مقدمه:

سلیقه داشتن در نحوه‌ی ارائه‌ی غذا بسیار مهم است. می‌توان با ترکیب کردن خلاقیت و علم راه‌های جالبی برای پخت و سرو غذا به وجود آورد. به عنوان مثال تخم مرغ آب‌پز را در نظر بگیرید. اتفاق‌های شیمیایی جالبی در هنگام پختن آن رخ می‌دهد. در ابتدا تخم مرغ یک مایع شفاف است که پس از مقداری حرارت دیدن به صورت ژل درمی‌آید و اگر حرارت دادن را ادامه دهیم و سپس آن را خنک کنیم، به یک جامد لاستیکی تبدیل می‌شود. سفیده و زرده‌ی تخم مرغ در این فرآیند دچار چه تغییراتی می‌شوند؟ در چه زمانی از این فرآیند تخم مرغ سفت می‌شود؟ در این فعالیت علمی شما انعطاف‌پذیری تخم مرغ آب‌پز را بررسی می‌کنید و در انتها یک تخم مرغ با شکلی جالب خواهید ساخت!

پیش‌زمینه:

سفیده‌ی تخم مرغ عمدتاً از آب (حدود ۸۵٪) و مولکول‌های پروتئین (حدود ۱۰%) تشکیل شده است. این پروتئین‌ها مانند توپ-های نخی شناور در آب در هم پیچ خورده‌اند. حرارت باعث می‌شود پیوندهای ضعیف شیمیایی که سبب گره‌خوردگی این پروتئین‌ها می‌شود از بین برود. پس از این اتفاق پروتئین‌های تخم مرغ به پروتئین‌های گره نخورده برخورد می‌کنند و پیوندی بین‌شان برقرار می‌شود؛ این پدیده انعقاد پروتئین‌ها نام دارد. حال مولکول‌های آب در میان شبکه‌ای از پروتئین‌های به هم پیوسته به دام افتاده‌اند. درنتیجه سفیده‌ی تخم مرغ حالت ژل پیدا می‌کند و به یک جامد انعطاف‌پذیر تبدیل می‌شود. زمانی که سفیده‌ی تخم مرغ هنوز داغ است می‌توان این شبکه‌ی پروتئینی را به شکل‌های مختلف درآورد. تا زمان سرد شدن تخم مرغ پیوندهای بیشتری میان پروتئین‌ها شکل می‌گیرد. هرچه تخم مرغ زمان طولانی‌تری در دمای بالا باقی بماند پیوندهای بیشتری بین پروتئین‌ها شکل می‌گیرد و در نهایت تخم مرغ خاصیت لاستیکی بیشتری پیدا خواهد کرد. با این وجود زمانی که تخم مرغ به طور کامل سرد شود شکل آن دیگر قابل تغییر نیست.

نمونه اي تجاري از قالب‌هاي مکعبي

مواد و وسایل مورد نیاز:

یک جعبه‌ی پلاستیکی مربعی شکل با طول، عرض و ارتفاع یک و نیم اینچ. اگر چنین جعبه‌ای در دسترس‌تان نیست می‌توانید خودتان آن را با استفاده از ظرف‌های خالی شیر یا آب‌میوه و چسب و قیچی بسازید. (هنگام استفاده از قیچی مراقب باشید و از یک بزرگتر کمک بگیرید.)

نوار چسب

روغن مخصوص پخت و پز

دو عدد تخم مرغ بسیار بزرگ (هرچه تخم مرغ قدیمی‌تر باشد پوست آن راحت‌تر کنده می‌شود.)

ماهی‌تابه

آب

اجاق گاز (هنگام استفاده از اجاق گاز و کار با ظروف داغ حتماً از یک بزرگتر کمک بگیرید.)

