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

Реакция между двумя аминокислотами приводит к возникновению молекулы воды и иной молекулы, которая белком еще не является. А вот после как минимум пятидесяти таких реакций (обычно их намного больше) полученная длинная молекула уже может называться белком.

При определенных условиях и в присутствии воды белок подвергается обратной реакции – гидролизу . Эта реакция происходит в желудке, где пища погружается в очень кислую среду: она дает аминокислоты, требуемые для синтеза необходимых нам белков.

Две аминокислоты могут быть объединены реакцией синтеза: аминогруппа одной реагирует с кислотной группой другой, чтобы, высвобождая молекулу воды, сформировать пептидную связь. Обратная реакция называется гидролизом. Группы атомов R и R’ могут быть более или менее сложными (например, простой атом водорода для глицина или группа CH3 для аланина)

Давайте посмотрим на процесс приготовления вареного яйца. Желток и белок в яйце содержат разный набор протеинов, а потому и денатурируют при разных температурах. Во многих книгах пишут, что белок затвердевает при более низкой температуре, чем желток, поэтому и возможно приготовить яйцо всмятку. Действительно, денатурация белка начинается при температуре более низкой, чем температура денатурации желтка, однако этот сложный процесс состоит из серии трансформаций и завершается при температуре более высокой. Если обратится к цифрам, то процесс денатурации белка происходит в интервале температур между 58 и 80 °C, а желтка – в гораздо более узком диапазоне – 63–70 °C. Поэтому, если оставить яйцо полчаса вариться в воде температурой около 70 °C, в результате получится любимый японскими гурманами деликатес Онсэн-тамаго (Onsen Tamago) : желток в таком яйце оказывается тверже белка, который при такой температуре уже теряет свою прозрачность, однако еще не затвердевает, а на вкус имеет приятную сливочную консистенцию. Приглашаем читателя попробовать самостоятельно приготовить Онсэн-тамаго. Для этого нужно найти способ поддерживать температуру воды относительно постоянной и равной 70 °C. На обычной кухне это не так просто, за исключением тех счастливчиков, у которых есть специальное приспособление, называемое «водяной баней»… В современной Японии продают как уже готовые Онсэн-тамаго, так и устройства для их приготовления в домашних условиях. Традиционно же их готовили путем погружения в воду горячего источника: Tamago означает «яйцо», а Onsen – «горячий источник» (илл. 5).

5. Приготовление яиц традиционным в Японии способом Онсэн-тамаго – путем их погружения в горячий источник

Приготовленное путем погружения на несколько минут в кипящую воду европейское яйцо всмятку выглядит наоборот: оно состоит из затвердевшего белка и жидкого желтка. Сварить яйцо всмятку не так просто, как может показаться. Кстати, это возможно в основном благодаря тому, что тепло проникает в яйцо постепенно и повышение температуры в белке происходит раньше, чем в желтке. Для правильного приготовления яйца всмятку процесс передачи ему тепла следует прервать таким образом, чтобы конечная температура желтка T к достигла, но не превысила 63 °C. Понятно, что время t , необходимое для этого, зависит от размера яйца, точнее, от величины его меньшего диаметра d , который можно определить с помощью штангенциркуля (илл. 7). Кроме того, на результат влияют начальная температура яйца T 0 и значение температуры кипения воды T кип (которая, напомним, изменяется с высотой, см. главу 15, илл. 5).

Английский физик Питер Бархэм написал книгу под названием «Наука приготовления пищи» ( The science of cooking ), в которой предложил определить время приготовления яйца t с помощью формулы:

t = 0,15 Kd 2,

где t – время, выраженное в минутах, d – величина малого диаметра яйца в сантиметрах, а коэффициент K равен

где ln означает натуральный логарифм. Для T кип = 100 °C, T к = 63 °C и T 0 = 20 °C, коэффициент K равен 1,46. Если яйцо только что вынуто из холодильника и имеет температуру 5 °C, то K = 1,64.