Jak vzniká z kukuřičných zrnek popcorn

Zamysleli jste se někdy nad tím, proč vlastně popcorn při smažení skáče? A proč vydává typický zvuk, který zní jako “pop”? (délka blogu 3 min.)

Vědci se někdy zabývají legračními tématy. Někdy jsou to také zdánlivě zbytečná témata, přesto mohou být zajímavá. To je tehdy, když vysvětlují běžné jevy, které se odehrávají v našem každodenním životě. 

Přemýšleli jste také někdy nad tím, co se vlastně děje při výrobě popcornu? 

Popcorn

Definice říká, že popcorn je potravina, která vzniká zahříváním speciálního druhu kukuřice. Přesněji - kukuřičných zrn z rostliny určité odrůdy (Zea mays convar. microsperma).

Popcorn pochází z amerického kontinentu. Není však známo, kdy byla jeho výroba objevena. Při archeologických vykopávkách byla v jižní Americe nalezena nejméně 4000 let stará napěněná zrna kukuřice, což ovšem nedokazuje, že byla připravena cíleně - jako popcorn. 

Pukání a napěnění

Už samotná příprava popcornu je malý zázrak. Z původně kompaktních zrnek kukuřice se při smažení v horkém oleji nebo při zahřívání v horkém vzduchu stávají typické pevné “květy”, které trochu připomínají polystyren. 

Při přípravě vydávají typický zvuk, který zní jako “pop!”. Vědcům se podařilo oba jevy vysvětlit. K výzkumu použili vysokorychlostní kamery a speciální mikrofony, kterými zaznamenávali procesy během pukání zrnek. 

Co se přitom zhruba děje, je známo už dlouho a není to nespíš žádné tajemství. Obsah kukuřičných zrn je tvořen kukuřičným škrobem s malým množstvím vázané vody.  Teplo, které dodává při výrobě popcornu vařič nebo horkovzdušná trouba, způsobí, že se voda obsažená v kukuřičném zrnu začne měnit na páru. Tím se zvyšuje vnitřní tlak v zrnu. Zpočátku se celý obsah zrna nemůže napěnit, drží ho totiž pohromadě pevná slupka. Čím více vody se ale změní na páru, tím více je pravděpodobné, že tlak uvnitř zrna překoná pevnostní mez slupky - a zrno pukne. Kukuřice se poté mění na popcorn a vydává přitom hlasité „pop“. Navíc zrno vyskočí do vzduchu. 

Za všechno tedy může zase jednou … fyzika

Ukázalo se, že se pukání kukuřičných zrn realizuje v relativně ostrém teplotním intervalu: zatímco při 170 ° C pukne jen asi třetina, při 180 ° C už pukají téměř všechna zrna. Kritická teplota proto musí být blízká 180 ° C. 

Proč ale praskají téměř všechna kukuřičná zrna současně? Vysvětlení spočívá v chování vody, jak naznačuje výzkum. Průměrné zrno kukuřice obsahuje kolem 20 miligramů vázané vody. Většina z těchto 20 miligramů je dokonce ještě krátce před prasknutím zrna v tekuté formě. Těsně před prasknutím povrchu zrnka se nachází v parní fázi jen asi jeden miligram vody. 

Situace v nahřáté kukuřici se dá srovnat s tlakovým hrncem. Voda je něm v kapalném stavu i při teplotě nad 100°C, protože na ni působí vyšší tlak. Ve chvíli, kdy v kukuřici tlak přeroste únosnou mez, slupka praskne, přetlak díky tomu zmizí, a všechna přehřátá voda se naráz přemění v páru. Následuje malý výbuch, který nafoukne zrno do několikanásobné velikosti.

Zrno na nožkách

Proč ale popcorn vyskočí do vzduchu v momentě, kdy praskne? Doposud se předpokládalo, že to bylo hlavně kvůli páře. Vysokorychlostní záznamy vědců však mechanismus upřesňují. Poté, co se slupka zrna roztrhla a začala expanze škrobu, pozorovali vznik útvaru, který připomíná nožku. Tento výčnělek se tvoří na jedné straně blízko dna hrnce (zdroje tepla). 

Zpočátku je tento útvar ještě malý a je prakticky kompenzován hmotností zrna. 

O zlomek sekundy později však tlak v zrnu náhle získává převahu, “nožka” se zvětší a s její pomocí je celé puklé zrno prakticky katapultováno do vzduchu. 

Vysvětlení opět nabízí fyzika. Když se popcorn zahřívá, získává tepelnou energii, která se po prasknutí zrna částečně uvolňuje v podobě kinetické energie. Jednotlivá zrna díky ní mohou získávat značnou počáteční rychlost. Byla pozorována zrna, která odskočila ode dna nádoby počáteční rychlostí až 200 m/s. 

Co má společného popcorn a šampaňské? 

Co způsobuje typický zvuk, který doprovází vznik popcornu? 

Vědci ho zkoumali pomocí citlivého speciálního mikrofonu. Poté porovnali přesný okamžik, při kterém zaregistrovali zvukový efekt, s událostmi pozorovanými v záznamech vysokorychlostních kamer.

Ukázalo se, že tento specifický zvuk není způsoben prasknutím skořápky, jak se často předpokládá. Není dokonce způsoben ani poskočením zrna na dně hrnce. 

