飲食文化與化學:蛋的化學(下)/ 楊悠娟

星期三 , 9, 三月 2016 Leave a comment

飲食文化與化學:蛋的化學(下)

楊悠娟

國立東華大學自然資源與環境學系
ycyang@mail.ndhu.edu.tw

〔承《飲食文化與化學:蛋的化學(上)》

n  蛋的化學變化

(二) 攪打

蛋白質包含親水性與疏水性的胺基酸,若透過攪動來引進空氣並打斷原先鍵結之後,展開的蛋白質其親水端會抓住水,疏水端會抓住空氣,一起形成互相連接的網狀物。如果控制溫度得當,加熱時空氣會膨脹,而且環繞空氣的網狀物會凝固,不會因為氣體爆裂而倒塌或垮掉。代表食物:奶油蛋白甜餅(Pavlova)。

(三) 混合或乳化

油與水不互融,低密度的油會懸浮並分散於水中;若劇烈搖晃裝有油與水的容器,油會均勻分散至水面上,再逐漸聚集。若加入可以同時結合油與水的乳化劑(emulsifier),就可以幫助油維持水面上的均勻分散。由於蛋黃富含親水性與疏水性胺基酸,可作為乳化劑。卵磷脂也是十分優異的乳化劑,其結構與脂肪酸鹽相近,長鏈結構可以深入油滴中心,親水端可以伸出油表面抓住水,有效分離並隔絕油滴與油滴的接觸。代表食物:蛋黃醬 mayonnaise)、荷蘭醬(hollandaise sauce)。

(四) 脫殼

碳酸鈣是鹼性物質。利用酸,溶解蛋殼的碳酸鈣,進行酸鹼反應,產生二氧化碳氣體,將蛋膜保留。可設計脫殼蛋實驗,觀察酸鹼反應和滲透性,如實驗一所述。

實驗一:脫殼蛋實驗

一、材料

雞蛋 數顆加蓋容器(可放入雞蛋) 1個以上白醋 適量大湯匙 1支。

二、步驟

1.        將蛋放入容器,而且彼此分開。

2.        加入白醋並蓋過雞蛋,可看到氣泡產生,將容器放入冰箱內24小時。

3.        用大湯匙小心地舀出雞蛋,再將白醋倒掉。

4.        重複步驟1-3

5.        完成半透明、有彈性、可彎曲的脫殼蛋,如圖二所示。

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圖二:剝殼前(左)、剝殼後(右)的生雞蛋

(圖片來源:楊悠娟

三、原理

白醋的醋酸可以分解蛋殼的碳酸鈣,進行酸鹼反應,產生二氧化碳氣體,但能保留蛋膜,此反應如式[1]所示。

CaCO3(s) + 2CH3COOH(aq) → Ca2+(aq) + 2CH3COO(aq) + H2O(l) + CO2(g)    [1]

四、延伸

1.        若要反應變快,可提高酸濃度,例如:70%醋酸、2 M HCl

2.        改用小蘇打或碳酸氫鈉取代蛋殼。

3.        因蛋膜具有滲透性與選擇性,只讓較小的水分子通過,但較大的糖分子無法通過。若利用不同濃度的水溶液,可改變蛋的體積,例如:置入水中會讓蛋變大,置入糖水中會使蛋變小。浸入添加色素的水溶液可將蛋染色。

4.        皮蛋反應比生雞蛋更快。因為皮蛋製作時將生蛋浸泡在氫氧化鈉、碳酸鈉、或茶葉汁等溶液,強鹼已分解蛋殼中聯結碳酸鈣的蛋白質,因此更容易反應。

5.        用醋酸在蛋殼上寫字,醋酸乾後無痕跡;但雞蛋煮熟後,字跡會透過蛋殼印在蛋清上。首先醋酸與蛋殼反應,生成醋酸鈣;再滲入蛋殼,與蛋白作用,讓蛋白質變性。

n  蛋的烹調變化

食物成分的改變,可導致形狀、稠度、氣味、味道和顏色的不同。了解蛋的組成,巧妙運用蛋的化學變化,就能設計各式蛋食譜(Seeling, 1996; Science of Cooking, 2015; Herve This, 2015;曾秀保、王瑞瑤,2013;蔡穎卿,2015)。基本入門如實驗二所述。

實驗二:白煮蛋實驗全熟蛋、半熟蛋及液狀蛋

一、材料

雞蛋 數顆平底鍋及鍋蓋 1 適量冰塊 適量。

二、步驟與觀察

1.        將蛋洗淨,放入冷水鍋中,冷水需蓋過雞蛋表面。【蛋殼完整不破裂。】

2.        以中火開始煮蛋,水滾前,每隔1-2分鐘輕輕地攪動雞蛋。【保持蛋黃在中央。】

3.        全熟蛋:水煮開後立即關火,浸泡12分鐘後撈起,沖冷水。【蛋黃完全凝固,沙狀質感,如圖三之右所示。】

4.        半熟蛋:水煮滾2分鐘後立即關火,浸泡5分鐘後撈起,沖冷水。【蛋黃半凝固,如圖三之中所示。】

5.        液狀蛋:水煮滾後立即關火,立即撈起,沖冷水。【蛋黃液體狀,如圖三之左所示。】

6.        完成蛋白凝固而蛋黃有不同熟度的蛋了。【蛋黃沒有綠色,容易剝殼。】

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圖三:液狀蛋(左)、半熟蛋(中)及全熟蛋(右)

(圖片來源:楊悠娟

三、原理

因為蛋殼厚度不一致,若直接放入熱水,蛋殼膨脹速度不同導致破裂,蛋白會流出形成細絲狀。蛋白質加熱時,球形蛋白會斷裂並重組為網狀結構。緩慢而均勻的加熱方式,讓網狀結構的鍵結較弱,口感較溫和,而且較容易消化。蛋白凝結的溫度大約在60-65,蛋黃凝結的溫度大約在65-70,比蛋白略高。當蛋白凝結後,藉由熱能可控制蛋黃熟度。

蛋白加熱時會釋放硫化氫,遇上蛋黃的鐵產生綠色的硫化鐵,其反應如式[2]所示。將煮好的蛋沖冷水,可引導硫化氫到更低溫的蛋殼表面,避免蛋黃變綠色。

Fe(s) + H2S(aq) → FeS(s) + H2(g)    [2]

四、延伸

1.        液狀蛋的另種方法:水煮滾後再放蛋,按下計時器6分鐘,輕輕地攪動雞蛋;水再滾後轉小火,當計時器剩3分鐘時熄火,加蓋燜至計時結束;立即撈起,沖冷水。

2.        加熱前,以圖釘將雞蛋較大端的氣室戳洞,讓空氣更快釋出;而且液狀蛋白能流入填補,剝殼後的白煮蛋形狀更圓潤。

3.        在煮蛋的水中加入鹽、檸檬汁等,可凝固蛋殼破裂後流出的蛋白,填補裂縫。

4.        新鮮雞蛋先用氨氣熏過再煮,可以降低雞蛋酸度,更容易剝殼。

5.        剝殼時將雞蛋放在雙手中摩擦,或者以鐵湯匙圓形端輕敲,都能產生裂縫,剝殼更快更完整。

6.        雞蛋放入水中,氣室越小的蛋浮力越小容易下沉,因此新鮮的蛋會沉入水中。

7.        煮蛋杯上放上浸潤醋酸鉛的濾紙,濾紙會變黑色。

8.        蛋糕或麵包食譜中的酸鹼反應:

酸:酸奶、優酪乳、柳橙汁

鹼:小蘇打(碳酸氫鈉)

+鹼:發粉或泡打粉(baking powder),含小蘇打、塔塔粉(酒石酸氫鉀)等。

熱能的控制也就是溫度的供應,變因包含爐灶火力、鍋子大小、雞蛋數量、雞蛋溫度等,善用工具(例如:鍋蓋可以幫忙調節溫度)及方法(例如:冷水煮、熱水煮、加鹽、加醋、沖冷水),思考蛋白和蛋黃凝結溫度不同可能衍生的變化,控制變因就可以成功製作出不同熟度的白煮蛋了。

肚子餓了嗎?讓我們一起動手做好吃的魔鬼蛋吧!首先,煮好一顆自選熟度的白煮蛋;接著,將白煮蛋縱切為二半,挖出蛋黃、弄碎、調味後再填回去。主調味料可以任選或混搭(蛋黃醬、酸奶油、沙拉醬、番茄醬、酸辣醬、牛奶、奶油、芥末、辣椒、咖哩等),還可搭配次調味料(檸檬汁、醋、香菜、荷蘭芹、磨碎的奶酪),立刻吃或冷藏後的滋味不同,加上裝飾更讚!

小測驗:看完這篇文章,請回答刊登於2015年分析與生物化學期刊分析挑戰單元的問題(Herve This, 2015):雞蛋在滾水中煮超過10分鐘就會變成橡膠蛋(過老或過硬)嗎?為甚麼?

n  參考文獻

Gardiner,A. Wilson, S., & Exploratorium (1998). The Inquisitive Cook. New York Henry Holt and Company.

HealthTips202.Com. (2015). Eggs – Friend or Foe? Retrieved from http://www.healthtips202.com/eggs-friend-foe/.  

Herve This. (2015). Rubbery egg challenge, Analytical C. hallenge, Analytical and Bioanalytical Chemistry, 407, 6587-6588. Doi: 10.1007/s00216-015-8872-2

ISA. (2015). Structure and compositions of eggs. Retrieved from http://www.isapoultry.com/en/support/publications/at-isa-our-business-is-eggs/structure-and-composition/.

Montanari, S. (2013, March 26). Fossil Egg-cellence. Retrieved from http://blogs.plos.org/paleo/2013/03/26/fossil-egg-cellence/.

Paul Singh, R. (2015). Encyclopædia Britannica: Egg. Retrieved from http://global.britannica.com/topic/egg-food.

Science of Cooking. (2015). Eggs. Retrieved from https://www.exploratorium.edu/cooking/eggs/.

Science of Cooking.2015. Science of eggs. Retrieved from https://www.exploratorium.edu/cooking/eggs/eggscience.html.

Seeling, T. L.. (1996) 科學爆米花:不可思議的廚房實驗室Incredible Edible Science)(陳雪芬翻譯) 臺北市:遠哲科學。(原作1994出版,San Francisco, CA W H Freeman & Co.

Wikimedia. (2015). Anatomy of an eff labeled. Retrieved from https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fb/Anatomy_of_an_egg_labeled.jpg.

蔡穎卿(2015)。廚房之歌增訂版。臺北市:天下文化。

曾秀保、王瑞瑤(2013)。大廚在我家。臺北市:皇冠。

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