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餐具的材料科学,热导率对烹饪技术的影响

本文主要阐述炊具材料的选择对食物味道的影响,以及在烹饪过程中应选择怎样的金属炊具

前言

准备一顿饭时,人们认为最重要的一步似乎总是对食材优劣的选择。选择怎样的金属炊具,却很少被认为会是这顿饭是否承重的重要因素。

事实上,一件炊具所用的金属材料类型,对烹饪食物的结果起着重要作用。不同的金属具有独特的特性,这些特性将决定炊具在执行特定烹饪任务时的性能,例如煎制或油炸。

可以说,在选择金属炊具时,最需要考量的是它的导热性。热导率是衡量材料有效传递和分配热量能力的指标。

热导率高的材料会迅速从环境中吸收热量,并且在周围温度下降时也会更快地散热。

理想情况下,炖锅或炒锅所用的金属应具有较高的热导率,以便食物能够快速均匀地被烹饪。当然,并非所有的烹饪都需如此,因为有时使用导热率较低的金属,可以增强所烹饪食物的风味和质量。不锈钢、铸铁、铜、陶瓷和铝都是设计炊具中最常用的金属。这些金属中,不是所有的金属都有很好的热导率,也不是所有的金属都不会改变烹饪食物的味道。

所以,在烹饪过程中选择正确的金属炊具变得非常重要。

在过去的几十年里,铝一直是消费者首选的金属炊具类型,占所有炊具销售额的 50% 以上。

  • 铝的导热系数非常高,为205 W/(m/K),这让它能够快速均匀地烹饪食物。
  • 铝制炊具价格实惠,相对轻便且耐用。

铝以及铜和铁,被称为活性金属。如果使用这些金属制成的炊具来烹饪高酸性或碱性食物,例如西红柿或柠檬汁,则所烹饪的食物可能会带有金属味和苦味。烹调颜色较浅的食物(如鸡蛋)时,这些食物可能会变色或有灰色条纹。铝制这类反应性炊具更适合用于烧开水、炒蔬菜或烧肉等烹饪任务。

大多数铝制炊具还带有不粘涂层,可以防止食物与金属发生反应。制造商开发了一种称为阳极氧化的工艺,用于处理铝,同时仍保持金属的高导热性。这个过程涉及一系列电化学浴,使铝表面自然形成的氧化膜变厚。随着这种涂层硬化,金属变得更耐刮擦,并且不再与酸性或碱性食物发生反应。

铝阳极氧化(处理)不粘煎锅
图一:铝阳极氧化(处理)不粘煎锅

铜的导热系数极高,为 385 W/(m/K),是铝制烹饪器具的两倍。正宗的铜制炖锅和平底锅,非常适合用于快速加热或冷却食物时使用。

铜制炖锅和平底锅,最常用于需要特定烹饪温度的高温加热或温和煨制制作酱汁。

与铝一样,铜也是一种活性金属,在烹饪酸性食物时不应使用。

如果使用纯铜炖锅或炒锅,烹饪中的食物也有可能从这些平底锅中吸收金属,而这些金属可能在食用过程中被人体摄入。如果人体摄入足量的铜,会引起恶心、呕吐或腹泻。大多数情况下,偶尔人体摄入少量的铜,并不会给身体带来影响。但是,如果这些锅碗瓢盆每天都在使用,就需要注意这一点。

为了避免潜在的食物污染,通常会使用包覆金属方法,给铜制炊具衬上锡或不锈钢。

(注:包覆金属是利用高导热金属(如铜)的优点而不必担心健康风险的方法。包覆是指不同金属的融合以形成一件合成炊具。外层通常是非反应性金属,例如不锈钢,内层是导热性更高的金属,例如铝或铜。包覆也可以指在锅的底层添加一层具有高导热性的金属,以促进更有效的热传递。)

纯铜金属锅
图二:纯铜金属锅

不锈钢

由 100% 不锈钢制成的炖锅或炒锅完全无化学反应性,这意味着您可以用它来烹饪任何类型的食物。

不锈钢锅具价格便宜,洗碗机、烤箱内均可用。

不锈钢炊具通常热传递和分布较差,这使得烹饪温度敏感的菜肴非常具有挑战性。这是因为在所有金属合金中,不锈钢的导热系数最低,仅为45 W/(m/K)。由于其最小的有效传热能力,大多数不锈钢炊具采用铜或铝做底。不锈钢炊具在加热到更高温度时也会释放出少量的镍、铁和铬。摄入铁和铬可能对人体是有益的,但是,根据烹饪温度的高低,释放的镍量可能对镍敏感的人有害。

不锈钢平底锅
图三:不锈钢平底锅

铸铁

近3000年来,铸铁一直被用来制作食物,最初在中国用于烹饪大米。铸铁炊具非常耐用,价格低廉,非常适合在烘烤和油炸食物时使用。

用无涂层的铁锅烹饪还可以帮助人体增加每日铁的摄入量,使某些食物中天然存在的铁含量几乎翻倍。铁是一种非活性金属,几乎可以用来烹饪任何类型的食物。

陶瓷

陶瓷炊具是另一种具有天然低导热性的材料。想快速加热食物或煎炸食物时,陶瓷锅并不适合使用。但陶瓷锅一旦被加热,由于它拥有很好的隔热性能,保温性能非常好,非常适合用于慢炖菜。

铸铁煎锅
图四:铸铁煎锅

结论

我们给烹饪专业人士在尝试选择厨具时的建议是:应选择最适合烹饪的金属类型材料炊具。例如,如果是炖或慢煮食物,最好使用导热系数较低的材料,如搪瓷铸铁或陶瓷。如果是想要快速油炸或烧壶热水,则最好使用导热系数更高的材料,如铜或铝。如今制造商还设计了兼具铜和铝等导热性好、不锈钢等非反应性材料优点的包覆炊具。

文献参考:

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