„A Bite of China 4“ verrät: Wenn Essen auf Physik trifft, ist es unglaublich!

„A Bite of China“ präsentiert die chinesische Esskultur aus verschiedenen Blickwinkeln und bietet dem Publikum ein kulturelles Festmahl, das sowohl die Augen als auch die Geschmacksnerven anregt. Es hat sich zu einem kulturellen Phänomen entwickelt, das in den letzten Jahren viel Aufmerksamkeit erregt hat.

Die Esskultur spiegelt nicht nur die natürliche Geographie, die Bräuche und die örtlichen Gegebenheiten eines Ortes wider, sondern ist im Wesentlichen auch ein technologisches Phänomen. Wenn wir den wissenschaftlichen Elementen der Esskultur Beachtung schenken, erweitern wir unser Verständnis der chinesischen Esskultur um eine weitere Dimension. Durch das Anschauen von „A Bite of China“ (Staffel 4) (im Folgenden „A Bite of China 4“ genannt) hatte ich die Gelegenheit, einige Geheimnisse der Gastronomie aus physikalischer Sicht zu verstehen. Im heutigen technologisch fortgeschrittenen Zeitalter wird die Berücksichtigung der wissenschaftlichen Elemente der Esskultur der Verbreitung, Weitergabe und Entwicklung der Esskultur förderlich sein.

Wie wird Wärme auf Lebensmittel übertragen?

Um aus rohen Lebensmitteln gekochte Lebensmittel zu machen, muss man sie im Allgemeinen erhitzen. Allerdings sind die zu berücksichtigenden Faktoren und die Umsetzungsmethoden unterschiedlich, sodass sich auch die endgültigen Methoden der Lebensmittelproduktion unterscheiden. Die Vielfalt der Produktionsmethoden und -einrichtungen in der chinesischen Esskultur spiegelt das gründliche Verständnis und die umfassende Nutzung der zugrunde liegenden wissenschaftlichen Prinzipien durch unsere arbeitende Bevölkerung wider.

Zu den Möglichkeiten der Wärmeübertragung auf Nahrungsmittel gehören, wenn man sie nur aus der Perspektive physikalischer Wärmeübertragungsmedien betrachtet, Photonengas (Schwarzkörperstrahlung, monochromatische Mikrowellen), Wärmekontakt mit Feststoffen, Wärmekontakt mit Flüssigkeiten (Wasser, Öl) und Wärmeübertragung mit Gasen (Wasserdampf, Verbrennungsluft, Verbrennungsöl und Gasgemische) usw. sowie manchmal eine geschickte Kombination davon.

Schwarzkörperstrahlung

Ist es ein Zufall, dass der Herd des Ofens schwarz ist?

Nehmen wir als Beispiel den Ofen zum Backen von Brötchen und Sesamkuchen. Der Ofen sendet ein breites Spektrum elektromagnetischer Strahlung aus, das der Schwarzkörperstrahlung nahe kommt (die Wände eines guten Ofens sind schwarz, das ist kein Zufall). Diese Wärmestrahlung wird vom Wasser im Lebensmittel absorbiert, wodurch das Lebensmittel gegart wird.

Aufgrund der diffusen Streuungseigenschaften der Schwarzkörperstrahlung wird der dem Ofen zugewandte Teil der Brötchen oder Pfannkuchen gleichmäßig gebacken (siehe „Tip of the Tongue 4“ „Einzigartige Fähigkeiten“, große Ofenpfannkuchen). Gleichzeitig wird die an der Wand haftende Unterseite der Pasta durch mechanische Vibrationen an der heißen Ofenwand erhitzt. Sobald sich in der Pasta Blasen bilden, ist die Wärmeübertragungsfläche ungleichmäßig, was zu einem schlechten Backergebnis führt. Moderne Mikrowellenherde verwenden elektromagnetische Wellen mit einer Frequenz von 2,45 GHz. Wenn elektromagnetische Wellen von Wasser absorbiert werden, führen sie zu einem Temperaturanstieg. Daher eignen sich Mikrowellenherde besser zum Erhitzen wasserhaltiger Lebensmittel.

Wärmeübertragung in Festkörpern

Warum geben wir beim Rösten von Erdnüssen Sand hinzu?

Die Zubereitungsmethode, bei der Probleme mit der Wärmeübertragung bei Feststoffen am besten auftreten, ist das Braten, beispielsweise das Braten von Erdnüssen, Kastanien und chinesischer Torreya in einem großen Topf. Der Nachteil dieser Wärmeübertragungsmethode besteht darin, dass der Kontakt zwischen den Nüssen und der Pfanne nahezu punktförmig ist, was zu einer äußerst ungleichmäßigen Wärmeübertragung führt.

Die Weisheit unserer Arbeiter liegt darin, feste Partikel wie Sand, Eisenspäne und Salz in den Topf zu geben, um eine dreidimensionale wärmeleitende Flüssigkeit zu bilden, sodass Erdnüsse, Kastanien und chinesische Torreya mit diesen körnigen Substanzen in Oberflächenkontakt kommen können. Erdnüsse und andere Zutaten werden gleichmäßiger frittiert, wodurch das Problem verbrannter Nüsse vermieden wird (siehe „A Bite of China 4“ „Heavenly Work“, frittierte Torreya grandis).

Flüssigkeitswärmeübertragung

Warum Frittiertes außen knusprig und innen zart ist

Die Merkmale der Wärmeübertragung durch Flüssigkeiten sind Rundumkontakt und gleichmäßige Wärmeübertragung. Die gebräuchlichste Zubereitungsmethode ist das Kochen. Unter Normaldruck übersteigt der Siedepunkt von Wasser 100 °C nicht. Für die Zubereitung mancher Lebensmittel kann diese Temperatur zu niedrig sein, und hochsiedende Flüssigkeiten wie Öl können höhere Temperaturen liefern.

Durch den großen Temperaturunterschied zwischen dem heißen Öl und dem Lebensmittel kann eine extrem schnelle Wärmeübertragung erreicht werden. Durch diese Erhitzungsmethode erhält das Essen außen knusprig und innen zart, was sich besonders für die Zubereitung von Fisch- und Fleischprodukten eignet (siehe „A Bite of China 4“, „Einzigartige Fähigkeiten“, Essigfisch). Da die Temperatur von heißem Öl viel höher ist als der Siedepunkt von Wasser, kocht und verdampft das Wasser schnell, wodurch ein „Braten“-Effekt entsteht. Bei diesem Verfahren wird das Essen tatsächlich durch die Verdampfung des darin enthaltenen Wassers gegart.

Hochtemperatur-Öl-Wasser-Mischdampf ist entflammbar und bietet ein spezielles Hochtemperaturmedium, das Kochmethoden wie Pfannenrühren ermöglicht, bei denen das Essen voll und zart bleibt (siehe „A Bite of China 4“ „Einzigartige Fähigkeiten“, gebratene Niere).

Gemischte Wärmeübertragung

Warum schmeckt geräucherter Speck besser?

Eine Flamme ist ein gemischtes Wärmeübertragungsmedium, das ein breites Spektrum an Licht und Hochtemperaturgasen umfasst. Zu den Zubereitungsmethoden von Speisen, bei denen Flammen zum Einsatz kommen, zählen Grillen und Räuchern, beides sehr alte Methoden (siehe „A Bite of China 4“ „Dongtian“, Fire Pond).

Als Träger haben Flammen eine starke Transportkapazität und können das Aroma von Holz oder die Aromen von Gewürzen wie Chilischoten in Fleischprodukte transportieren (siehe „A Bite of China 4“ „Huan Fa“, geräucherter Speck; „A Bite of China 4“ „Fireworks“, gebratenes schwarzes Schwein; „A Bite of China 4“ „Feng Wu“, auf Holzkohle gegrillte Krabben), wodurch geräucherten Lebensmitteln ein einzigartiges Aroma verliehen wird.