زمان‌سنج

قاشق

بشقاب

حوله

دستگیره‌ی آشپزخانه برای کار با ظروف داغ

چاقوی آشپزخانه

آماده‌سازی:

اگر جعبه‌ای پلاستیکی به ابعاد یک و نیم اینچ ندارید، خودتان آن را با استفاده از یک کارتن خالی شیر یا آب‌میوه بسازید. مراحل کار به این ترتیب است: ابتدا کارتن خالی را تمیز کنید. سپس آن را ببرید تا به صورت یک سطح دربیاید. الگوی یک جعبه‌ی مکعبی شکل با ابعاد یک و نیم اینچ را روی کارتن بکشید. (در این الگو حتماً برای جعبه یک در متصل به بدنه نیز بکشید.) سپس الگو را ببرید، تا بزنید و با نوار چسب آن را به شکل یک جعبه دربیاورید.

داخل جعبه را با روغن چرب کنید.

روش کار:

دو عدد تخم مرغ داخل ماهی‌تابه بگذارید. سپس مقدار کافی آب داخل ماهی‌تابه بریزید تا آب به اندازه‌ی نیم اینچ از تخم مرغ‌ها بالاتر بیاید. ماهی‌تابه را روی اجاق گاز قرار دهید.

شعله‌ی زیر ماهی‌تابه را روشن کنید و صبر کنید تا آب به جوش بیاید. مدت ده دقیقه آن را در همین حالت نگه دارید. به نظر شما مواد تشکیل‌دهنده‌ی تخم مرغ در این مدت چه تغییری می‌کنند؟

شعله‌ی زیر ماهیتابه را خاموش کنید.

با قاشق یکی از تخم مرغ‌ها را از ماهی‌تابه دربیاورید و آن را با دقت در یک بشقاب بگذارید تا به طور کامل سرد شود. حال با کمک قاشق تخم مرغ دوم را از ماهی‌تابه خارج کنید. آب داغ داخل ماهی‌تابه را دور نریزید چون برای گرم نگه داشتن تخم مرغ به آن نیاز خواهید داشت.

این تخم مرغ را روی چند حوله بگذارید و حوله را دور آن با دقت بپیچید. اگر تخم مرغ خیلی داغ بود حتماً از دستگیره استفاده کنید.

حال بسیار آهسته تخم مرغ داخل حوله را به بشقاب بزنید تا پوسته‌ی آن به طور کامل ترک بخورد.

تخم مرغ را از میان حوله دربیاورید و با دقت پوست آن را جدا کنید. تخم مرغ چقدر سفت شده است؟

با قاشق تخم مرغ را داخل آب ماهی‌تابه فرو کنید تا تکه‌های کوچک پوسته‌ی باقی‌مانده از آن جدا شود و همچنین تخم مرغ گرم بماند.

حال این تخم مرغ را بدون اینکه آسیبی ببیند داخل جعبه بگذارید. وضعیت فیزیکی تخم مرغ چگونه است؟ آیا می‌لرزد، ژل مانند است، حالت لاستیکی دارد و یا سفت است؟ در این مرحله تخم مرغ به طور کامل داخل جعبه جا می‌گیرد؟

تخم مرغ باید تمام جعبه را پر کند. اگر این اتفاق نیفتاد چند تکه حوله‌ی کاغذی روی تخم مرغ در بالای جعبه بگذارید تا تخم مرغ جعبه را کامل پر کند.

در جعبه را ببندید و با چسب آن را سفت کنید تا باز نشود.

حال اجازه دهید هر دو تخم مرغ به مدت سی دقیقه خنک شوند.

برای تسریع این کار می‌توانید تخم مرغ‌ها را در یخچال بگذارید.

پس از سرد شدن تخم مرغ‌ها، جعبه را باز کنید و تخم مرغ داخلش را دربیاورید و در یک بشقاب بگذارید. تخم مرغ چه شکلی است؟ آن را لمس کنید، به نظرتان نسبت به زمانی که داغ بود فرقی کرده است؟

حال پوسته‌ی تخم مرغ اول را مانند قبل با زدن آن به بشقاب جدا کنید.

