Kitobni o'qish: «Наука и кулинария. Физика еды. От повседневной до высокой кухни», sahifa 3

Смешивание текстуры и вкуса

При приготовлении пищи молекулы текстуры смешиваются со вкусоароматическими молекулами. Число вкусоароматических молекул в блюде важно, потому что мы что-то почувствуем, только если их наберется достаточное количество. Однако взаимодействие молекул отвечает и за текстуру. Оно зачастую весьма сложно, и большая часть нашей книги будет посвящена рассмотрению этих процессов на различных примерах. Для начала давайте задумаемся над кардинально различным количеством молекул текстуры, которые «вступают в сговор» в том или ином блюде.

Подсчет молекул текстуры в печенье

Допустим, вам захотелось зарисовать молекулярную структуру печенья с шоколадной крошкой. У вас есть нити крахмала, молекулы соли и сахара, более крупные молекулы жира и так далее. Картина получилась бы совсем иной, если длинных молекул крахмала было бы намного больше, чем мелких молекул сахара. Иными словами, сведения об относительном количестве каждого вида молекул меняют картину. Ясно, что в тесте для печенья граммов сахара больше, чем соли, но молекула соли намного меньше молекулы сахара. Так как же соотносятся их количества? Чтобы это выяснить, давайте перепишем рецепт. Вместо того чтобы записывать объем или вес ингредиентов, приведем количество молекул.

Тесто для печенья – это просто сочетание всех молекул его ингредиентов. Чтобы определить число молекул некоего ингредиента, мы возьмем вес этого ингредиента и разделим на вес его отдельной молекулы. Эти цифры приведены в таблице далее. В первой строчке у нас пищевая сода, или бикарбонат натрия. Сода состоит из одного иона натрия, двух – углерода и трех – кислорода. Вес одной ее молекулы 1,4 × 10^–22 граммов (эту цифру мы получаем, найдя молекулярный вес пищевой соды, который равен 84 г/моль, и разделив на число молекул в моле, 6 × 10²³ молекул). Для рецепта требуется 1 чайная ложка соды, что соответствует приблизительно 5 граммам. Это значит, что общее число молекул пищевой соды будет 5 г / 1,4 × 10^–22 г = 3,6 × 10²², то есть 3,6 с 22 нулями.

Для других строчек таблицы проведем аналогичные расчеты: в соли один ион натрия и один – хлора; таким образом, каждая молекула соли весит 9,6 × 10^–23 грамма (то есть имеет молекулярный вес 58 г/моль). Это дает нам 6 × 10²² молекул. Дело становится более интересным, когда мы начинаем рассматривать углеводы, белки и жиры рецепта, поскольку у них много разных источников. Например, источник углеводов – это не только сахар (и обычный, и коричневый), но и мука. Мука состоит из зерен крахмала, которые разбухают при нагреве, и из белков, таких как глютен, которые делают тесто плотным и способным растягиваться. Позднее мы подробнее рассмотрим оба этих типа молекул, а сейчас просто хотим подсчитать, сколько их в рецепте печенья, чтобы получить тем самым общее количество углеводов. Теперь перейдем к белкам. Здесь два основных источника белка: яйца и глютен муки. В яйце много разных белков, но основной – это овальбумин (яичный альбумин). Жиры дает как сливочное масло, так и желтки – в виде различных масляных кислот.

Сложив все эти цифры, мы получаем суммы, указанные в таблице. В целом молекул жира и сахара примерно одинаковое количество (10²³). По сравнению с ними количество молекул пищевой соды и соли примерно в десять раз меньше, а молекул белка – еще меньше (10²⁰). Интересно, что меньше всего оказалось молекул крахмала и ванилина: конечно, крахмал огромный, а ванилин крошечный. А самая распространенная молекула – это вода (10²⁴).

¹ В ванильном экстракте молекул ванилина меньше 0,5 %.

² Крахмал муки состоит из амилозы и амилопектина, молекулярный вес которых зависит от того, из скольких мономеров глюкозы они состоят, варьируя от 500 до пары миллионов. Здесь мы взяли примерно треть миллиона мономеров, что дает общий молекулярный вес 60 000 000 г/моль.