Místo toho je za tento typický zvuk zodpovědný spíš “výbuch” vodní páry, která po prasknutí slupky uniká z kukuřičného zrna. Způsobuje ho tedy náhlý pokles tlaku v objemu zrna, které navíc funguje jako rezonátor. 

Podobné jevy se dají pozorovat při sopečných erupcích, kde se také jedná o náhlé napěnění hmoty vodní parou při výronu lávy z nitra země na její povrch. 

Je to mimochodem také podobný zvuk, jaký vyvolává korek šampaňského nebo šumivého vína při otevírání lahve.

 

Autor: Dana Tenzler | pondělí 15.2.2021 8:00 | karma článku: 26,46 | přečteno: 1195x

Další články autora

Dana Tenzler

Jak vznikají superzemě a minineptuny?

Exotické typy planet, kterým vědci říkají superzemě a minineptuny se, jak se zdá, netvoří nahodile. Vědci provedli simulace, které vyjasnily, jak takové planety mohou vznikat a proč se pozorují jen planety určitých hmotností.

7.7.2025 v 8:00 | Karma: 15,75 | Přečteno: 256x | Diskuse | Věda

Dana Tenzler

Jak vznikly ve vesmíru první chemické prvky ?

Dnešní blog potěší hlavně chemiky. Odkud pochází ve vesmíru první chemické prvky, ze kterých se pak vytvořily všechny ostatní? (délka blogu 3 min.)

3.7.2025 v 8:00 | Karma: 20,17 | Přečteno: 270x | Diskuse | Věda

Dana Tenzler

JWST - objev planety, podobné Saturnu

Vesmírný teleskop Jamese Webba objevil svou první planetu, kroužící kolem velmi mladé a malé hvězdy - rudého trpaslíka TWA 7. Proč je tento objev zajímavý a jak k němu došlo? (délka blogu 3 min.)

30.6.2025 v 8:00 | Karma: 16,61 | Přečteno: 194x | Diskuse | Věda

Dana Tenzler

Jak se pozná dobrá mouka?

Jak rozeznat dobrou mouku od špatné? Co můžeme odhalit sami? A proč se většinou musíme spoléhat na výrobce a jeho laboratoř? (délka blogu 3 min.)

26.6.2025 v 8:00 | Karma: 22,01 | Přečteno: 469x | Diskuse | Věda

Dana Tenzler

Proč se přidává do chleba sůl?

Další díl o chemii v kuchyni - tentokrát o tom, proč se vlastně do chleba má přidávat sůl, kdy jí je dost a kdy jí je až příliš. (délka blogu 3 min.)

23.6.2025 v 8:00 | Karma: 24,93 | Přečteno: 575x | Diskuse | Věda

Nejčtenější

Obří výpadek elektřiny ochromil velkou část Česka. Energetici řekli příčinu

4. července 2025  12:11,  aktualizováno  21:48

Sledujeme online Velkou část Česka včetně Prahy a dalších velkých měst postihl masivní výpadek proudu. Bez elektřiny...

A modré přilby jen přihlížely... Fotka ze Srebrenice dodnes straší Nizozemsko

9. července 2025

Seriál Nizozemští vojáci sedí na střeše obrněného vozidla, vedle sebe modré přilby. Pod nimi stojí tisíce...

Plovoucí bary a „nepřevratitelný“ raft. Na Vltavě kvete zvláštní vodácký byznys

6. července 2025  14:16

Je deset hodin ráno a na jezu v Herbertově, dva kilometry po Vltavě od Vyššího Brodu na jihu Čech a...

Proslavily ji šaty z minerálky. Topmodelka z ikonické reklamy se vrátila do Varů

7. července 2025  9:35

Michael Douglas, Dakota Johnson, Peter Sarsgaard. Celá řada hvězd a celebrit ozdobila letošní...

OBRAZEM: Stano odhalil Bartoškův poslední portrét. Dakota si napravila reputaci

7. července 2025  1:17

Jak naposledy zvěčnil renomovaný fotograf Tono Stano Jiřího Bartošku, se můžete jít podívat do...

OBRAZEM: Geislerová, nebo film Kingdom Come? Lákavé premiéry středečních Varů

10. července 2025  1:07

Festival se definitivně překlopil do druhé poloviny a sbírá síly na závěrečný nápor. Hlavní...

Padesátníky zaměstnavatelé často nechtějí. Stát to ročně stojí desítky miliard

10. července 2025

Dlouhodobě bez práce zůstává zhruba 110 000 Čechů ve věku přes 50 let, kteří mají zájem pracovat,...

Trump řeší úkoly pro Kissingera stylem Tysona. Obrátil diplomacii naruby

10. července 2025

Premium NATO nadšené z pěti procent, příměří Pákistán-Indie, Cichanouski na svobodě, mír v Kongu... Proč...

Nový druh podvodu: Auta v exekuci jsou past na kupce ojetin. Jak se nespálit

10. července 2025

Premium V Česku se rozmáhá nový druh podvodu s ojetými automobily. Portály, které prověřují původ vozidel,...

  • Počet článků 1095
  • Celková karma 19,02
  • Průměrná čtenost 1259x
Pokud vás blog pobaví nebo se v něm dočtete něco zajímavého - je jeho účel splněn. Přijďte si popovídat do diskuze, často je ještě zajímavější než blog sám, díky milým a znalým návštěvníkům. 
Nastavte si velikost písma, podle vašich preferencí.