Наиболее распространенный способ превращения сырого продукта в готовое блюдо — это нагрев. Под воздействием тепла молекулы, составляющие продукт, начинают двигаться быстрее, вступая в реакции друг с другом. В результате образуются новые соединения и структуры, изменяющие вкус и аромат исходных ингредиентов.
Разные способы термической обработки дают разные результаты, поскольку тепло передается продукту по-разному в зависимости от метода и среды, через которую оно распространяется. Разбираясь в принципах теплопередачи, можно лучше понять, как конкретные кулинарные техники влияют на пищу и конечное блюдо. Всего существует три основных механизма передачи тепла: теплопроводность (кондукция), перенос тепла через жидкости и газы (конвекция) и передача энергии в виде волн (излучение).
В этой статье мы разберем излучение.
Вв предыдущих статьях о конвекции и кондукции (здесь и здесь) мы рассматривали примеры, ключевую роль в передаче тепла играла среда — жидкость, газ или твердое тело, через которое передавалась энергия. Но что произойдет, если убрать среду полностью? Наиболее очевидный пример такого процесса — тепло, исходящее от Солнца. Его лучи нагревают Землю, преодолевая миллионы километров космического пространства, где нет ни воздуха, ни других веществ, способных проводить или переносить тепло. Этот процесс называется излучением (или более страшным словом, несущим тот же смысл - радиацией от лат. radiātiō «излучение»).
Природа излучения хорошо изучена физикой и достаточно сложна. Мы не будем углубляться в нее и попробуем все упростить. Излучение не зря называется «электромагнитным» – в его основе лежат волнообразные изменения магнитных и электрических полей, которое генерируют все атомы за счет того, что слегка «вибрируют». И в зависимости от силы таких «вибраций», меняется энергия испускаемых волн. Понимание того, как те или иные типы излучения воздействуют на продукты помогает контролировать аромат и вкус готовой еды, а также подбирать нужные процессы в зависимости от желаемого результата.
Различные виды излучения и их влияние
1. Радиоволны – самые длинные и наименее энергичные. Они практически не взаимодействуют с веществами, кроме тех, которые содержат свободные электроны (например, металлы). Именно поэтому радиоволны используются для связи, но совершенно бесполезны в кулинарии.
2. Микроволны – более короткие и энергичные, чем радиоволны. Они способны воздействовать на определенные молекулы, в частности на воду, заставляя их двигаться быстрее и нагреваться. Поскольку большинство продуктов содержат воду, микроволны эффективно разогревают и готовят пищу. Это и лежит в основе работы микроволновых печей: они нагревают еду изнутри, заставляя молекулы воды быстро колебаться и передавать тепло окружающим веществам.
3. Инфракрасное (ИК) излучение – часто называют тепловым излучением. Это наиболее важный для кулинарии вид электромагнитных волн. Инфракрасные лучи выделяются любым нагретым объектом и напрямую передают энергию молекулам, увеличивая их скорость. Это основной механизм теплопередачи при жарке на углях, запекании в духовке, готовке на гриле. Инфракрасное излучение равномерно прогревает поверхность пищи, образуя корочку, запечатывая соки и усиливая вкус.
4. Видимый свет и ультрафиолет – по мере увеличения энергии излучение переходит в спектр видимого света, а затем в ультрафиолет. Эти волны не используются в приготовлении еды, но могут оказывать нежелательное воздействие. Например, ультрафиолетовые лучи разрушают некоторые органические соединения в продуктах, ускоряя их порчу и появление неприятного запаха. Именно поэтому продукты лучше хранить в темноте или в непрозрачных контейнерах, защищая их от разрушительного воздействия солнечного света.
5. Рентгеновское и гамма-излучение – самые короткие и мощные волны, способные проникать глубоко в материалы и ионизировать атомы. В кулинарии они не используются, но применяются в пищевой промышленности для стерилизации продуктов. Так называемая "холодная пастеризация" с помощью гамма-лучей позволяет уничтожать бактерии и продлевать срок хранения продуктов без нагревания.
Инфракрасное излучение в кулинарии
Из всего спектра именно инфракрасное излучение играет наиболее важную роль в кулинарии. Любой нагретый объект испускает инфракрасные волны, и чем выше температура, тем больше энергии выделяется. Например, раскаленный докрасна металл испускает больше инфракрасного тепла, чем просто теплый предмет. Максимальная интенсивность инфракрасного излучения приходится на момент, когда объект начинает светиться красным, что обычно происходит при 600–700°C.
В повседневной готовке такие температуры встречаются редко, но при некоторых методах приготовления инфракрасное излучение становится ключевым фактором. Гриль, угли, открытый огонь – все эти способы обеспечивают сильный поток теплового излучения, способствующего образованию хрустящей корочки и интенсивному прогреву продукта.
Управление инфракрасным излучением в готовке
Хотя в стандартных условиях большая часть теплопередачи идет за счет конвекции и теплопроводности, инфракрасное излучение начинает играть важную роль при нагреве духового шкафа. Его стенки и нагревательные элементы со временем разогреваются и сами становятся источниками тепловых волн.
Этот процесс можно контролировать, например:
- Прикрывая блюдо фольгой, чтобы экранировать его от излучения и предотвратить излишнее запекание поверхности.
- Размещая еду ближе к нагревательному элементу, если нужно усилить воздействие тепловых волн, например, изменяя высоту решетки в духовке.
Таким образом, управление инфракрасным излучением позволяет влиять на конечную текстуру блюда, добиваясь равномерного приготовления и красивой румяной корочки.