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【案例】对温度敏感的蛋清,竟被调教成音乐家!

socase | 2017-07-15 10:00

果壳网作为科学媒体,一直致力于粉碎朋友圈谣言,并积极制作原创科学内容,让大众发现科学的艺术。但同时,果壳网也是科学创意工厂,为了各个品牌,果壳网通过一系列大胆尝试,让品牌与果壳产生科学碰撞,擦出独一无二的火花。今年六月,老板电器与果壳网联手,为全新出品的 R026 电烤箱制作了只属于它们的实验视频,蛋清除了吃还能做点什么呢?看果壳实验室自带 Geek 属性的吃货,轻易挑逗对温度敏感的蛋清。

一顿营养丰富的早餐必然少不了蛋白质丰富的鸡蛋,除了日常水煮蛋、荷包蛋、茶叶蛋外,一颗半生半熟的蛋黄从白嫩嫩的蛋白里流出的「溏心蛋」,简直就是人间美味。

实际上,煮溏心蛋并不是一件容易的事情,因为鸡蛋里的蛋黄和蛋清对于加热温度是非常敏感的。鸡蛋中的蛋清对蛋黄起到缓冲保护的作用,并且感知温度变化后会有奇妙的现象产生。

* 该图片来自 giphy capture

果壳实验室的小伙伴们就借此打开脑洞,用美食烹饪的加热技巧实现了蛋清蛋白质变性,并制作众多蛋清试管,玩出了一个让人看了有点小激动的实验!

趣味蛋清试管频谱实验

为弄清温度对蛋清的影响到底有多大,小伙伴将 19 支灌满蛋清的试管摆放在老板 R026 烤箱中,设置烤制模式为 EXP 模式,即专业烘烤模式,一个箱体两种温度,温差可达 30℃,将上层设置 80℃,下层设置 50℃

待烤制结束后,将试管按照音乐频率的分布曲线依次摆放。蛋清试管在 LED 光板背景投射下,由于变性蛋清(也就是我们平时吃的熟蛋白)的长度不同而导致透光区域不同,呈现出随音乐律动的频谱。

美国农业部农业研究所的 Donovan 博士研究发现,鸡蛋蛋清在 60-65℃、80-85℃两个温度区间物性会有非常明显的变化,吸热能力的变化率会特别突出,如下图,即处于该温度区间时,不同温度段的蛋清表现出来的物理特征不一样。那么,怎样才能保证在同一烤箱中,蛋清也分别处于不同的温度段呢?

贯穿频谱实验的终极奥秘

首先一起来熟悉一下烤箱的加热原理。烤箱通过电阻丝将电能转化为热能,利用电阻丝热能加热食物的过程有两种:

  1. 电阻丝的热能以电磁波的形式向食物传递,这种方式在物理学里叫辐射传热,但通常烤箱通过这种过程加热的热量较少。

  2. 电阻丝产生的热量传递给箱体内的空气,被加热的空气流过食物表面时将热量传递给食物。这种方式在物理学里叫「热传导」

事实上,要呈现本实验这种绚丽的效果,必须保证老板电烤箱 R026 上下加热温度不同,即烤箱上下可以独立控温。

这里引入物理学的两个基本传热公式:

  1. 当热量会从空气传递到蛋清时,高温的空气与蛋清存在温度差,单位面积蛋清从空气吸收的热量(Q)= 蛋清与烤箱内腔空气的温度差(△T)× 蛋清与烤箱内腔空气之间的对流热换热系数(h),即:


  2. 当热量在蛋清内部传递时,单位面积蛋清由外表面向内部传递的热量(Q)= 垂直于截面方向上的温度变化率(dT/dx)× 蛋清的热导率(k),即:


换热系数和与烤箱环境和蛋清的成分有关,显然,本实验的蛋清成分是一样的,所以温度变化就是这个实验成功的关键所在。

老板电烤箱 R026 中,上下分别装有温度探测器,当调节到 EXP 模式时,上下温度分别控制在 80℃和 50℃。由于烤箱的上下层温度不一样,故蛋清吸收的热量不一样。根据 Donovan 博士的研究,蛋清在 65℃-80℃时会发生很明显的变性。这样一来,不同试管中的蛋清由于受热不同就会出现不同的效果啦。

独立温控能造就怎样的美食

一个对温度能够实现上下独立控制的烤箱能用来干嘛呢?

其实,对于爱烘焙的人来说,没有独立控温的烤箱不能算真正意义的烤箱。放在烤箱中的美食,常常因为制作工艺的不同,需要上下温度不一样,这样烘烤出来的美食会更加美味。

但是,在传统的烤箱中,由于上下表面与加热管之间的距离不一样,美食的上下表面承受的加热温度也是不一样的。受热较多的表面温度上升较快,所以温度要调的低一些,防止美食的一面已经烤好,而另一面烤焦的情况出现。老板电烤箱 R026 的独立控温科技就解决了一面生一面糊这样的尴尬。

比如,经常做烘焙的人知道,蛋糕含糖量越高,烘焙选用的温度要越低,这样在烘烤蛋糕时,不容易产生焦糖化作用。下次如果大家想尝试做一个爱心轻乳酪蛋糕,不妨选择一个可以上下独立温控的烤箱喔。

标签: 果壳网 

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