变形科学:塑造煮熟的鸡蛋

来自科学伙伴的巧妙食品科学项目

关键概念
食品科学
化学
蛋白质
烹饪
 
介绍
说到食物,外观很重要。创意和科学的结合可以产生烹饪和呈现食物的迷人方式;煮熟的鸡蛋只是其中一个例子。当你煮鸡蛋时,会发生一些有趣的化学反应。例如,想想鸡蛋最初是一种浓稠、液体、半透明的物质。但是加热后,鸡蛋变成凝胶状物质,进一步加热和冷却后变成橡胶状固体。蛋清和蛋黄在这个过程中是如何变化的?鸡蛋究竟什么时候变硬?
 
在这个科学活动中,你将探索煮熟鸡蛋的柔韧性,创造一个美味、有趣的复活节奖励!
 
背景
蛋清主要由水(约 85%)和蛋白质分子(约 10%)组成。蛋白质像微小的缠结线球一样扭曲、折叠和卷曲,漂浮在水中。加热会导致维持这些蛋白质缠结的弱化学键断裂。然后,鸡蛋蛋白质展开并撞击其他未展开的蛋白质,导致它们相互结合,这个过程称为凝结。水分子现在被困在相互连接的蛋白质网络中。蛋清呈现凝胶状稠度,变成柔性固体。当鸡蛋仍然很热时,蛋白质键可以被塑造成不同的形状。蛋白质之间形成更多的键,直到鸡蛋冷却。鸡蛋在高温度下放置的时间越长,形成的蛋白质键就越多,最终的鸡蛋就越有橡胶感。但是,一旦鸡蛋完全冷却下来,鸡蛋的形状就变得永久不变。
 
材料

  • 塑料方盒,宽一英寸半、长一英寸半、高一英寸半。如果你没有现成的,你可以用空的四分之一加仑(或更大)的牛奶或果汁纸箱、胶带和剪刀制作一个。(切割纸箱时请小心并寻求成人帮助)。

  • 足够绕方盒一圈的橡皮筋

  • 食用油或喷雾

  • 两个特大号鸡蛋(不太新鲜的鸡蛋更容易剥皮。)

  • 平底锅

  • 炉灶(在本活动中使用炉灶和处理热物品时请小心并寻求成人帮助。)

  • 定时器

  • 漏勺或普通勺子

  • 盘子

  • 纸巾或厨房用巾

  • 烤箱手套

  • 厨房刀

准备工作


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  • 如果您没有边长为一英寸半的塑料方盒,请用空的果汁或牛奶纸箱制作一个。以下是步骤:首先,清理干净空纸箱,然后将其剪开使其平放。在纸箱上绘制一个打开的折叠立方体盒子的模板(确保也绘制一个连接的盖子),其边长为宽度、高度和长度均为一英寸半。剪下模板,将其折叠成盒子,并用胶带将其粘合在一起,留下一侧作为盖子打开。

  • 用油润滑方盒的内部。

步骤

  • 将两个鸡蛋放入平底锅中。加入足够的水,使水面覆盖鸡蛋半英寸。将平底锅放在炉子上。

  • 将水加热至快速沸腾并保持沸腾 10 分钟。你认为鸡蛋的内容物在这段时间内是如何变化的?

  • 关掉火。

  • 用漏勺将一个鸡蛋从水中取出,小心地放在盘子上,使其完全冷却。

  • 用漏勺将第二个鸡蛋从平底锅中取出。不要丢弃热水;你需要它来保持鸡蛋温暖。

  • 将这个鸡蛋放在几张纸巾或厨房用巾上,小心地用毛巾将鸡蛋包裹起来。使用烤箱手套保护您的手,同时处理热鸡蛋。

  • 轻轻地将包裹好的鸡蛋在盘子上敲击,使蛋壳全部裂开。打开包裹,小心地剥掉蛋壳。煮熟的鸡蛋具有什么稠度?

  • 将鸡蛋放回勺子上,将其放回热水中浸一下,以冲洗掉小的蛋壳碎片。这也有助于保持鸡蛋的热度。

  • 轻轻地将去壳的热鸡蛋尖端朝前推入盒子中,不要弄破鸡蛋。鸡蛋感觉如何?是摇晃的、凝胶状的、橡胶状的还是僵硬的?是否有可能将鸡蛋完全放入盒子中?

  • 鸡蛋应该刚好填满盒子。如果鸡蛋没有完全填满盒子,请在鸡蛋顶部添加一些折叠的纸巾以完全填满盒子。

  • 盖上盒子的盖子,并在其周围放一个橡皮筋以保持盒子关闭。

  • 让两个鸡蛋——未剥皮的和盒装的鸡蛋——冷却至少 30 分钟。将两个鸡蛋都放入冰箱可以加速这个过程。

  • 鸡蛋冷却后,打开盒子,让鸡蛋滑到盘子上。鸡蛋看起来怎么样?它的形状是什么?触摸它;鸡蛋的感觉与热的时候有什么不同吗?

  • 小心地剥开未剥皮的鸡蛋,方法是轻轻地在盘子上敲击使其蛋壳全部裂开,然后剥掉蛋壳。

  • 轻轻地将这个鸡蛋尖端朝前推入盒子中。鸡蛋感觉如何?是摇晃的、凝胶状的、橡胶状的还是僵硬的?是否有可能在不损坏鸡蛋的情况下将鸡蛋挤入盒子中?

  • 现在你已经成功地将另一个鸡蛋塑造成立方体,用刀切开立方体鸡蛋,进行更多观察。立方体鸡蛋的蛋黄是什么形状?它与你之前见过的煮熟鸡蛋的蛋黄有什么不同吗?

  • 你是否好奇立方体鸡蛋的味道是否有所不同? 这是你尝试的机会!

  • 额外内容: 你刚刚将鸡蛋变成了立方体!你能将鸡蛋塑造成其他形状吗,例如金字塔、圆柱体或球体? 使用空的果汁盒或牛奶纸箱制作其他模具。放置在两个平面物体之间的饼干切模可以制作更多形状的模具。对于鸡蛋模具尺寸的限制,你有什么想法吗?它应该具有特定的体积吗?你能将鸡蛋塑造成多扁平?

  • 额外内容: 尝试用你的手制作鸡蛋模具。当你握住鸡蛋时,让冷水短暂地流过鸡蛋,使其突然冷却。鸡蛋在突然冷却后是否立即保持其形状,或者是否需要长时间缓慢冷却才能使形状永久化?

  • 额外内容: 尝试不同的煮沸时间。你能塑造半熟蛋吗?你需要将鸡蛋保持在高温下多久才能使其保持新形状?

[中断]
观察和结果
你是否成功地在鸡蛋仍然很热的时候将其塑形?你是否无法在不弄破的情况下将冷的煮熟鸡蛋强行塞入立方体中?
 
在热的时候,鸡蛋应该感觉像摇晃的、凝胶状的柔性固体。这是因为蛋白质之间的键仍在形成。在热的时候,这些键可以被操控,因此可以将热鸡蛋挤压成立方体而不会破裂。当鸡蛋在盒子中冷却时,形成了更多的蛋白质键,使蛋清具有更橡胶状的特性。但是,一旦冷却,蛋白质键就永久固定,像固体一样,因此在你将鸡蛋从盒子中滑出后,它保持了立方体形状。
 
另一个煮熟的鸡蛋用蛋壳作为模具冷却下来。冷却后,它保持了我们非常熟悉的永久鸡蛋形状。它感觉僵硬,并且由于蛋白质键已永久固定,因此不可能在不弄破的情况下将冷的煮熟鸡蛋挤入立方体中。
 
切开鸡蛋后,你应该也看到了蛋黄形状的变化。立方体鸡蛋的蛋黄应该是立方体的,而在蛋壳中冷却的鸡蛋的蛋黄应该保持球形。
 
只要体积与使用的鸡蛋体积相同,你就可以将鸡蛋塑造成其他几何形状。这是因为热的煮熟鸡蛋具有固定的体积,但没有固定的形状;冷的煮熟鸡蛋具有固定的体积和固定的形状。
 
清理
如果你还没有吃,你可以吃掉你的煮鸡蛋或将它们扔进垃圾桶——无论哪种方式,你都应该堆肥蛋壳。
 
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本活动由科学伙伴合作推出

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