Zsír olvasztása főzés közben

Lédús
Pályázati kiírás
Olvad a szájában
Látens hő lipid fázis átmenet

Látens hő lipid fázis átmenet? Mi köze ennek az ízletes ételekhez, amelyek tökéletesen főznek és csöpögnek az íztől?

Valójában nem túl sok. De ez az eset, amikor egy kis tudás, homályosan felidézve a középiskolai természettudományi órákról, veszélyes dolog. És egy tárgy lecke, amely emlékeztet minket arra, hogy az egyszerű, kölcsönös hasonlóságon alapuló magyarázatok egyszerűen nem mindig helytállóak.

Történetünk két részből áll. Az első félévben kiderül a "bódé" rejtélye - a húsfőzés során egy olyan időszak, amikor a hőmérséklet makacsul nem hajlandó emelkedni, percekig vagy órákig fennsíkolva, még mindig több tíz fokos távolságra a késztől. A történet második felében megtudhatjuk, hogy a zsír miért csúszós szó.

A bódé eredete egyértelműen az elpárolgási hűtés eredménye - lásd ezt a cikket annak alaposabb magyarázatához, hogy ez a fázis folyadékról gázra hogyan váltja meg a hús felmelegedését -, de más hipotézist is javasoltak. Leginkább az olvadási fázis átmenet szilárdból folyadékba.

A fázisátmenet az anyag egyik formájának átalakulása a másikba, gyakran hirtelen. Például a vízbe olvadó jég a fázist szilárdból folyékonyvá változtatja. Vagy a forró vas (plusz egy kevés szén) hideg vízbe történő leejtése egy lágy fémet kemény acélmá alakít. Az egyik fázis átalakítása egy másikba általában elnyeli (vagy felszabadítja) a hőt, hogy átrendezze atomszerkezetét.

Ezt a tárolt energiát "látens hőnek" nevezzük.

A látens hő egyszerű hasonlata egy léggömb egy vödör vízben. Képzelje el, hogy a léggömb két "fázis" egyikében lehet. Az első fázis "felfújt", a második fázis pedig "leeresztett", de ez egy speciális léggömb, amely kritikus nyomás alatt gyorsan összeomlik.

Most képzelje el, hogy vizet tölt egy lufit tartalmazó vödörbe (természetesen az aljához kötve). A vízszint (a hőmérséklet helyettesítője) akkor emelkedik, amikor a csapot bekapcsolják (pl. Sütőbe téve, hő hozzáadásával). Amikor a vízszint a kritikus nyomásnak megfelelő Hc kritikus magasságon van, az egyik lufi összeomlik. Ami egy kis helyet nyit meg, kissé leengedve a vízszintet. De mivel a víz továbbra is beáramlik, a szint ismét Hc-re emelkedik, ami újabb ballon összeomlást vált ki.

Ez a folyamat az utolsó léggömb összeomlásáig folytatódik, de addig a vízszint alapvetően stagnál. Miután az összes léggömb összeomlott, a fázis teljesen "leeresztett", és a vízszint folyamatosan emelkedik. Természetesen a folyamat megfordul, ha a csapot elzárják és a víz kifolyik (pl. Analógia útján a vödröt "lehűtik").

Most a hús kollagént tartalmaz - egy kemény fehérjemolekulát, amely körülveszi és összekapcsolja az izomrostokat. Magas hőmérsékleten - körülbelül 160F fölött - és víz jelenlétében a kollagén nagyon lassan átalakul zselatinná. A zselatin egy sima, nem szemcsés gél, amely megköti az izomrostokat ahelyett, hogy összekapcsolná őket - a kemény mátrixot gyengéd és könnyen rágható élvezetté alakítja.

Mi lenne, ha ez a kollagén zselatinná alakulna - a fázisváltozás által elnyelt energia a kemencéből megakadályozza a hús hőmérsékleti emelkedését?

A középiskolai tudományban lehet, hogy látta, vagy akár meg is mérte a fázisátmenetet a vízben. Az alábbiakban egy kísérletet végeztem jégkémcsövön, hőelemre szerelt holtponttal 1. A jégrudat ezután egy 225 F-os sütőbe tették. Figyeljük meg, hogyan áll meg 32 F-nál, amikor a jég szilárd anyagból folyadékká válik. Ebben az átmenetben a jég abszorbeálja a sütőből a hőt, hogy megszakítsa a kötéseket, fenntartva kristályos rendjét, ahogyan az összeomló léggömbök "elnyelik" a vízmennyiséget.

Amikor a víz elérte a 140F-ot, kivettem a csövet a sütőből, és visszatettem a fagyasztóba. A víz hőmérséklete simán esett, míg ismét elérte a 32F-os értéket, miközben hőt bocsátott ki, miközben a vízmolekulák visszaálltak a jeges irányba.

Tehát valóban egy fázisváltás kicsit hasonlít a főzés során tapasztalt bódéra.

Ennek a hipotézisnek azonban két problémája van. Először is, bár igaz, hogy egy tehén tömegének közel 30% -a kollagén, a fehérje szinte az összes el van zárva a bőrben, az inakban és a csontokban. Az izomhús csak egy-két százalék kollagént tartalmaz. Kicsit olyan, mint az épület szögei - csak egy kicsit hosszú utat tesz meg a váz összetartása felé.

A hipotézis sajnos a fehérje 1% -a egyszerűen túl kevés a tömeg ahhoz, hogy megmagyarázza a három órás elakadást 2 .