³ Яйца содержат много различных белков. Овальбумина, имеющего молекулярный вес 43 000 г/моль, в них больше всего. В среднем молекулярный вес белков можно оценить в 50 000 г/моль.

⁴ Для целей этого анализа мы можем принять молекулярный вес глютенина и глиадина за равный 50 000 г/моль. Это близко к молекулярному весу белков глютенина и глиадина на самом низком участке диапазона для глютенина, чей молекулярный вес может достигать пары миллионов г/моль.

⁵ В яйцах и сливочном масле содержится много различных жиров. В яйцах это в основном олеиновая, пальмитиновая и линолевая кислоты, в сливочном масле – пальмитиновая, миристиновая, олеиновая и стеариновая кислоты. Мы можем оценить средний молекулярный вес молекул жира как равный приблизительно 270 г/моль.

Следовательно, если вы посмотрите на мягкое тесто для печенья в молекулярном масштабе, то увидите массу крупных молекул углеводов и жиров в окружении примерно такого же количества более мелких молекул воды. Остальные молекулы (белки, соль, ванилин) присутствуют в гораздо меньшем количестве – но обязательно включите и их, иначе вы рискуете изменить весь рецепт! Если не верите, попробуйте приготовить печенье без соли или соды. Спорим, вам не очень-то захочется его есть!

ИЗМЕРЕНИЕ ОБЪЕМА НЕ ОЧЕНЬ ТОЧНОЕ

В точных кулинарных процессах используется не объем, а вес. Это связано с тем, что результат зависит от количества молекул добавленных нами ингредиентов. Этот показатель точнее измеряется с помощью веса, а не объема, на который может влиять очень многое – в том числе то, насколько плотно вы трамбуете ингредиенты в мерном стакане перед взвешиванием, и даже то, насколько точна сама мерная емкость. Уверены ли вы в том, что отметка «1 стакан» на вашей емкости действительно указывает на объем, равный ровно 1 стакану? Не хотим вас пугать, но, судя по нашему опыту, тут бывают существенные погрешности.

Вы можете проверить это у себя дома, взяв мерный стакан, который вмещает 237 мл, наполнив его водой и определив вес воды (в граммах) с помощью цифровых весов. Обязательно обнулите вес емкости, нажав кнопку «0» или «тара» после того, как поставите на весы пустой стакан. Если вы аккуратно наполните мерный стакан до отметки 237 мл, вода должна весить 237 г, потому что плотность воды 1 г/моль. Если это не так, то, скорее всего, нанесенные на вашу емкость риски не точные. (Возможен и второй вариант: у вас неточные весы, но это обычно легко исправить, следуя заводским инструкциям по калибровке.) Этот эксперимент повторили тысячи участников онлайн-курса «Наука и кулинария». На таблице показан разброс веса, полученного ими. Как видите, измерения не всегда точны, так что стакан для автора рецепта не всегда окажется таким же, как стакан на вашей кухне. Еще сильнее осложняет ситуацию то, что 237 мл – это «1 стакан» из кулинарных книг США, но в других странах «стакан» может иметь несколько иной объем. Рецепты для домашней кухни (например, соус маринара или даже печенье с шоколадной крошкой) обычно работают вне зависимости от того, насколько скрупулезно вы им следуете, потому что они очень снисходительны в отношении вариаций температуры и количества ингредиентов. Однако многие рецепты выпечки основаны на точных соотношениях, как и многие рецепты от шеф-поваров, которые включены в нашу книгу. Часть их волшебства как раз в том, что повара научились очень точно управлять сложными рецептами для достижения неизменно превосходных результатов.

Смешивание ингредиентов в печенье

После подготовки ингредиентов следующим этапом рецепта печенья становится их смешивание. Это может показаться простым делом, но, как только вы начинаете мешать, волшебство проявляет себя. Причина проста: ингредиенты делятся на твердые и жидкие. Как только твердые и жидкие ингредиенты соединяются, они преображают друг друга: соль и сахар растворяются, жидкость мутнеет и густеет. Максимальное количество твердого вещества, способного раствориться в жидкости, называется пределом растворимости. Стоит отметить, что различные вещества, очень похожие с виду, могут иметь кардинально различные пределы растворимости.

