результате этого крахмал разбухает. Во-вторых, нагрев ускоряет регидратацию и разбухание, заставляя крахмал выделять белки, которые склеивают зерна крахмала. Исходно паста была сухой и ломкой. Оказавшись в воде и подвергнувшись нагреву, она превратилась в гель, непрозрачный и податливый, похожий на сваренный яичный белок.

На схеме, показанной на следующей странице результат воздействия тепла на продукты. Однако нагрев – всего лишь один из способов преображения продуктов. Ниже мы рассмотрим и другие.

3 Заряд, pH и ферменты

Ферменты и кислоты – скрытые ингредиенты рецептов. Они определяют вкус блюда и то, как оно приготавливается. Без ферментов и кислот мы даже не могли бы переваривать пищу да и вообще ее есть, так что не стоит удивляться тому, что они играют столь важную роль.

Гарольд Макги

Преобразования с помощью электрического заряда

В прошлой главе мы обсудили, как нагревание преображает продукты при их тепловой обработке. Существует еще один переключатель, который мы можем использовать при готовке, однако он менее известен, чем нагрев. Этот переключатель управляет электрическим зарядом. Возможно, у вас сохранились полученные на школьных уроках физики знания об электрическом заряде. Вас учили, что одноименные заряды отталкиваются, а противоположные – притягиваются. Это верно, но, приходится признать, скучновато. Ну а какое отношение заряды имеют к кулинарии? На самом деле они не только связаны с приготовлением пищи, но и играют важную роль во многих любимых нами блюдах… как мы вскоре убедимся.

Оказывается, как белки, так и углеводы – два вида основных молекул пищи – могут иметь электрический заряд. Белки заряжены потому, что заряжена часть их аминокислот (аспарагиновая и глутаминовая кислоты имеют отрицательный заряд, а аргинин и лизин – положительный). Это значит, что, когда вы добавляете другие вещества в уже заряженные продукты, белки и углеводы, из которых они состоят, разрываются, меняя тем самым текстуру блюда в целом. Поразительно, что это изменение текстуры часто сходно с тем, которое может дать нагрев.

Преобразования с pH

Самые распространенные ингредиенты, которые добавляют в еду, чтобы управлять зарядом, – это те, что изменяют pH, делая еду либо более кислой, либо более щелочной. Действительно, изменение pH сильно влияет на заряд, поскольку при этом меняется заряд на белках и углеводах. Давайте проиллюстрируем это несколькими примерами.

Столетние яйца