گرما و دما
🔸 گرما در آشپزی
از زمانی که انسان آتش را کشف کرد و فهمید چگونه گرما بر غذا اثر میگذارد، گرما به بخش جداییناپذیر آشپزی تبدیل شد. گرما با ایجاد واکنشهای شیمیایی ساختار مولکولی غذا را تغییر میدهد.
🔸 گرما و ترمودینامیک
گرما همان انرژی به صورت حرکت مولکولی است: حرکت تصادفی مولکولها، لرزش اتمها، چرخش مولکولها و لرزش آنها در ساختار بلوری. هرچه ماده گرمتر باشد، این حرکات سریعترند.
- قانون اول ترمودینامیک: انرژی از بین نمیرود، فقط از شکلی به شکل دیگر تبدیل میشود.
- قانون دوم ترمودینامیک: گرما به طور طبیعی از جسم داغ به جسم سرد میرود. برای معکوسکردن این روند، نیاز به دخالت داریم.
🔸 انواع تولید گرما در آشپزی
- شیمیایی: مانند سوختن گاز.
- الکتریکی: سیمها با عبور جریان گرم میشوند.
- مایکروویو: جذب انرژی توسط مولکولهای آب.
- القایی: میدان مغناطیسی باعث حرکت مولکولها در ظروف آهنی یا فولادی میشود.
🔸 دما: اندازهگیری گرما
دما معیاری از انرژی گرمایی در یک نقطه از ماده است. دو مقیاس رایج:
- سلسیوس (°C): در اغلب کشورهای جهان.
- فارنهایت (°F): در ایالات متحده.
تبدیل دما از سلسیوس به فارنهایت:
T(°F) = 32 + (9/5 × T(°C))
مقیاس سوم، کلوین (K)، در علم استفاده میشود و صفر مطلق را بهعنوان صفر در نظر میگیرد:
K = °C + 273.15
🔸 انرژی و کالری
- 1 کالری کوچک (cal): افزایش دمای ۱ گرم آب به اندازه ۱ درجه سلسیوس.
- 1 کالری غذایی (Cal): برابر ۱۰۰۰ کالری کوچک.
- چربیها: ۹ کالری به ازای هر گرم
- کربوهیدرات و پروتئین: ۴ کالری به ازای هر گرم
🔸 ظرفیت گرمایی
مقدار گرمای لازم برای افزایش دمای ۱ گرم ماده به اندازه ۱ درجه سلسیوس است. آب ظرفیت گرمایی بالایی دارد (۱ کال/گرم/°C) و غذاهایی که آب زیادی دارند هم ظرفیت گرمایی بالایی دارند.
🔸 گرمای تغییر فاز
تغییرات فاز (جامد ⇌ مایع ⇌ گاز) نیازمند گرمای اضافی هستند.
مثال:
- آب در حال جوش تا زمانی که تمام آن بخار نشده، دمایی بالاتر از ۱۰۰°C نمیگیرد.
- بخار هنگام تبدیل به آب، گرمای زیادی آزاد میکند؛ به همین دلیل بخار داغتر از آب داغ است.
🔸 انتقال گرما
سه روش انتقال گرما:
- رسانش (Conduction): تماس مستقیم، مثلاً از تابه به غذا.
- همرفت (Convection): از طریق مایعات یا گاز در حال حرکت.
- تابش (Radiation): از طریق امواج الکترومغناطیسی (مثل نور یا امواج مایکروویو).
نرخ انتقال گرما وابسته به اختلاف دما، مساحت تماس، فاصله، و جنس ماده است. مسها رسانای بسیار خوبی هستند؛ در حالیکه هوا، چوب و شیشه عایقند.
🔸 انبساط گرمایی
مواد در اثر گرما منبسط میشوند.
- گازها بیشتر از مایعات و جامدات منبسط میشوند.
- برای جامدات و مایعات، ضریب انبساط حرارتی میزان این انبساط را نشان میدهد.
🔸 گرما و غذا
گرما اثرات گوناگونی بر غذا دارد:
- باعث افزایش حجم با گسترش گازها میشود.
- مایعات را به بخار و جامدات را به مایع تبدیل میکند.
- ساختار پروتئینها را تغییر داده و دیوارههای سلولی گیاهان را نرم میکند.
- سبب کاراملیزهشدن قندها میشود.
- افزایش دما سبب تسریع در نفوذ و اسمز، و کاهش چسبندگی مایعات میشود.
- رایحه غذا را آزاد میکند.
- دماهای بالا باعث از بینرفتن باکتریها میشوند.
🔸 روشهای پخت و انتقال گرما
- سوسوید (Sous Vide): کیسه پلاستیکی در آب با دمای کنترلشده قرار میگیرد.
- سرخکردن: انتقال گرما با روغن.
- پخت در فر: ترکیبی از تابش و همرفت.
- مایکروویو: تحریک مستقیم مولکولهای آب.
- دودیکردن: انتقال ترکیبات معطر دود به غذا.
🔸 نکات مهم آشپزی با گرما
- زمان پخت با رسانش حرارتی تقریباً متناسب با مربع ضخامت غذاست.
- گذاشتن درِ قابلمه، از هدر رفت گرما جلوگیری میکند.
- در حضور آب، دما به بالای ۱۰۰ درجه سلسیوس نمیرسد.
- ظروف شیشهای آرامتر گرم میشوند ولی گرما را بهتر نگه میدارند.
