Андрей Варламов - Физика повседневности. От мыльных пузырей до квантовых технологий

Макароны изготавливаются из твердой пшеницы (илл. 1). Семена этого злака желтые и твердые, тогда как мягкая пшеница, используемая для приготовления хлеба, имеет белые, ломкие семена. Твердую пшеницу измельчают до консистенции крупы, в которую добавляют воду и замешивают, чтобы получить податливое тесто. В итоге оно напоминает тесто для пиццы (см. главу 18, «Приготовление теста для пиццы») или для выпекания хлеба, однако не содержит дрожжей.

Современный процесс изготовления большинства макаронных изделий основан главным образом на процедуре прессования, которая заключается в продавливании свежего теста сквозь фильеру – специальную высокопрочную форму с отверстиями, соответствующими форме производимой пасты (илл. 2). Первоначально этот метод был изобретен для изготовления длинных профилированных металлических стержней.

2. Принцип экструзии (прессования), используемый для производства спагетти. Пластичный материал заставляют пройти через формующее отверстие, которое придает изделиям нужную форму. Прессование можно сравнить с волочением металлов – технологическим процессом, используемым в металлургии, при котором сырье также проходит через отверстие, но при этом вытягивается спереди, а не сжимается сзади

Помимо прессования, существует и другой способ формования теста: его прокатка. В процессе прокатки паста проходит между двумя сжимающими ее цилиндрами. Формируются более или менее толстые пластины, которые затем будут обрезаны – например, для получения листов лазаньи (илл. 3).

3. Спагетти (a) и вермишель (b) получают путем прессования; лезвие отрезает требуемую длину на выходе из пресса. Изменение скорости потока пасты в различных частях пресса приводит к формированию изогнутых форм, таких как ракушки (c) или спиральные макаронные изделия, например фузилли (d). Тальятелли (e) получают путем прокатки, как и фарфалле (f), которые затем вырезаются из плоских заготовок с помощью специальной формы

Эти этапы производства играют важную роль при приготовлении продукта. В пшеничной крупе молекулы крахмала (см. главу 18, «Сахара, крахмал и углеводы») образуют гранулы диаметром 10–30 мкм, которые окружены различными белками. Благодаря добавлению воды и механическим нагрузкам, возникающим при замешивании теста и формовании, два из них, глиадин и глютенин, соединяются с водой и создают непрерывную сеть, которая представляет собой вещество, называемое клейковиной (глютеном). Эта сеть обволакивает гранулы крахмала. Качество такой сети имеет первостепенное значение для обеспечения целостности макарон в процессе приготовления, во время которого эти гранулы постепенно набухают.

После формования макаронных изделий избыток воды, добавленной при замешивании теста, следует удалить. Дело в том, что вода может вызвать нежелательную реакцию между крахмалом и глютеном. Для предотвращения этого и нужна сушка, которая к тому же позволяет изделия долго хранить. Когда-то пасту сушили на солнце, но по мере развития технологий температура сушки постепенно повышалась: с 50–55 °C в 1970-х годах до более чем 100 °C сегодня.

Итак, после более или менее длительного периода хранения пришло время пасту попробовать! Как известно, чтобы приготовить макаронные изделия, их погружают в кастрюлю с кипящей подсоленной водой. Время приготовления напрямую связано со способностью крахмальных гранул поглощать воду, которая, диффундируя сквозь сеть клейковины, проникает вглубь изделия. Когда температура достигает примерно 70 °C, молекулы крахмала связываются между собой и образуют так называемый гель. По мере увеличения количества воды макароны набухают. Они считаются готовыми, когда вода проникает в сердцевину изначально сухой лапши.

Диаметр и время приготовления, рекомендуемое для различных типов цилиндрической пасты

Переваренная паста – позор неудачливого повара. Когда клейковина не может удержать крахмал и часть его выходит на поверхность, макаронные изделия становятся липкими. Степень «липучести» зависит не только от времени варки, но и от способа изготовления макарон: если они высушены горячим методом, то гелевая сетка оказывается стойкой, ее ячейки меньшего размера, поэтому такие макароны обычно не прилипают.

На практике время варки пасты зависит от ее диаметра, свойств использованного при ее изготовлении теста, а также в какой-то степени и от атмосферного давления, то есть от высоты и погоды. Рассмотрим крайний случай: если бы кто-то вдруг решил сварить лапшу на вершине Эвереста, то он бы потерпел неудачу. На высоте 8 848 м атмосферное давление составляет 3,5⋅10 4Па, что соответствует температуре кипения воды 73 °C, при которой гелеобразование крахмала происходит очень медленно. Поэтому приготовление лапши в таких условиях невозможно.

Давайте спустимся с Эвереста на землю. Как рассчитать время приготовления пасты? Для простоты ограничимся случаем цилиндрических изделий, таких как спагетти [20] Далее для обозначения одного прутика использовано итальянское слово spaghetto, «спагетто», множественное число которого – spaghetti, «спагетти». . Проникновение горячей воды в тесто – явление, аналогичное проникновению тепла внутрь погруженного в кипящую воду яйца (см. главу 17, «Европейское яйцо всмятку против японского Онсэн-тамаго»). Таким образом, можно предположить, что время, необходимое для проникновения воды вплоть до оси цилиндра, оказывается пропорциональным квадрату его диаметра, d 2. Однако время приготовления τ зависит также и от вкуса потребителя: кому-то нравится недоваренная, а кому-то переваренная паста. Учтем это обстоятельство добавлением константы b ко времени доставки горячей воды до центра. Время приготовления спагетто, таким образом, выразится формулой:

t = ad 2+ b t .

4. Рекомендуемое время приготовления для различных макаронных изделий (красный цвет). В исследуемом диапазоне диаметров время приготовления цилиндрической пасты представляет собой линейную функцию квадрата диаметра (синяя прямая). Наклон прямой дает коэффициент a нашей формулы (выше), а точка пересечения с вертикальной осью – коэффициент b