Tehát a kollagén kizárt, de talán a zsírolvadás csak a szükséges fázisátmenet. Egy steak tartalmazhat legalább 30% zsírt, mellette pedig 1% kollagént. A húszsír "lipidekből" áll, mint például 160 ° C-on olvadó sztearinsav, 145F-on olvadó palmitinsav, 110F-nál laurinsav és mások. Néha külön-külön, néha trigliceridként három csoportban kötődik a glicerinhez. A pontos keverék fajtától, étrendtől és kortól függően.

Vegyes kémiai smink esetén azonban a lehetséges éles lapos fázisú átmenet általában átlépi. Ezt az átlagolást a fenti jégkísérlethez hasonló körülmények között tapasztalhatjuk a zsírsav (tisztított sertészsír) tesztjén.

Míg az olvadás/fagyás görbében néhány dudor látható, azok már nem nagyon különböznek egymástól. Az átlagolás még erősebb hatás a valódi húsban, ahol a különböző szakaszok különböző hőmérsékleten főznek, a lipidek különféle szétbomlási állapotokban vannak stb. És említettem, hogy a kollagénnek 19 különböző formája létezik? Tehát a fázisátalakulás az izommátrixba ágyazott nagy molekuláris vegyületek gyűjteményében valószínűtlen magyarázat az elakadásra.

A víz, még a húsban is tiszta molekula, valószínűbb jelölt.

A hipotézis második problémája a zsír több, mint a részek összege. Ami e történet utolsó feléhez vezet. Ha a zsírok 110F körül olvadni kezdenek, miért marad olyan zsír, amely az arcomra csöpöghet egy húzott sertésszendvicsből, amelyet addig füstöltek, amíg el nem érte> 185F-ot?

Kiderült, hogy mit gondolunk sima fehér zsírnak ("zsírszövet"), azok a sejtek, amelyek zsírmolekulákat tárolnak, későbbi üzemanyagként felhasználva. Nem csak sejtfalak vannak, amelyek úgy működnek, mint a húgyhólyagok, amelyek megtartják a zsíros lipideket, hanem vannak kollagén és kapillárisok, valamint néhány víz és egyéb dolgok, amelyek túl sokak és ismeretlenek a felsoroláshoz.

Amikor finoman melegíti a zsírt a kemencében, egyes molekulák megolvadnak, felrepednek sejtfalaik és kicsöpögnek. De más molekulák megolvadnak és a sejtek hólyagjában találhatók. Vagy egyáltalán ne olvadjon meg, mert az olvadást kémiai környezete elnyomja

Zsírsejtek festve a láthatóság érdekében

A lassú zsírolvasztás kemencében drámai - ez a 4 font marhahús zsírdarab dohányosban 9 óra elteltével elérte a 185F-ot - ennek azonban 2/3-a fel nem olvad. Jó dolog - különben egy marhahús szendvicset enni olyan lenne, mintha egy cellulózszivacsot rágcsálnának.

A fázisváltások az élet dolgai. De amikor a természettudományi órán megismeri ezt a bonyolult jelenséget, a legtöbb könyv leegyszerűsíti a magyarázatot a laboratóriumból vett tisztított példák segítségével. A való világ összetettebb, és ebben az esetben sokkal érdekesebb és ízletesebb.

További cikkek a konyhatudományról ITT találhatók.
Vagy kövessen a twitteren (@ alkalmi) értesítésekért az új élelmiszertudományi bejegyzésekről a @KitSci webhelyen
A mindenféle grillezés gyakorlatában nagyra értékeljük a támogatást és a beszélgetéseket Meathead-szel az AmazingRibs.com-on, a Sterling-t a BigPoppaSmokers-nél, valamint számos versenyzőmestert és háztáji szakácsot.

1 A fázisátmenetek mérése nehéz lehet. Nagy anyagmintában a minta belső és külső hőmérséklete sugárirányban változhat a kemencétől a minta belsejéig terjedő termikus gradiensek miatt. Tehát ami egy hőmérsékleten látható éles átmenet lehet, az valójában a kis, pontos hőmérsékleti átmenetek gyűjteménye, sok hőmérsékleten átlagolva. A probléma elkerülése érdekében a kémcső átmérője mindössze 10 mm, és 4 "üvegszálas szigeteléssel van ellátva, hogy a víz ideje egyenletes egyensúlyt érjen el. Ez megmagyarázza, miért kellett órákig újrafagyni.

Az otthoni hűtőszekrény nem állandó hőmérsékletű fürdő - a kompresszor ciklusai közben a hőmérséklet néhány fokkal emelkedik és csökken. Dobja be a szennyeződések olvadási hőmérsékletre, szupertelítettségre és más gremlinekre gyakorolt hatását, és megértheti, miért veszik a szakértő kezét és felszerelését a pontos mérések.

2 Kollagénolvadási fázisátmenetet két másik kísérlettel is kizárhatunk. Ha fóliába csomagolja a húst, így az elpárolgási hűtés blokkolva mérik a hús hőmérséklet-emelkedését, akkor nem észlelhető megakadás. De a fázisátmenetet a fólia nem befolyásolhatja (Nathan Myhrvold, többek között az évtizedek során, ezt állítja). Ezenkívül, ha forró sütőben főz húst, a bódé eltűnik. Ez ismét kizárja az eladott fázisátalakulást - gondoljunk csak egy fazék jégre egy tűzhelyben - ez akár 32F-nál is elakad akár enyhe, akár zúgó sütőben, amíg az utolsó jégkocka meg nem olvad. Csak az istálló hossza változik.