鸡蛋应该煮多久?一般的食谱会告诉你,溏心蛋要煮3~6分钟,半熟的蛋黄要煮6~8分钟,全熟蛋黄要煮8~10分钟。但很明显,这样的食谱不够精准,明明鸡蛋的大小、是否冷藏、冷水下锅还是沸水下锅、火力大小都可能产生影响,怎么能用一句话就搞定了呢?
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1998年,一本科普杂志刊登了一个煮鸡蛋的经验公式:将常温鸡蛋放入沸水中,煮出完美鸡蛋需要的时间(以分钟计算)=鸡蛋重量(以克计算)×0.1。这样煮出的鸡蛋蛋清凝固,蛋黄沙软,十分完美。不过,这个公式只适用于60克到70克的鸡蛋。所以,就算有公式,实际上我们最终的操作也不过是将常温鸡蛋放入沸水中煮6~7分钟。
煮鸡蛋的传热学
人类明明连宇宙的年龄是多少都能测出来,怎么鸡蛋要煮多久这个问题,却还只能精确到分钟的量级?难道我们就不能从传热学的原理出发,精确计算煮出完美鸡蛋需要的时间吗?英国埃克塞特大学的讲师查尔斯·D.H.威廉斯(Charles D. H. Williams)在读到上述经验公式后,发出了这样的疑问。他觉得这个问题应该不难计算,但查遍了资料,却发现似乎没人从传热学的角度计算过,于是决定自己算一遍。
首先,他做了所有物理学家都会做的事情:简化模型。他把鸡蛋简化成了一个完美的双层球体,从内到外分别是蛋黄、蛋清,蛋壳太薄直接忽略不计。他从资料中分别找出了蛋黄和蛋清的热容量、热导率、密度,便用传热学计算出任意温度鸡蛋在沸水情况下下锅时,蛋黄达到特定温度所需要的时间:
这个公式看起来复杂,但用起来其实并不难。其中T(鸡蛋)是鸡蛋的初始温度,T(蛋黄边界)是蛋黄边界的目标温度,T(沸水)是沸水的温度(高海拔气压低,沸水的温度会降低)。威廉斯发现,当蛋黄边界的温度上升到63℃时,蛋清已经凝固,蛋黄还没有开始凝固,这时停止烹饪便能得到完美的溏心蛋。从传热学上来说,只要在煮鸡蛋时保持水一直沸腾,其实火力大小不会影响蛋黄边界上升到目标温度的时间,因为沸水的温度一般是恒定的,火力大小不会影响沸水对鸡蛋的传热效率。
对于大多数鸡蛋,上述公式中只有鸡蛋质量会有比较大的变化,所以这个公式可以简化成:
其中煮鸡蛋时间的单位是秒,鸡蛋质量的单位是克,温度使用的是摄氏度。所以,威廉斯可以根据这个公式轻易计算出,对一颗中等大小(约57克)鸡蛋,如果是在冰箱中冷藏(4℃),在1个大气压的环境中沸水(100℃)下锅,需要四分半才能煮出完美的溏心蛋。同样大小的鸡蛋,若在室温(21℃)下存放,则只需要三分半就能煮出溏心蛋。对于冰箱冷藏(4℃)的鸡蛋,偏小的鸡蛋(约47克)需要煮四分钟,中等大小(约57克)需要煮四分半,大号鸡蛋(约67克)需要煮五分钟。
从左到右煮鸡蛋的时间分别为4分钟,7分钟和9分钟。图片来源:Wikisearcher/wikipedia
鸡蛋如果煮的时间太久,蛋黄会生成硫化亚铁从而变绿。图片来源:Ll1324/Wikipedia
威廉斯执着于溏心蛋,是因为如果鸡蛋煮的时间太久,蛋黄表面会变绿,这是一层硫化亚铁。因为鸡蛋中的蛋白质含有硫元素,蛋白质变性时硫元素会以硫化氢的形式释放出来,再和铁蛋白中的铁反应,生成绿色的硫化亚铁。少量食用硫化亚铁一般没有危害,但它可能会影响鸡蛋的风味和口感。
更多变量
挪威化学家马丁·莱尔施(Martin Lersch)在高中时就听说过类似的煮鸡蛋的公式,当时他看到这个公式后忍不住笑了出来:世界上怎么还会有这么“书呆子”的煮蛋方式?后来,他成为了一名化学家,闲暇之余还会撰写一些科普博客,成了这些“书呆子”的一员。2009年,他在一篇科普博客中,还用这个公式测量了50颗鸡蛋需要的烹饪时间,发现这确实是相对准确的煮蛋公式。但“书呆子”的较真精神让他觉得,这样煮鸡蛋的方式还是不够完美。
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莱尔施觉得既然已经有了煮蛋的传热学公式,完全可以煮出一些更不平常的蛋。一般煮鸡蛋都会用沸水,虽然这能很简单的控制蛋黄边界的温度,但蛋清靠近蛋壳的部分,温度几乎必然会接近100℃,蛋清在80℃后会完全凝固,不再松软。莱尔施想煮出蛋清不完全凝固,蛋黄也才刚刚开始凝固的鸡蛋。在他看来,这样的鸡蛋蛋清温度应该在70~80℃,蛋黄边界温度大约为64℃,中心温度大约是60℃。它通过传热学计算发现,用75~80℃的水煮一个小时左右,就能煮出这样的鸡蛋。并且在烹饪完成后,应该用凉水冲鸡蛋,防止鸡蛋内部继续升温。
2011年,莱尔施决定顺着这个思路继续实验。不过他没有用75~80℃的水,而是直接用63℃的水。他先把室温的鸡蛋放到沸水里煮3分钟,让蛋清定型,然后把这些鸡蛋放到63℃恒温的水中分别煮了40分钟、60分钟、75分钟、110分钟和155分钟。结果发现,煮的时间越长,蛋黄沙软绵密的触感就越强,看起来越有食欲。
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其实,这种低温煮蛋的思路早已有之,只不过之前没人用这么严谨的物理模型计算过。比如温泉蛋,其实就是字面意思上用温泉煮的蛋。传统的温泉蛋需要在70℃的温泉中浸泡30到40分钟。当然,为了方便,今天大多数温泉蛋都会选择先把水煮开,然后关火加入开水1/4的冷水降低水温,然后把室温鸡蛋放到锅里焖10分钟左右。这两种做法虽然看起来差别很大,但给鸡蛋传递的热量大体相当,都能煮出不错的温泉蛋。
烹饪的实验科学
煮鸡蛋看起来简单,但如果想要随心所欲地煮出自己想要的鸡蛋,就算懂得传热学的原理,也离不开大量实验的数据积累。其实,威廉斯自己也曾指出他的煮蛋公式还有很多不完善的地方。例如,真实的鸡蛋并不是完美的球体,而是有点类似于椭球体;而且,计算没有考虑蛋壳,蛋壳一般占鸡蛋质量的10%,直接忽略有些不妥;还有,蛋白质的变性还可能伴随着吸热、放热、传热性质改变等复杂的机制。在更贴近实际的烹饪环境中,想要煮出溏心蛋,就需要水保持在微微沸腾的状态,更加鲜嫩的荷包蛋、水波蛋也是如此,这都需要灶具输出稳定且分布均匀的小火,同时温度也不能忽上忽下。
没人能算出这么多细节,海量的经验积累才是煮出完美鸡蛋的关键。除了煮鸡蛋,还有很多食品的烹饪也都是如此。比如用蒸烤箱的加汽旋转烤功能在烤整鸡时,需要让整鸡360度旋转上色,并且不夹生不烤糊,同时还得补充适量水汽,保持内部鲜嫩多汁。但应该如何控制旋转速度和蒸汽配合才能做到?炖人参鸡汤的时候,如何调整蒸箱的温度时间曲线,才能将食材炖到软烂,最大化释放食材本身的营养?这些问题需要用大量实验才能回答。
http://web.archive.org/web/20011006090829/http://www.learn2.com/07/0704/07041.asp
https://newton.ex.ac.uk/teaching/CDHW/egg/
https://newton.ex.ac.uk/teaching/CDHW/egg/CW061201-1.pdf
https://khymos.org/2009/04/09/towards-the-perfect-soft-boiled-egg/
(来源:环球科学 版权属原作者 谨致谢意)
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