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打發蛋清背後的科學奧秘

快節奏的現代生活讓許多人遠離了廚房, 不過“DIY烘焙”還是吸引了一大批愛好者。 在朋友圈裡曬一曬自己烤的蛋糕, 也是很吸引點贊的方式。 打發蛋白, 或許是做蛋糕最核心的技術。 在各種交流廚藝的論壇裡, 可以很容易地找到各種打發蛋白的經驗。

圖片來自於http://www.lzbs.com.cn

那麼問題來了:為什麼只有蛋清能夠打發成做蛋糕的泡沫?打發蛋清的那些“技術要領”, 是真有道理呢, 還是僅僅只是習慣使然?

蛋糕需要什麼樣的泡沫?

以最常見的戚風蛋糕和天使蛋糕為例, 蛋糕是一種蓬鬆多孔的食物。 這些孔來自於固化的泡沫, 要形成這樣的結構, 需要泡沫滿足三條要求:

一是適當的起泡性能。 如果性能太好, 泡沫中的空氣太多或者氣泡個頭太大, 那麼就支撐不起蛋糕的固體部分, 在烘烤的過程中會破滅;但如果起泡性能不足, 產生的泡沫不夠多, 那麼蛋糕就不夠蓬鬆。

有研究者做過實驗, 最理想的泡沫密度大約是0.16, 也就是打發出來的泡沫體積大約是蛋液的6倍。

二是足夠的穩定性。 打發好的泡沫需要與其他原料組成的麵糊混合, 麵糊中有油和蛋黃磷脂等具有消泡能力的成分。 此外, 從混合到放進烤箱、達到固化溫度, 還需要一定的時間。 要形成蛋糕, 至少需要泡沫在這段時間內不要破得太多。

三是能夠在比較低的溫度下固化。 泡沫的氣泡之間有液體, 如果不能迅速的變成固體, 它們就會從泡沫中流下析出, 聚集在烤盤底部。 另一方面, 液體流出之後, 泡沫中的氣泡就更容易破滅。

為什麼只有蛋清可以打發成蛋糕泡沫?

實際上, 起泡性好的食用蛋白很多。 比如乳清蛋白、酪蛋白、大豆蛋白等, 都可以打出很好的泡沫。 這些蛋白經過純化或者適當的加工, 起泡性能甚至比蛋清還好。 通過加入其他助劑, 也可以得到很好的穩定性。 但是, 它們本身都無法同時滿足蛋糕泡沫所需要的三條要求, 也就無法打發做成蛋糕泡沫。 有一些“無蛋蛋糕”的原料,

需要通過複雜的配方, 混合不同的原料和添加劑來滿足這三條要求。

而蛋清, 則是先天就滿足這些條件。

雞蛋清幾乎就是純蛋白的水溶液。 雖然看起來很粘, 但它的固體含量只有12%左右, 跟牛奶差不多。 在很長的歷史時間裡, 人們以為蛋白是一種分子, 後來才認識到它是很多種蛋白質的混合物。 這些特性不同的蛋白質在一起, 就和諧地滿足了蛋糕泡沫的三條要求。

雞蛋白中含量最多的兩種蛋白是卵清蛋白和轉鐵蛋白。 它們沒有起泡性能, 但很怕熱, 轉鐵蛋白在61°C就要凝固, 卵清蛋白頑強一些, 也熬不過84 °C。 而且, 在溫度升高到凝固之前, 它們早就開始變粘, 逐漸失去了從泡沫之間溜走的能力。

負責起泡的是球蛋白,

溶菌酶蛋白也會有所貢獻。 它們在所有蛋白中所占的比例大約只有10%, 在蛋清中的濃度也就1%上下。 不過, 起泡並不需要太多蛋白質分子, 這個量已經足夠形成足夠的氣泡了。

在起泡到凝固之間, 穩定是至關重要的。 負責穩定性的是卵粘蛋白。 蛋清打發成泡沫之後, 卵粘蛋白會在空氣和蛋液之間的表面上變性, 然後不同分子勾肩搭背地發生膠粘, 從而形成蛋白分子膜。 這層蛋白分子膜能夠保護氣泡經受一定的外力擾動, 也就不那麼容易破滅。

科學家們曾經做過各種實驗, 把這幾種蛋白值取出來, 或者加進去, 證實它們各自對於蛋糕的形成都是不可或缺的。 而在現實操作中, 許多人有這樣的經驗:打發好的泡沫如果沒有及時用, 滲出了許多蛋液,就很難再把它們重新打成泡沫。這就是因為相當一部分卵粘蛋白已經變性膠粘,變成不可溶的狀態,再次打發也不能再去發揮穩定泡沫的作用。

打發蛋白的那些經驗

打發蛋白的經驗中,第一條就是容器要清潔無油。這是因為油具有良好的消泡作用。其實不僅是油,蛋黃中也有油,還有磷脂,也會破壞起泡性。許多人注意到新鮮的雞蛋比陳雞蛋要容易打發得多,主要就是因為雞蛋放久了,蛋黃中的磷脂難免會擴散一些到蛋清中。此外,久放的蛋容易散黃,要是不小心混了一點蛋黃在蛋清中,也就會造成巨大破壞。在實驗中,蛋清中加入0.3%的蛋黃,就足以造成蛋清難以打發。