Самый удивительный пример – соль и сахар. Для печенья нужны оба. Если бы вам дали банки с солью и сахаром и попросили их различить, это можно было бы сделать просто на вкус. Однако есть и еще одно важнейшее отличие: сахара в воде может раствориться намного больше, чем соли. Можете сами это проверить, чтобы убедиться: если у вас килограмм (литр) воды, в ней может раствориться примерно треть килограмма соли. А сахара в том же килограмме воды может раствориться аж 2 килограмма.

Что это значит для нашего рецепта печенья? Согласно таблице всего в рецепте 140 г воды. Примерно половина ее – из сливочного масла, вторая половина – из яиц. Вся соль легко растворится, поскольку ее намного меньше предела растворимости. А вот сахара тут предельное количество: его 300 г, то есть примерно вдвое больше, чем воды. Когда вы вмешаете сахар, он с трудом растворится! Если вы добавите еще сахара, гладкого теста не получится: он отделится. Жир из рецепта также не может раствориться в воде. Единственный ингредиент, растворяющийся в жире, – ароматическая молекула ванилин, имеющая жироподобные свойства, позволяющие ей смешиваться с молекулами жира.

МАДЛЕНКИ ПРУСТА ОТ ЖОРДИ РОКА

Идея молекул вкуса важна не только для простых рецептов: она играет определяющую роль в более причудливых и сложных рецептах. Чтобы подчеркнуть это, мы закончим главу демонстрацией потрясающего рецепта от Жорди Рока, кондитера каталонского ресторана El Celler de Can Roca. Жорди захотелось создать блюдо со вкусом старых библиотечных книг. Для этого ему нужно было выделить вкус и запах старинных книг так, чтобы потом ввести его в блюдо. Жорди основывался на идее, что молекулы со вкусом старой книги не водорастворимы, а жирорастворимы. Чтобы извлечь вкус и запах старой книги, он взял старый том с особенно сильным «книжным» запахом и намазал его страницы лярдом. Герметически запечатав книгу в пластик, он мацерировал, то есть размягчал ее в течение 12 часов на водяной бане при низкой температуре (по сути, он приготовил ее по технологии су-вид, которую мы еще будем обсуждать). После этого Жорди собрал лярд и с помощью дистилляции отделил от него вкусоароматические молекулы. Выделив нужный запах, он легко смог использовать его в рецепте.

Рецепт и изображение предоставлены рестораном El Celler de Can Roca

Мадленки Пруста

Ингредиенты

Рисовая бумага и пищевые чернила

Мороженое «Мадлен» (рецепт см. далее)

Хрустящее тесто фило (рецепт см. далее)

Крем с чаем «Дарджилинг» (рецепт см. далее)

Экстракт старых книг (рецепт см. далее)

Инструкции

1. Пищевыми чернилами напечатайте отрывки из книги Марселя Пруста «В поисках утраченного времени» на рисовой бумаге*.

2. Для подачи выложите на блюдо кнели мороженого «Мадлен». Покройте их кремом с чаем «Дарджилинг». Сверху воткните кусочки хрустящего теста фило и клочки рисовой бумаги. Добавьте каплю разбавленного экстракта старых книг.

* Удачи с этим на домашней кухне!

Мороженое «Мадлен»

Ингредиенты

4440 г цельного молока

1840 г жирных сливок

400 г обезжиренного сухого молока

1700 г декстрозы

490 г сахара

70 г CSIM («Кремодан», стабилизатор для мороженого)

10 палочек корицы

5 г лимонной цедры

1000 г мадленок с чаем «Дарджилинг» (рецепт см. далее)

Инструкции

1. В большой кастрюле нагрейте молоко, сливки, сухое молоко и декстрозу до 40 °C.

2. Добавьте сахар, CSIM, палочки корицы и лимонную цедру и доведите до 85 °C, постоянно перемешивая силиконовой лопаткой.