Hochtemperaturdampf

Durch Dämpfen bleibt der ursprüngliche Geschmack erhalten

Beim Hochtemperaturdampfgaren wird die Eigenschaft ausgenutzt, dass der Wasserdampf den gesamten Raum, einschließlich des Inneren des Lebensmittels, ausfüllt, wodurch das gleichmäßige Garen des Lebensmittels erleichtert wird. Dies eignet sich besonders für Lebensmittel mit offenen Oberflächen und Poren.

Da Dampf bei Raumtemperatur und -druck zudem nur eine sehr schlechte Löslichkeit aufweist, trägt er dazu bei, den ursprünglichen Geschmack von Lebensmitteln zu bewahren. Daher ist das Dämpfen eine besonders verbreitete Art der Nahrungszubereitung (siehe „A Bite of China 4“ „Fengwu“, gedämpfte Gerichte). Wenn ein geschlossener Behälter erhitzt wird, steigt der Dampfdruck mit der Temperatur; Wenn der Druck im Behälter schnell abgelassen wird, strömt das Gas im Lebensmittel nach außen und erzeugt einen Popcorn-ähnlichen Effekt.

Verschiedene Zutaten haben unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit

Warum müssen wir die Augen aus gedämpftem Brot herausstechen?

Der entscheidende Faktor für den Herstellungsprozess von Lebensmitteln ist letztlich das Lebensmittel selbst. Die Materialzusammensetzung, die Strukturform, die Wärmeleitfähigkeit und die dynamischen Auswirkungen der Erhitzung auf das Lebensmittel erfordern bei der Zubereitung unterschiedliche Überlegungen. Die Produktionsmethoden, die letztendlich funktionieren, sind alle wissenschaftlich.

Lassen Sie mich Ihnen zwei Beispiele nennen. Beim gedämpften Maisbrot wird heißer Dampf in den Teig eingeleitet, um das Brot zu garen. Aufgrund der konischen Geometrie des Wotou unterscheidet sich die Tiefe von seiner Oberfläche. Um das Dampfbrot möglichst synchron zu dämpfen, wird an der Unterseite des Dampfbrotes ein Loch angebracht.

Bei Pfannkuchen ist es wahrscheinlich, dass der Teig innen noch roh ist, wenn er nur von einer Seite erhitzt wird. Falten Sie den Teig in mehrere Schichten, verwenden Sie Luftzwischenschichten, um die Wärmeleitung teilweise zu blockieren, und dämpfen Sie ihn von innen, um den Effekt zu erzielen, dass er außen knusprig und innen zart ist (siehe „A Bite of China 4“ „Heavenly Work“, knusprig gebratene Pfannkuchen).

Durch die Temperaturkontrolle wasserhaltiger Substanzen entstehen unterschiedliche Aromen

Wasser ist eine Schlüsselzutat in allen Arten von Lebensmitteln. Daher kann man sagen, dass das Verständnis der physikalischen Eigenschaften von Wasser der Schlüssel zum Verständnis der Kochkunst ist.

Geben Sie kaltes Wasser zum Kochen der Knödel hinzu, um den inneren Wasserdampf abzukühlen

Wasser absorbiert nahezu das gesamte Spektrum elektromagnetischer Wellen. Dies ist der grundlegende Grund, warum Lebensmittel mit verschiedenen Heizmethoden zubereitet werden können, und es ist auch der grundlegende Grund, warum Köche dem Faktor Wasser besondere Aufmerksamkeit schenken sollten.

