В процессе обучения кулинарии мы также приобретаем интуитивное представление об основополагающей науке. Мы знаем, что медная сковорода нагревается более равномерно, чем железная, хотя, возможно, не можем объяснить почему. Мы знаем, что толстый кусок мяса готовится медленнее, чем тонкий, даже если мы никогда не видели математического уравнения, определяющего разницу во времени приготовления. Мы понимаем, что слишком энергичное или долгое перемешивание пищи может привести к ее приготовлению, но при этом мы можем не знать, откуда берется тепло.

Другими словами, мы инстинктивно понимаем, что приготовление пищи - это не только вид искусства, но и физический процесс, подчиняющийся научным законам. Большинство этих законов описывают, как энергия перемещается в пище, внутри нее и из нее, и что в результате происходит с продуктами. Энергия, передаваемая посредством тепла, например, вызывает необратимые физические и химические изменения, которые превращают пищу из сырой в готовую. Когда повара обсуждают тонкости вкуса, текстуры, цвета, питательной ценности и безопасности пищи, они часто говорят о том, как энергия в ее различных формах изменяет пищу.

Поскольку взаимодействие пищи и энергии имеет столь фундаментальное значение для приготовления пищи, знание основ физики и основ теплопередачи может значительно сократить количество неудач и разочарований. Эти знания особенно важны для поваров-модернистов, которые постоянно расширяют границы привычного. А лучшее понимание основ науки открывает новые пути для кулинарных инноваций, поскольку расширяет наше представление о практически неограниченных способах преобразования пищи. Вот почему самые изобретательные повара приходят в восторг, когда физика приготовления пищи противоречит их интуиции: это удивительно распространенное явление часто учит их чему-то действительно полезному.

Подобно тому, как каждый отличный рецепт строится на фундаменте из отличных ингредиентов, рабочие знания науки кулинарии должны начинаться с двух ингредиентов, которые являются универсальными для всех стилей и техник приготовления пищи: тепла и энергии.

ПРИРОДА ТЕПЛА И ТЕМПЕРАТУРЫ

Энергия является фундаментальным атрибутом каждой физической системы во Вселенной - настолько фундаментальным, что практически не поддается нашему определению. Стандартные учебники физики определяют энергию как "способность системы совершать работу". Но понятие работы также безумно абстрактно. Неформальный подход может определить энергию как "способность заставлять вещи происходить". Это определение более полезно для наших целей, потому что легче понять, что делает энергия, чем что такое энергия.

Действие энергии занимает центральное место в заботах повара. Энергия нагревает пищу, энергия охлаждает ее; энергия преобразует вкус, текстуру и цвет. Готовить - значит преобразовывать пищу, вкладывая в нее энергию, а есть - значит получать энергию из пищи, преобразуя ее иным способом.

Энергия принимает различные формы и движется различными способами. В кулинарии наиболее распространенным видом движения энергии является тепло. Хотя технические словари определяют тепло как передачу энергии (см. примечание слева), с точки зрения повара гораздо полезнее рассматривать тепло как форму внутренней энергии, которая всегда течет от вещества с более высокой температурой к другому веществу с более низкой температурой. Чтобы понять, что такое тепло, нам необходимо иметь представление о том, что такое внутренняя энергия и температура.

Внутренняя энергия - это сумма множества различных видов энергии, хранящихся в куске материи (который может быть настолько мал, как один атом, или настолько велик, как вы захотите его определить). Например, в горячем печеном картофеле внутренняя энергия содержится в химических связях молекул крахмала, в паре, находящемся под кожурой, и даже в ядерных силах, удерживающих атомы вместе. Но большая часть внутренней энергии - и большая часть того, что мы считаем теплом, - хранится в непрерывных, случайных движениях и мимолетных столкновениях бесчисленных молекул картофеля.

Несмотря на то, что картофель может выглядеть твердым, его молекулы действительно постоянно движутся; движение просто слишком мало, чтобы увидеть его без специальных приборов. Открытие того, что микроскопические частицы всех веществ - твердых, жидких и газообразных - постоянно движутся, стало одним из выдающихся достижений физики XIX века. Это открытие непосредственно привело к некоторым теоретическим достижениям, сделанным Альбертом Эйнштейном в 20 веке.

Считайте, что молекулы в твердом теле ведут себя как машинки на аттракционе. Когда два движущихся автомобиля сталкиваются, они передают друг другу импульс и энергию. Более быстрый автомобиль замедляется, а более медленный ускоряется.

В газе, таком как воздух, молекулы носятся и сталкиваются со своими соседями во всех направлениях. В твердых телах частицы, как правило, связаны друг с другом, поэтому их движения более ограничены. Тем не менее, они мечутся туда-сюда, отскакивая друг от друга, как машинки, соединенные резинками.

Если бы вы измерили скорость каждой машинки в какой-то отдельный момент, вы бы обнаружили, что некоторые из них совершенно неподвижны (или почти неподвижны), некоторые движутся довольно быстро, а скорости остальных распределены между этими двумя крайностями. То же самое верно и для молекулярного движения. Чем быстрее движутся частицы внутри вещества, тем больше его внутренняя энергия. Но даже в сверхгорячей плазме, как на поверхности Солнца, некоторые частицы остаются неподвижными в любой момент времени. Удивительно, но факт.

Мы не можем воспринимать различные скорости всех этих частиц без сложных инструментов. Что мы действительно ощущаем - и что важно при приготовлении пищи - это средняя скорость всех молекул. Существует простая и знакомая мера, связанная с этой средней скоростью: температура.

Случайное движение атомов и молекул в твердом теле, жидкости или газе называется броуновским движением. Оно названо в честь британского ботаника Роберта Броуна, который был одним из первых ученых, описавших его.

КОГДА ТЕПЛОВЫЕ МИРЫ СТАЛКИВАЮТСЯ

Достаньте стейк из холодильника. Бросьте его на горячую сковороду. Как известно каждому повару, холодный стейк охладит сковороду, а раскаленная сковорода нагреет стейк. На поверхности, где они встретятся, молекулы сковороды столкнутся с молекулами стейка, что приведет к предсказуемым последствиям. В среднем, частицы в сковороде движутся быстрее, чем частицы в стейке.

Подобно тому, как быстро движущаяся машинка отдает часть своего импульса более медленной машинке, когда они сталкиваются, каждая быстро движущаяся молекула на сковороде замедляется, когда она сталкивается с более медленной молекулой в стейке, а медленная молекула ускоряется.

Таким образом, мы приходим к одному из фундаментальных законов теплопередачи: тепловая энергия течет только в одном направлении - от более горячей (быстро движущейся, высокотемпературной) материи к более холодной (медленно движущейся, низкотемпературной).

Материал взят из книги Modernist Cuisine Том 1 (История и фундаментальные основы)

Перевод книги выполнен каналом Книги по кулинарии

Бот с полезными материалами(мастер-классы, книги, лекции, шоу)