3. Снимите кастрюлю с огня, извлеките палочки корицы и добавьте мадленки. Разомните мадленки в молочной смеси, накройте крышкой и поставьте в холодильник до полного охлаждения.

4. Залейте охлажденную смесь в мороженицу и взбейте. Храните при –18 °C.

Мадленки с чаем «Дарджилинг»

Ингредиенты

300 г сливочного масла

195 г инвертного сахара

75 г молока

8 г чая «Дарджилинг»

4 г соли

367 г пшеничной муки

180 г сахарной пудры

15 г активных сухих дрожжей

365 г слегка взбитых яиц

Инструкции

1. В кастрюлю среднего размера поместите масло, инвертный сахар, молоко, чай и соль. Нагревайте, пока масло не растопится. Процедите в чистую миску и отставьте.

2. Просейте и смешайте муку, сахарную пудру и дрожжи.

3. В «Термомиксе» нагрейте яйца до 30 °C и эмульгируйте их с масляной смесью. Вмешайте мучную смесь до получения однородного теста.

4. Разлейте тесто по силиконовым формочкам в виде ракушек. Выпекайте без подачи пара при 175 °C 4 минуты. Разверните формочки и пеките еще 3 минуты, чтобы мадленки пропеклись равномерно. Достаньте из духовки, дайте остыть, а потом извлеките из формочек и подавайте или сложите в герметичный контейнер.

Крем с чаем «Дарджилинг»

Ингредиенты

100 г желтков

45 г кукурузного крахмала

250 г холодного молока

250 г жирных сливок

50 г сахара

20 г чая «Дарджилинг»

Инструкции

1. В миске среднего размера взбейте желтки, крахмал и немного холодного молока до однородности.

2. В небольшой кастрюле смешайте оставшееся молоко, сливки, сахар и чай. Доведите до кипения и снимите с огня. Накройте крышкой и оставьте на 20 минут, чтобы смесь настоялась.

3. Процедите настой в чистую кастрюльку и добавьте смесь с желтками. Доведите до кипения и снимите с огня.

4. Перелейте крем в контейнер. Накройте пленкой и прижмите ее к поверхности, чтобы под ней не осталось воздуха. Уберите в холодильник.

Хрустящее тесто фило

Ингредиенты

1 лист теста фило

80 г растопленного сливочного масла

50 г сахарной пудры

Инструкции

1. Разогрейте духовку до 205 °C.

2. Кисточкой смажьте тесто фило растопленным маслом, выложите на противень и посыпьте сахарной пудрой.

3. Выпекайте 12 минут или до подрумянивания. Разломайте хрустящее фило на кусочки и храните в герметичном контейнере.

Экстракт старых книг

Ингредиенты

4 кг старых книг (только черно-белые страницы)

8 кг дезодорированного свиного жира, или лярда

Пищевой этанол

Инструкции

1. Нагрейте лярд до 40 °C, чтобы он растопился, а потом смажьте им книги и страницы. Сложите в пластиковый пакет, вакуумируйте и мацерируйте на водяной бане 6 часов.

2. Соберите лярд. Не остужая, смешайте его с равным количеством этанола (спирт помогает экстрагировать вкус и аромат из жира).

3. Оставьте на 5 часов, а потом процедите и дистиллируйте при 37 °C и давлении 0,9 бар, чтобы отделить спирт и получить экстракт старых книг.

4. Храните дистиллят в холодильнике в герметичном непрозрачном контейнере. Перед использованием разбавьте в соотношении 1:8 (5 мл экстракта в 40 мл дезодорированного растительного масла).

2
Нагрев

Мне нравится рассматривать нагрев как кулинарный ингредиент. Берете сырые овощи, или какое-то мясо, или тесто, добавляете нагрев – и получаете готовое блюдо, вкус и аромат которого совсем не такой, как у исходных материалов. Из всех кулинарных ингредиентов нагрев – самый обычный. А еще самый таинственный. Это потому, что его трудно измерить и им трудно управлять. Он невидим. Он нематериален, в отличие от воды или муки.