Beim Dämpfen oder Braten von Lebensmitteln verringert der eingeschlossene Wasserdampf die durchschnittliche Dichte der Lebensmittel im Vergleich zu Wasser oder Öl, sodass die Lebensmittel aufschwimmen und, wenn nicht eingegriffen wird, nicht richtig gegart werden. Dieses Problem tritt beim Kochen von Knödeln auf. Es wird empfohlen, beim Kochen von Knödeln kaltes Wasser hinzuzufügen, wenn das Wasser kocht. Dadurch wird der Wasserdampf im Inneren der Teigtaschen abgekühlt, sodass die Teigtaschen vollständig in Wasser eingetaucht und gar werden (siehe „A Bite of China 4“, „Chinesische Art“, Teigtaschen kochen).

Wasser, das mit Nahrung „verschlossen“ ist, muss anders „behandelt“ werden

Wasser ist ein universelles Lösungsmittel und kann unter Normaldruck auf 100 °C erhitzt werden. Dies ist der Schlüssel zu seiner Fähigkeit, Nährstoffe in Lebensmitteln wie Knochen und Nüssen aufzulösen. Daher ist die Zubereitung von Suppen ein wichtiger Zweig der Kochkunst und beinhaltet viele wunderbare Dinge. Wasserdampf mit hohem Druck und hoher Temperatur hat eine große Lösungskraft. Für Lebensmittel, aus denen Nährstoffe gelöst werden müssen, ist die Verwendung von Hochdruckdampf die richtige Wahl, wie zum Beispiel Dampfhähnchen.

Beim Braten oder Grillen von Lebensmitteln hingegen wird es schwierig, die Feuchtigkeit im Essen zu erhalten. Eine interessante Strategie ist das Hinzufügen einer Schutzschicht. Diese Strategie wird verwendet, wenn man Nahrungsmittel beim Frittieren in Teig wälzt oder wenn man Bettelhähnchen mit Schlamm zubereitet. Dabei ist zu beachten, dass zur Bildung einer geschlossenen Schale die Ausgangstemperatur hoch genug sein muss, damit der Teig oder Schlamm auf der Außenseite schnell erstarrt und eine Schutzschicht bildet. Da die Schutzschicht eine schlechte Wärmeleitfähigkeit hat, verwandelt sich die Feuchtigkeit in der Schutzschicht aufgrund der hohen Temperatur in Dampf und kann das Essen dämpfen, wodurch das Essen sehr frisch und zart wird.

Zur Erinnerung: Beim Kochen einiger Lebensmittel, die leicht eine dichte Schutzschicht bilden, wie z. B. gebratene Rindfleischbällchen, kann der Luftdruck im Inneren auch nach dem Abkühlen höher sein als der äußere atmosphärische Druck. Sobald die Schale zerbissen wird, spritzt der Saft aus dem Inneren, seien Sie also beim Essen vorsichtig.

Darüber hinaus dehnt sich das Wasservolumen nach dem Gefrieren um etwa 10 % aus. Wenn Wasser in Zellen eindringt und gefriert, durchbohrt es die Zellen von Tieren und Pflanzen. Dies ist nicht gut für die Konservierung von Früchten, aber für einige Fleischsorten, die zum Braten verwendet werden, können Sie diese Eigenschaft des Wassers genauso gut ausnutzen (siehe „Tip of the Tongue 4“ „Hua Fa“, Sammlung von gefrorenem Fleisch). Das Fleisch ausreichend mit Wasser vollsaugen, abkühlen lassen bis es gefriert, anschließend mit Teig ummanteln und frittieren. Das Fleisch hat eine weichere Konsistenz.

Die Kunst der Lebensmittelzubereitung ist voller Wissenschaft. „A Bite of China“ präsentiert der Öffentlichkeit die einzigartige Esskultur aus aller Welt. Es wäre schade, wenn wir es nur als optischen und geschmacklichen Genuss betrachten würden. Der Autor möchte betonen, dass „A Bite of China“ auch hervorragendes Material für den Physik-Grundunterricht bieten kann, was die Macher am Anfang wahrscheinlich nicht erwartet hatten.

(Der Autor Cao Zexian ist Forscher am Institut für Physik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften)