Myslím si, že smutná reflexia našej civilizácie je to, že aj keď vieme merať teplotu v atmosfére Venuše, tak nevieme, čo sa odohráva vnútri našich suflé. Tak znie citát od fyzika Nicholasa Kurtiho hovoriaci o tom, že je veľmi zaujímavé skúmať aj procesy, ktoré sa nám môžu zdať pomerne všedné, pretože im nemusíme úplne rozumieť. To bude aj naším zámerom v sérii článkov s názvom Veda v kuchyni.
Pozrieme sa v nej na pozoruhodné skutočnosti v kuchyni, ukážeme si niektoré triky a ako vhodné príklady si uvedieme aj niekoľko receptov.
Iný pohľad na varenie
S rozvojom vedy a dostupnosťou laboratórnych prístrojov sa tieto zariadenia začínajú postupne dostávať do profesionálnych kuchýň. Súčasní prvotriedni kuchári dokážu využiť vedecké princípy na prípravu nových typov jedál tak, aby znásobili kulinársky zážitok svojich zákazníkov. Vznikol tak odbor, ktorý nesie názov molekulárna gastronómia.
Naším zámerom však nebude sústrediť sa výlučne na tieto najmodernejšie metódy. Spočiatku sa zamyslíme nad svojou vlastnou kuchyňou a nad metódami prípravy rôznych jedál, ktoré vieme pripraviť doma.
Na otázku Čo je varenie? by sme vtipne mohli odpovedať, že ide o premenu surového vajíčka na varené. Je to teda spracovanie nejakých surovín do určitej podoby, ktorá nám pripadá chuťovo, a taktiež esteticky, príťažlivá. Za týmto účelom rôzne suroviny kombinujeme a tepelne ich upravujeme varením, pečením alebo grilovaním. Samotné varenie tak využíva množstvo princípov a poznatkov z fyziky, chémie a biológie. Niektoré postupy sú známe už odpradávna a odovzdávané z generácie na generáciu. Naše staré mamy (a dedovia) ich využívali, aj keď si možno neuvedomovali ich fyzikálnu či chemickú podstatu. Iné, naopak, boli objavené až pri dôkladnejšom pochopení prírodných vied. Kuchyňa tak môže predstavovať akési laboratórium, v ktorom sa môžu odohrávať experimenty v podobe prípravy jedál.
V súčasnosti existujú rôzne verejné kurzy s týmto zameraním. Niektoré sú dokonca vytvorené v spolupráci s vedcami z najprestížnejších svetových univerzít. Pomocou týchto kurzov je možné jednoduchou a pútavou formou zvedavým kuchárom vysvetliť učivo zo stredoškolskej fyziky alebo chémie. Z množstva literatúry venujúcej sa tejto téme môžem vrelo odporučiť knihu On Food and Cooking: The Science and Lore of the Kitchen od Harolda McGeeho, ktorá je jednou z najkomplexnejších publikácií o jedle a varení, aká kedy vyšla.
Hmotnosť častíc a látkové množstvo
Na začiatok si urobme menší úvod do tzv. molekulárnej fyziky. S postupným vznikom chémie koncom 18. a začiatkom 19. storočia sa ukázalo, že chemické reakcie sa odohrávajú v presných pomeroch hmotností. Príkladom je typická reakcia, keď zoberieme dve molekuly vodíka a jednu molekulu kyslíka a získame dve molekuly vody. Je teda zrejmé, že chemické reakcie sa odohrávajú v presne definovaných množstvách. To bolo prvotným znakom toho, že existuje niečo ako atómy a molekuly.
Keď sa pozrieme na Mendelejevovu chemickú tabuľku prvkov, môžeme si okrem typickej hodnoty protónového čísla všimnúť aj atómovú hmotnosť. Táto hodnota vyjadruje pokojovú hmotnosť konkrétneho prvku. V prípade vodíka je to číslo 1,008, ktoré vyjadruje priemernú hodnotu atómového čísla vodíka vypočítanú na základe zastúpenia jeho jednotlivých izotopov. Vieme, že vodík má v jadre jeden protón. Okrem toho môže mať v jadre aj jeden neutrón, vtedy ho nazývame deutérium, alebo dokonca dva neutróny, tzv. trícium. Zjednodušene sa však dá povedať, že vodík má atómovú hmotnosť jednu atómovú jednotku. Uhlík váži zasa typicky 12 atómových jednotiek. Atómová jednotka vyjadruje hmotnosť jednoduchého atómu s jedným protónom a elektrónom, pričom táto hodnota je 1,66 × 10-27 kg.
Neskôr bolo potrebné zaviesť niečo, čo bude vyjadrovať štandardizované množstvo atómov alebo molekúl. Ako štandard sa zaviedol počet atómov v 12 g uhlíka C12. Využijeme to, že vieme, aká je hmotnosť jedného atómu uhlíka a dostaneme hodnotu 6,022 × 1023 atómov. Množstvo látky, ktoré obsahuje takýto počet atómov, nazývame jeden mól a toto číslo má pomenovanie Avogadrova konštanta.
Mgr. Patrik Čechvala
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave