Полное название книги — "Физика повседневности. От мыльных пузырей до квантовых технологий". Оно дает хорошее представление о темах: авторы пишут о самых разных штуках, а именно природе, вещах, кулинарии и устройстве сущего на самом глубоком уровне. Варламов, Виллен и Ригамонти — сами физики, но пишут доходчиво, насколько это возможно, например, со сверхпроводниками. А перед вами — более простой фрагмент обо всем известном блюде и его странной японской вариации.
Европейское яйцо всмятку против японского онсэн-тамаго
Давайте посмотрим на процесс приготовления вареного яйца. Желток и белок в яйце содержат разный набор протеинов, а потому и денатурируют при разных температурах. Во многих книгах пишут, что белок затвердевает при более низкой температуре, чем желток, поэтому и возможно приготовить яйцо всмятку. Действительно, денатурация белка начинается при температуре более низкой, чем температура денатурации желтка, однако этот сложный процесс состоит из серии трансформаций и завершается при температуре более высокой. Если обратится к цифрам, то процесс денатурации белка происходит в интервале температур между 58 и 80 °C, а желтка — в гораздо более узком диапазоне — 63–70 °C. Поэтому, если оставить яйцо полчаса вариться в воде температурой около 70 °C, в результате получится любимый японскими гурманами деликатес онсэн-тамаго (Onsen Tamago): желток в таком яйце оказывается тверже белка, который при такой температуре уже теряет свою прозрачность, однако еще не затвердевает, а на вкус имеет приятную сливочную консистенцию. Приглашаем читателя попробовать самостоятельно приготовить онсэн-тамаго. Для этого нужно найти способ поддерживать температуру воды относительно постоянной и равной 70 °C. На обычной кухне это не так просто, за исключением тех счастливчиков, у которых есть специальное приспособление, называемое "водяной баней"… В современной Японии продают как уже готовые онсэн-тамаго, так и устройства для их приготовления в домашних условиях. Традиционно же их готовили путем погружения в воду горячего источника: Tamago означает "яйцо", а Onsen — "горячий источник".
Приготовленное путем погружения на несколько минут в кипящую воду европейское яйцо всмятку выглядит наоборот: оно состоит из затвердевшего белка и жидкого желтка. Сварить яйцо всмятку не так просто, как может показаться. Кстати, это возможно в основном благодаря тому, что тепло проникает в яйцо постепенно и повышение температуры в белке происходит раньше, чем в желтке. Для правильного приготовления яйца всмятку процесс передачи ему тепла следует прервать таким образом, чтобы конечная температура желтка Tк достигла, но не превысила 63 °C. Понятно, что время t, необходимое для этого, зависит от размера яйца, точнее, от величины его меньшего диаметра d, который можно определить с помощью штангенциркуля. Кроме того, на результат влияют начальная температура яйца T0 и значение температуры кипения воды Tкип (которая, напомним, изменяется с высотой).
Английский физик Питер Бархэм написал книгу под названием "Наука приготовления пищи" (The science of cooking), в которой предложил определить время приготовления яйца t с помощью формулы:
t = 0,15Kd2,
где t — время, выраженное в минутах, d — величина малого диаметра яйца в сантиметрах, а коэффициент K равен
,
где ln означает натуральный логарифм. Для Tкип = 100 °C, Tк = 63 °C и T0 = 20 °C, коэффициент K равен 1,46. Если яйцо только что вынуто из холодильника и имеет температуру 5 °C, то K = 1,64.
Каким же будет время приготовления всмятку яйца средних размеров с малым диаметром 4 см? Согласно формуле Бархэма, для варки яйца комнатной температуры требуется три с половиной минуты, а для яйца из холодильника — почти четыре минуты. А чтобы приготовить яйцо той же консистенции на вершине Монблана, потребуется добавить почти полминуты! Заметим, что время приготовления очень быстро возрастает с увеличением диаметра яйца. Для того чтобы сварить всмятку страусиное яйцо диаметром 15 см, понадобится около часа. Ну а чтобы сварить его вкрутую… Заметим, что желающим отведать это блюдо, чтобы избежать повышения уровня холестерина, стоит разделить его с друзьями!
В поисках небьющегося яйца
Теперь давайте обсудим, зачем при варке яиц часто солят воду. Дело в том, что турбулентное движение кипящей воды приподнимает яйцо, бросает из стороны в сторону, оно падает и бьется о дно кастрюли. При этом скорлупа часто трескается, и есть риск, что белок через эту трещину начнет вытекать! Запоздало узнать об этой беде можно по появлению в воде "хлопьев" свернувшегося белка. Чтобы избежать этой неприятности, воду, в которой варятся яйца, рекомендуется солить. Поскольку плотность соленой воды больше, чем у обычной, то воздействующая на яйцо сила Архимеда выше, яйцо падает медленнее и ударяется не так сильно. Кроме того, растворенная в воде соль стимулирует в яичном белке денатурацию протеинов, поэтому вытекающий белок быстрее сворачивается и таким образом закупоривает трещину. Тот же эффект достигается, если в воду добавить каплю уксуса.
Растрескивание скорлупы иногда вызвано другим физическим явлением: при повышении температуры содержимое яйца расширяется, а содержащаяся в нем вода, особенно в белке, частично испаряется. Поэтому перед погружением в воду рекомендуется один из концов яйца проколоть булавкой. В этом случае газ может выходить, не разрушая скорлупу.
Треснувшее или нет, яйцо наконец сварилось! Теперь вы можете поразить ваших приятелей, вытащив яйцо ложкой из кипящей воды и сразу же взяв его в руку. Яйцо будет очень горячим, но руки не обожжет. Если же теперь вы передадите подержать подсохшее яйцо кому-нибудь другому (желательно не вашему лучшему другу), он этого сделать не сможет. Почему? Дело в том, что, пока горячее яйцо еще оставалось влажным, оно, пусть немного, но охлаждалось за счет испарения воды с его поверхности. Как мы уже знаем, испарение требует затрат энергии: в данном случае вода отнимает ее у яйца, спасая кожу на вашей ладони. Именно поэтому, как только поверхность яйца высыхает, оно по ощущению становится намного горячее! Возможно, с этим эффектом был знаком и Жюль Верн: в романе "Михаил Строгов" он повествует о попавшем в плен герое, которого татарский хан осудил на ослепление при помощи раскаленного добела лезвия меча. Но в тот самый миг, когда палач поднес пылающий клинок к глазам Михаила Строгова, они наполнились слезами при виде оскорбленной ханом матери, и эти слезы спасли зрение героя.
Зная об этом, вы не станете хватать сваренное яйцо, только что извлеченное из кастрюли, а оставите его медленно остывать. Если же через несколько часов вы попытаетесь очистить его от скорлупы, то это удастся с трудом: кусочки белка будут отрываться вместе с осколками скорлупы. Дело в том, что вы допустили ошибку, не опустив сразу же извлеченное из горячей воды яйцо в емкость с холодной водой. Резкое охлаждение отделило бы яичный белок от скорлупы: коэффициент теплового расширения скорлупы меньше, чем у сваренного яичного белка, и она меньше сжимается.