Гарольд Макги

В английском языке для приготовления пищи с использованием тепла есть специальное слово, cooking (поэтому англоговорящие повара салаты не «готовят», а «делают»). Тепло можно применять по-разному: это и варка, и обжаривание, и тушение, и выпекание. Мы, как ученые, любим превращать нормальные фразы в четкие картинки, так что предлагаем вашему вниманию простой рисунок:

На рисунке температура показана на горизонтальной оси – и где-то на ней находится температура перехода, после которой еда начинает приготавливаться. Переход в кулинарии обычно происходит резко: как только продукт нагревается выше критической температуры, он преображается и становится готовым к употреблению.

Но что на самом деле делает нагрев? В чем разница между сырой и приготовленной пищей? Если коротко, нагрев заставляет ингредиенты блюда распадаться, а потом соединяться снова, но уже иначе. В повседневной жизни мы привыкли к тому, что нагрев заставляет что-то распадаться: огонь заставляет древесину дезинтегрировать, а высвобождаемая при этом энергия позволяет горению продолжаться. То же происходит с бензином в автомобиле: после зажигания молекулы бензина распадаются, а высвобождаемая энергия позволяет машине ехать. Мы называем такие переходы фазовыми превращениями, подчеркивая, что вид веществ полностью изменяется.

Хотя в результате нагрева во время приготовления пищи молекулы распадаются, температуры при этом гораздо ниже, чем при сжигании древесины или бензина. Действительно, если положить продукт прямо в огонь, это поддержит пламя, но не даст ничего съедобного. Термическая обработка основана на том, что более низкие температуры, используемые управляемым способом, могут превратить пищу в те съедобные радости, которые мы знаем и любим. Это происходит потому, что ингредиенты пищи распадаются поэтапно, а потом заново объединяются уже по-другому. Каждое добавочное повышение температуры критически важно, так как заставляет молекулярные события преображать продукты в итоговое готовое блюдо. Что именно происходит – и каким образом, – зависит от типа молекул и того, как применяется нагрев. Варианты почти бесконечны – и именно поэтому кулинария настолько многогранна и интересна.

ОТКАЛИБРУЙТЕ СВОЮ ДУХОВКУ

Пекари обычно очень требовательны к духовкам и часто говорят, что «привыкли к своей». Дело в том, что духовка не обязательно печет точно с той температурой, которая задана: на самом деле большинство духовок довольно сильно отклоняются от настроек. Вот почему у вас дома у пирога может получаться безупречная румяная корочка, а дома у бабушки он подгорает.

Для калибровки духовки можно, конечно, просто воспользоваться специальным термометром – но как знать, точен ли он? Другой способ – найти материал, который изменяется при некой температуре, а потом настроить духовку на область этой трансформации и проверить, действительно ли она происходит при ожидаемых настройках. Например, в книге «Кулинария для гиков» (Cooking for Geeks) Джефф Поттер описывает способ калибровки духовки с помощью сахара.

Калибровка по сахару основана на том факте, что температура плавления сахарного песка (сахарозы) равна 186 °C. Если вы выставите температуру чуть ниже 186 °C, сахар плавиться не должен. Если же нагреете духовку чуть выше 186 °C, он расплавится. Попробуйте откалибровать свою духовку по приведенным ниже инструкциям.

Инструкции

1. Разогрейте духовку до 175 °C.

2. Положите пару чайных ложек сахарного песка в жаропрочную посуду или на кусок фольги.

3. Поместите посуду в духовку на 15 минут.

4. Если сахар не расплавился, увеличьте нагрев на 5 °C и повторите эксперимент. Если сахар расплавился, достаньте его, убавьте нагрев духовки на 5 °C и повторите эксперимент с новым образцом.

5. Продолжайте увеличивать (или уменьшать) нагрев, пока не определите самую низкую температуру, при которой сахар плавится. Назовем ее Т_пл. Если вам приходилось повышать нагрев, это будет последняя проверенная вами температура (первая, при которой сахар расплавился). Если нагрев приходилось уменьшать, это – предпоследняя проверенная вами температура (и последняя, при которой сахар расплавился).

6. Таким образом вы обнаружили, что сахар плавился где-то в районе между Т_пл –10 и Т_пл. Так что если в вашей духовке сахар расплавился при 205 °C, а не при 200 °C, то температура плавления между 200 °C и 205 °C.

Теперь, зная показания индикатора, которые в вашей духовке соответствуют температуре плавления сахара (186 °C), вы сможете вычислить «реальную» температуру духовки для того или иного нагрева, просто прибавив разницу между измеренной вами температурой плавления сахара и реальной точкой плавления. Например, если сахар у вас в духовке расплавился при нагреве 180 °C, то температура в ней выше указанной на 186 °C – 180 °C = 6 °C, и вам всегда надо задавать температуру на 6 °C ниже той, что требуется в рецепте². Если по индикатору сахар у вас в духовке расплавился при температуре 195 °C, тогда температура ниже показываемой индикатором на 195 °C – 186 °C = 9 °C, и вам всегда следует задавать температуру на 9 °C выше, чем указано в рецепте.

С помощью этого метода слушатели онлайн-курса «Наука и кулинария» определили температуру в своих духовках и сообщили ее нам. Как видно по рисунку, большая часть попала в диапазон 10 °C, однако немалая часть оказалась гораздо жарче или холоднее.

ТЕМПЕРАТУРА, ТЕПЛОТА И КАЛОРИИ

Мы часто считаем теплоту и температуру одним и тем же – или, по крайней мере, чем-то очень близким. Если на улице +35 °C, мы скажем, что день жаркий, при 0 °C – что холодный или не теплый. Температура используется для того, чтобы определить, насколько что-то горячее или холодное. Но что на самом деле имеется в виду, когда вещество горячее или холодное? Мы знаем, что температура измеряет энергию движения молекул материала. Когда молекулы двигаются больше, температура выше. Когда меньше – температура ниже. А вот теплотой называют количество энергии, которую добавляют в систему или удаляют из нее. Таким образом, нагрев заставляет молекулы двигаться больше, а это значит, что измеряемая температура поднимается. Охлаждение чего-то, или удаление теплоты, уменьшает движение молекул и, таким образом, понижает температуру.

Как это ни странно, эти понятия (движение молекул, температура и теплота) тесно связаны с калориями. Ну, вы знаете, с этими штуками, из-за которых вы прибавляете в весе, если съедаете их слишком много. Откуда связь? Калории измеряют энергосодержание пищи. Номинально мы используем эту энергию, чтобы жить и заниматься повседневными делами. Если мы съедаем пищу, в которой энергии больше, чем нам необходимо, ее часть превращается в лишний вес.

Так как же калории связаны с энергией или температурой? Калории – это единицы энергии. По определению калория – мера того, сколько энергии нужно, чтобы подогреть 1 грамм воды на 1 °C. Цифры на продуктовых этикетках – это килокалории (ккал). Это энергия, необходимая для нагрева 1 килограмма воды на 1 °C. На самом деле самый точный способ определить калорийность еды – просто сжечь ее, использовав полученную энергию на подогрев воды! Устройство под названием «калориметрическая бомба» представляет собой две соединенные камеры: одна – с горящим объектом, а вторая – с нагреваемой водой. Измеряя изменение температуры воды, мы можем определить, сколько энергии выделила сгоревшая еда.

Давайте копнем поглубже. Откуда берется энергия килокалории? Вы угадали: из молекул еды. Когда мы сжигаем некий продукт, мы разрушаем связи молекул на составляющие их атомы. Эти атомы затем заново образуют очень стабильные вещества: обычно воду и углекислый газ (двуокись углерода). После этого процесса остается лишняя энергия, и именно эта энергия идет на то, чтобы заставить молекулы двигаться больше, – то есть она высвобождается в виде теплоты. Расщепляя пищу, наш организм делает нечто очень похожее, хотя, конечно, в желудке мы не доводим ее до кипения. Это происходит благодаря работе молекул, называемых ферментами, о которых мы еще будем говорить.