تخم مرغ را به آرامی داخل جعبه فرو کنید. از لحاظ فیزیکی تخم مرغ چه وضعیتی دارد، ژل مانند، سفت یا لرزان؟ آیا می‌توانید بدون اینکه تخم مرغ آسیبی ببیند آن را به شکل جعبه دربیاورید؟

حال تخم مرغی که به شکل جعبه درآمده است را ببرید تا داخل آن را نیز بررسی کنید. زرده‌ی آن به چه شکل است؟ آیا تفاوتی با زرده‌ی تخم مرغ‌هایی که همیشه آب‌پز می‌کنید دارد؟

به نظرتان مزه‌ی این تخم مرغ با بقیه فرق دارد؟ امتحان کنید!

آزمایش‌های تکمیلی:

شما در این فعالیت یک تخم مرغ را به شکل مکعب درآورید! آیا می‌توانید اشکال دیگری از جمله هرم، استوانه یا کره نیز درست کنید؟ با استفاده از کارتن خالی شیر یا آب‌میوه قالب‌های دیگری درست کنید. به نظر شما چه محدودیت‌هایی در ساخت قالب وجود دارد، آیا باید حجم مشخصی داشته باشد؟

از دستان خود به عنوان قالب استفاده کنید. زمانی که تخم مرغ را در دستتان گرفته‌اید بر روی آن آب سرد بریزید تا دمای آن به سرعت کاهش یابد. آیا تخم مرغ با سرد کردن ناگهانی می‌تواند شکل خود را به طور دائمی حفظ کند یا برای این کار به سرد کردن آهسته نیاز دارد؟

مشاهده و نتیجه‌گیری:

در این فعالیت باید مشاهده کرده باشید که شکل دادن یک تخم مرغ در زمانی که هنوز داغ است امکان‌پذیر است؛ درحالیکه اگر سرد شود این امکان وجود ندارد. در زمان داغ بودن، تخم مرغ جامدی لرزان، ژل‌مانند و انعطاف‌پذیر است؛ به این دلیل که پیوندهای میان پروتئین‌ها هنوز در حال شکل‌گیری است. در زمانی که تخم مرغ داغ است می‌توان این پیوندها را دستکاری کرد، بنابراین تخم مرغ بدون آسیب دیدن به شکل مکعبی درمی‌آید. با سرد شدن تخم مرغ داخل جعبه پیوندهای بین پروتئین‌ها بیشتر می‌شود و سفیده حالتی لاستیکی پیدا می‌کند. پس از سرد شدن کامل پیوندهای بین پروتئین‌ها تثبیت می‌شود و ماده حالت جامد پیدا می‌کند. درنتیجه شکل مکعبی آن دائمی می‌شود. تخم مرغ دوم در حالی سرد می‌شود که پوسته‌ی آن بعنوان قالب عمل می‌کند درنتیجه شکل دائمی آن به صورت تخم مرغ‌های معمولی است. در این حالت تخم مرغ سفت است و امکان شکل‌دهی مجدد آن وجود ندارد. اگر تخم مرغ اول را ببرید مشاهده خواهید کرد که زرده‌ی آن نیز مانند سفیده تغییر شکل داده است. درحالیکه زرده‌ی تخم مرغ دوم به همان شکل اول باقی می‌ماند. تا زمانی که ظرفیت قالب به اندازه‌ی تخم مرغی که استفاده می‌کنید باشد می‌توانید تخم مرغ را به شکل‌های هندسی دیگر نیز دربیاورید؛ چرا که تخم مرغ آب‌پز داغ حجمی مشخص اما شکلی تغییرپذیر دارد. درحالیکه تخم مرغ آب‌پز سرد شکل و حجمی تغییرناپذیر دارد.

تمیز کردن:

می‌توانید تخم مرغ‌هایی که پختید را بخورید یا داخل سطل زباله بیندازید. در هر دو حالت می‌توانید پوست آن را به عنوان کود طبیعی داخل خاک بریزید.

منبع:

Shape-Shifting Science

بخش فيزيک فعاليت‌هاي علمي

بخش شيمي فعاليت‌هاي علمي