فیزیک در آشپزخانه؛ علمی که خانمهای خانه‌دار باید بدانند
سلام به مادران دانش آموزانم اینبار در آکادمی فیزیک مخاطب این مقاله بچه های شما نیستند!!! مادران عزیز و خانمهای خانه دار مخاطب امروزمن هستند!!!!!
و وقتی از فیزیک حرف می‌زنیم، ذهن‌ها معمولاً می‌رود سمت فرمول‌های پیچیده و آزمایشگاه‌های مجهز!!
اما واقعیت این است که فیزیک در آشپزخانه شما اثراتش رو میخواهد نشون بدهد!! همان‌جایی که بوی پیاز داغ و سیر بلند می‌شود و صدای قل‌قل قابلمه، موسیقی پس‌زمینه خانه های باصفای ایرانی است
برای یک خانم خانه‌دار، فیزیک فقط یک درس مدرسه‌ای نیست!!! یک ابزار روزمره است که اگر بشناسدش، آشپزی‌اش از این رو به آن رو می‌شود. بیایید بدون پیچیدگی، با زبان خودمان حرف بزنیم و ببینیم این علم چطور می‌تونه توی آشپزخانه خودشو نشون بده!!
راز خمیر شدن برنج در مسافرت به شمال ایران!!!
بیایید با همان معضل همیشگی شروع کنیم که شاید خود شما هم تجربه‌اش کرده باشید. شما در تهران زندگی می‌کنیدبه شمال ایران مسافرت میکنید!!!!
حالا کلی خانواده و کلی آدم ریز و درشت منتظر هستند تا برنج خوشمزه درست کنید و آقایون هم بساط کباب را به پا کرده اند!!!
شما با همان فرمول همیشگی همان برنجی را می‌گذارید که همیشه می‌گذاشتید و همان فرمولاسیون همیشگی!! ، همان پیمانه آب همیشگی را هم اضافه میکنید، اما وقتی برنج دم می‌کشد و سر سفره می‌آید، با کمال تعجب می‌بینید برنجتان خمیر شده و شفته است!!!!!!
انگار نه انگار که شما سی سال است دارید برای این خانواده برنج می‌پزید.
جالب است بدانی برعکسش هم پیش می‌آید!! یعنی وقتی یک خانم کدبانوی شمالی به تهران سفر میکند و برنج می‌پزید، برنج‌ش دون می‌شود و قد نمی‌کشد!!!!!
اینجا دقیقاً همان جایی است که فیزیک وارد می‌شود و می‌گوید: مشکل از دست‌پخت شما نیست، مشکل از آب و ارتفاع و تغییر فشار و تغییر املاح است!!!
بخش اول: ارتفاع از سطح دریا و دمای جوش آب
تهران شهری است که روی فلاتی نسبتاً بلند نشسته. ارتفاع تهران از سطح دریاهای آزاد معمولاً بین ۱۲۰۰ تا ۱۸۰۰ متر گزارش می‌شود؛ بسته به اینکه در کدام نقطه شهر باشید، از جنوب تهران که پایین‌تر است تا شمیرانات که بالاتر است، این عدد بالا و پایین می‌رود. اما شمال ایران، آن نوار سبز بین کوه و دریا، ارتفاعش خیلی کمتر است. شهرهایی مثل رشت، ساری، آمل یا گرگان تقریباً هم‌سطح دریا هستند یا حداکثر چند ده متر بالاتر. این تفاوت ارتفاع، مستقیماً روی دمای جوش آب اثر می‌گذارد.
فیزیک ساده‌اش این است: آب وقتی به جوش می‌آید که فشار بخارش با فشار هوای بیرون برابر شود. هرچه بالاتر برویم، ستون هوا روی سرمان کوتاه‌تر و سبک‌تر می‌شود، پس فشار هوا کمتر می‌شود. فشار کمتر یعنی آب با دمای پایین‌تری به نقطه جوش می‌رسد.
حالا حساب کنید. در شمال که ارتفاع تقریباً صفر است، فشار هوا حدود ۱۰۱۳ هکتوپاسکال است و آب در حدود ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌جوشد. اما در تهران با ارتفاع حدود ۱۲۰۰ متر، فشار هوا به حدود ۸۷۰ تا ۸۸۰ هکتوپاسکال می‌رسد و آب در حدود ۹۶ تا ۹۷ درجه به جوش می‌آید. اگر در شمیرانات یا فرمانیه باشید که ارتفاعش نزدیک ۱۸۰۰ متر است، این دما می‌تواند تا ۹۴ درجه هم پایین بیاید.
این چند درجه اختلاف که به نظر ناچیز می‌آید، در آشپزی معجزه میکند.
بخش دوم: چرا این اختلاف دما برنج را دون یا خمیر میکند؟
برنج برای اینکه «دون» شود و قد بکشد، باید ژلاتینه شدن نشاسته‌اش کامل انجام شود. ژلاتینه شدن نشاسته برنج معمولاً در بازه حدود ۷۰ تا ۸۰ درجه شروع می‌شود، اما برای پخت کامل و یکنواخت، دانه برنج به آب نزدیک ۱۰۰ درجه و زمان کافی نیاز دارد. حالا دو سناریو را کنار هم بگذارید:
سناریو اول: شمالی می‌رود تهرانشما در شمال عادت دارید برنج را با آب ۱۰۰ درجه بپزید. همان پیمانه آب، همان زمان، همان قابلمه. اما در تهران آب شما فقط ۹۶ درجه می‌جوشد. یعنی حرارت کمتری به دانه برنج می‌رسد. نشاسته کامل ژلاتینه نمی‌شود، آب به عمق دانه نفوذ نمی‌کند، و برنج شما دون می‌ماند. مغز دانه سفت است، قد نمی‌کشد و کنار هم می‌ایستد. شما فکر میکنید برنجتان بی‌کیفیت است یا دست‌تان سنگین شده، در حالی که فقط دمای جوش پایین‌تر باعث شده.
سناریو دوم: تهرانی می‌رود شمالبرعکس. شما در تهران عادت دارید با آب ۹۶ درجه برنج بپزید و برای جبران، شاید کمی بیشتر آب بریزید یا زمان را طولانی‌تر کنید. حالا در شمال، آب در ۱۰۰ درجه می‌جوشد. همان پیمانه آب و همان زمان، اما این بار حرارت بیشتر و نفوذ سریع‌تر است. دانه برنج بیش از حد آب جذب میکند، نشاسته‌اش زیادی نرم می‌شود و خمیر از آب درمی‌آید. تهرانی‌ها در شمال می‌گویند «برنج‌مان شفته شد» و شمالی‌ها در تهران می‌گویند «برنج‌مان دون شد». هر دو حق دارند، چون هر دو قربانی فیزیک فشار و ارتفاع شده‌اند.
بخش سوم: سختی آب؛ عامل پنهان دیگری که برنج را تغییر می‌دهد
علاوه بر ارتفاع، آب هر شهری یک شخصیت منحصربه‌فرد دیگر هم دارد. این شخصیت را چیزی می‌سازد به نام «سختی آب». سختی آب یعنی مقدار کلسیم و منیزیم حل‌شده در آن. آب تهران معمولاً سختی بالاتری دارد، یعنی پرتر است از این املاح معدنی. وقتی این آب وارد قابلمه برنج می‌شود، کلسیم و منیزیم شروع می‌کنند به واکنش نشان دادن با نشاسته برنج. نشاسته برنج باید ژلاتینه شود تا برنج بپزد و قد بکشد. اما این املاح مثل یک مانع عمل می‌کنند و جلوی نفوذ کامل آب به داخل دانه برنج را می‌گیرند. نتیجه چیست؟ برنج دیرتر می‌پزد، آب کمتری جذب میکند و در نهایت خشک‌تر و دون‌تر از آب درمی‌آید.
حالا شما که تهرانی هستید، می‌روید شمال. آب شمال معمولاً سبک‌تر و نرم‌تر است. یعنی کلسیم و منیزیم کمتری دارد. این آب نرم خیلی راحت‌تر و سریع‌تر به داخل دانه برنج نفوذ میکند. دانه برنج شما در تهران به همان مقدار آب عادت کرده بود، اما حالا در شمال با آبی روبرو شده که مثل یک مهمان ناخوانده، هجوم می‌آورد داخل دانه و آن را بیش از حد نرم میکند. نتیجه؟ همان برنجی که در تهران قد می‌کشید، اینجا خمیر و شفته می‌شود.
پس دو عامل دست به دست هم می‌دهند: ارتفاع پایین‌تر در شمال که دمای جوش را بالا می‌برد، و آب نرم‌تر که سریع‌تر نفوذ میکند. ترکیب این دو، برنج تهرانی را در شمال خمیر میکند. برعکس، ارتفاع بالاتر تهران که دمای جوش را پایین می‌آورد، و آب سخت‌تر که نفوذ را کند میکند، برنج شمالی را در تهران دون میکند.
بیشتر بخوانید:
بهترین دبیران فیزیک نهایی
بخش چهارم: پیمانه آب را چطور تنظیم کنیم؟
این بخش عملی ماجراست. اگر شمالی هستید و می‌روید تهران، برای همان برنجی که همیشه می‌پزید:
· آب را کمی کمتر بریزید، چون آب دیرتر جوش می‌آید و دانه فرصت بیشتری برای جذب دارد.· زمان پخت را کمی بیشتر کنید تا ژلاتینه شدن کامل شود.· اگر برنج را از قبل خیس کرده‌اید، این خیساندن در تهران مهم‌تر هم می‌شود، چون نفوذ آب در دمای پایین‌تر کندتر است.
اگر تهرانی هستید و می‌روید شمال:
آب را کمی بیشتر نکنید، بلکه کمی کمتر بریزید، چون آب ۱۰۰ درجه سریع‌تر نفوذ میکند و دانه زودتر اشباع می‌شود.· زمان پخت را کوتاه‌تر کنید.· حواستان به دم کشیدن باشد؛ در شمال برنج زودتر می‌پزد و زودتر هم شفته می‌شود.
بخش پنجم: چرا در ارتفاعات، تخم‌مرغ آب‌پز سفت نمی‌شود؟
بیایید از آشپزخانه برویم به یک سفر کوهستانی. فرض کنید با خانواده رفته‌اید ارتفاعات و می‌خواهید برای بچه‌ها تخم‌مرغ آب‌پز درست کنید. قابلمه را پر از آب میکنید، می‌گذارید روی شعله. آب شروع میکند به قل زدن، اما هرچه صبر میکنید، خبری از سفت شدن تخم‌مرغ نیست. اینجا هم فیزیک پشت ماجراست.
همان‌طور که گفتیم، آب در ارتفاعات پایین‌تر از ۱۰۰ درجه به جوش می‌آید. مثلاً در ارتفاع ۳۰۰۰ متری، آب ممکن است در حدود ۹۰ درجه سانتی‌گراد بجوشد، نه ۱۰۰ درجه. حالا تخم‌مرغی که باید در آب ۱۰۰ درجه بپزد تا سفیده‌اش سفت شود، در آب ۹۰ درجه خیلی کندتر پخته می‌شود و ممکن است اصلاً سفت نشود. این همان دلیلی است که در کوه‌ها باید زمان پخت را بیشتر کنید یا از زودپز استفاده کنید. زودپز دقیقاً همان ابزاری است که با بالا بردن فشار، دمای جوش را به بالای ۱۰۰ درجه می‌برد و این کمبود ارتفاع را جبران میکند.
بخش ششم: چرا آب سرد، گوشت را سفت میکند؟
یک باور قدیمی در آشپزی هست که می‌گوید برای پختن گوشت، اول باید آب سرد رویش بریزید. اما فیزیک می‌گوید این کار اشتباه است و دلیلش هم کاملاً منطقی است. وقتی آب سرد را روی گوشت داغ می‌ریزید، اتفاقی که می‌افتد این است که سطح گوشت به سرعت سرد می‌شود و پروتئین‌های سطحی منقبض می‌شوند. این انقباض باعث می‌شود منافذ گوشت بسته شود و آب و طعم به داخلش نفوذ نکند. نتیجه، گوشتی است سفت و بی‌مزه که هرچه هم بجوشد، نرم نمی‌شود.
اما اگر آب گرم یا جوش را روی گوشت بریزید، پروتئین‌های سطحی به آرامی باز می‌شوند و اجازه می‌دهند آب و حرارت به عمق گوشت نفوذ کند. به همین دلیل هم هست که در بسیاری از دستورهای آشپزی، مخصوصاً برای خورشت‌ها، توصیه می‌شود آب گرم اضافه کنید تا گوشت نرم و لطیف بماند. این یک قانون ساده فیزیکی است که دانستنش می‌تواند کیفیت غذای شما را به طور چشمگیری بالا ببرد.
بخش هفتم: وقتی آب سرد سریع‌تر از آب گرم یخ می‌زند!
حتماً برایتان پیش آمده که بخواهید یخ سریع داشته باشید. احتمالاً فکر میکنید آب گرم زودتر یخ می‌زند چون به نقطه انجماد نزدیک‌تر است، درست است؟ اما فیزیک یک پدیده عجیب به نام «اثر ام‌پمبا» دارد که می‌گوید آب گرم در برخی شرایط سریع‌تر از آب سرد یخ می‌زند! این پدیده به افتخار دانشمندی به نام اراستو ام‌پمبا نام‌گذاری شده که اولین بار این موضوع را مشاهده کرد.
دلیلش پیچیده است، اما به زبان ساده: آب گرم تبخیر می‌شود و مقدار آب کمتری باقی می‌ماند که باید یخ بزند. همچنین آب گرم، گازهای محلول کمتری دارد که می‌توانند مانع انجماد شوند. علاوه بر این، جریان‌های همرفتی در آب گرم باعث توزیع بهتر حرارت می‌شود و در نهایت، آب گرم می‌تواند سریع‌تر به مرحله تشکیل یخ برسد. پس دفعه بعد که برای مهمانی عجله داشتید، شاید بهتر باشد
آب گرم را در فریزر بگذارید!
بخش هشتم: چرا دانه‌های برنج باید خیس بخورند؟
خیساندن برنج یک رسم قدیمی است که مادربزرگ‌ها همیشه توصیه می‌کردند. اما آیا می‌دانستید این کار یک دلیل کاملاً علمی دارد؟ وقتی برنج را خیس میکنید، آب از طریق فرآیندی به نام «اسمز» به داخل دانه‌ها نفوذ میکند. اسمز یعنی حرکت آب از جایی که املاح کمتری دارد به جایی که املاح بیشتری دارد. داخل دانه برنج پر از نشاسته و مواد معدنی است، بنابراین آب به سمت داخل دانه کشیده می‌شود. این آب باعث می‌شود دانه‌های برنج نرم‌تر شوند و در هنگام پخت سریع‌تر و یکنواخت‌تر بپزند. اگر برنج را خیس نکنید، آب جوش فقط می‌تواند به لایه‌های بیرونی نفوذ کند و مرکز دانه خام می‌ماند. پس آن نیم ساعت تا یک ساعتی که برای خیساندن برنج صرف میکنید، در واقع دارید از فیزیک به نفع خودتان استفاده میکنید.
شاید فکر کنید که فیزیک فقط به کار مهندسان و دانشمندان می‌آید، اما همان‌طور که دیدیم، هر بار که قابلمه را روی گاز می‌گذارید، هر بار که پیمانه آب برنج را اندازه می‌گیرید و هر بار که نگران سوختن غذا هستید، دارید با قوانین فیزیک سر و کله می‌زنید. دانستن این قوانین به شما قدرت می‌دهد تا به جای اینکه قربانی شرایط باشید، کنترل آشپزخانه‌تان را در دست بگیرید.
دفعه بعد که برنجتان دون شد یا خمیر شد، به جای اینکه به خودتان بگویید «دستم سنگین شده»، به یاد بیاورید که شاید ارتفاع شهر یا سختی آب یا فشار هوا دست به کار شده. این نگاه علمی، نه تنها آشپزی شما را بهتر میکند، بلکه لذت یک کشف کوچک روزانه را هم به زندگی‌تان اضافه میکند. و چه زیباست که بدانیم در همین لحظات ساده، در همین شعله‌های آبی رنگ گاز و بخار ملایم قابلمه، جهانی از علم در جریان است که منتظر کشف شدن توسط شماست.
دیدگاه شما