圖片來自於 https://cbu01.alicdn.com

有時候,在蛋清中加一點白醋或者檸檬汁,會發現有助於打發。雞蛋清中含有比較多二氧化碳,在保存中二氧化碳逐漸散失,蛋清的pH值會升高。很多買來的雞蛋,pH已經在9以上。有研究發現,適當降低pH有助於打發和打發出來的泡沫穩定。

跟人們的直覺相反,容器中有水並不會破壞打發性。實際上,加點水稍微稀釋一下蛋清,反而會提高打發性——更容易打發、打發出來的泡沫更多。這是因為,打發蛋白其實是克服液體的粘度創造“氣——液”表面積的過程,加入一些水稀釋會降低蛋液的粘度,也就減小了需要克服的阻力。當然正如前面說的,打出太多的泡沫,並不利於形成更好的蛋糕,而且加水太多的話打出來的泡沫穩定性就比較差了。所以實際操作中並不會去追求更高的泡沫體積。

蛋液在低溫下粘度會增加,所以剛從冰箱裡拿出來的雞蛋並不好打發。放到室溫之後,或者放在溫水裡熱一下,打起來就更容易了。但在低溫下泡沫會更穩定,所以打好的泡沫如果不能馬上用,那麼放在冰箱裡冷藏,會有助於保持它的穩定性。

很多時候,人們會往蛋白泡沫里加糖,比如戚風蛋糕。實際上,糖的加入不僅無助於打發,反而會增加打發的難度。糖的加入,會增加液體的粘度,打發需要克服的阻力就變大了。但是,液體粘度增加之後,泡沫中的液體往下流的速度就更慢了,所以泡沫會更穩定。把糖分成三次來加入,也就是為了在“容易打發”和“穩定性”之間尋求一個平衡。

打發蛋白是一個比較耗時的過程。隨著打發的進行,泡沫從可流動的“濕性泡沫”到不可流動的“幹性泡沫”,就打好了。如果繼續打,更多的卵粘蛋白膠連析出,形成的膜過於堅固,失去了延展性,在加熱初期可能承受不了氣泡的膨脹,反倒是容易破裂,也即不能形成細密均一的海綿結構了。

滲出了許多蛋液,就很難再把它們重新打成泡沫。這就是因為相當一部分卵粘蛋白已經變性膠粘,變成不可溶的狀態,再次打發也不能再去發揮穩定泡沫的作用。

打發蛋白的那些經驗

打發蛋白的經驗中,第一條就是容器要清潔無油。這是因為油具有良好的消泡作用。其實不僅是油,蛋黃中也有油,還有磷脂,也會破壞起泡性。許多人注意到新鮮的雞蛋比陳雞蛋要容易打發得多,主要就是因為雞蛋放久了,蛋黃中的磷脂難免會擴散一些到蛋清中。此外,久放的蛋容易散黃,要是不小心混了一點蛋黃在蛋清中,也就會造成巨大破壞。在實驗中,蛋清中加入0.3%的蛋黃,就足以造成蛋清難以打發。

圖片來自於 https://cbu01.alicdn.com

有時候,在蛋清中加一點白醋或者檸檬汁,會發現有助於打發。雞蛋清中含有比較多二氧化碳,在保存中二氧化碳逐漸散失,蛋清的pH值會升高。很多買來的雞蛋,pH已經在9以上。有研究發現,適當降低pH有助於打發和打發出來的泡沫穩定。

跟人們的直覺相反,容器中有水並不會破壞打發性。實際上,加點水稍微稀釋一下蛋清,反而會提高打發性——更容易打發、打發出來的泡沫更多。這是因為,打發蛋白其實是克服液體的粘度創造“氣——液”表面積的過程,加入一些水稀釋會降低蛋液的粘度,也就減小了需要克服的阻力。當然正如前面說的,打出太多的泡沫,並不利於形成更好的蛋糕,而且加水太多的話打出來的泡沫穩定性就比較差了。所以實際操作中並不會去追求更高的泡沫體積。

蛋液在低溫下粘度會增加,所以剛從冰箱裡拿出來的雞蛋並不好打發。放到室溫之後,或者放在溫水裡熱一下,打起來就更容易了。但在低溫下泡沫會更穩定,所以打好的泡沫如果不能馬上用,那麼放在冰箱裡冷藏,會有助於保持它的穩定性。

很多時候,人們會往蛋白泡沫里加糖,比如戚風蛋糕。實際上,糖的加入不僅無助於打發,反而會增加打發的難度。糖的加入,會增加液體的粘度,打發需要克服的阻力就變大了。但是,液體粘度增加之後,泡沫中的液體往下流的速度就更慢了,所以泡沫會更穩定。把糖分成三次來加入,也就是為了在“容易打發”和“穩定性”之間尋求一個平衡。

打發蛋白是一個比較耗時的過程。隨著打發的進行,泡沫從可流動的“濕性泡沫”到不可流動的“幹性泡沫”,就打好了。如果繼續打,更多的卵粘蛋白膠連析出,形成的膜過於堅固,失去了延展性,在加熱初期可能承受不了氣泡的膨脹,反倒是容易破裂,也即不能形成細密均一的海綿結構了。

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