Jak vzniká z kukuřičných zrnek popcorn
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.
Dana Tenzler
Čínská sonda Chang-e 6 a její mise na Měsíci
Vesmírná sonda Chang-e 6 je další čínský přístroj, která se zabývá výzkumem Měsíce. O víkendu přistál na odvrácené straně Měsíce. Má dovézt zpět na Zemi vzorky tamní horniny.
Dana Tenzler
Egyptská modř
Seriál (o malířských barvách) se bude zabývat zajímavostmi ze světa pigmentů. Čím nejlépe začít? Jedním z nejstarších, lidmi uměle vyrobených pigmentů. Umělci ho používali už před několika tisíciletími.
Dana Tenzler
Hledání helia v exosférách exoplanet
Kolem hvězd v naší Galaxii krouží velké množství různých planet. Vědci se nyní věnují jejich atmosférám. Nová studie zaznamenala 17 planet s heliovou atmosférou a 40 planet bez ní. (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Biologické stopy na exoplanetách
Jak se pozná, že se na cizí a slibně vypadající exoplanetě skutečně nachází život? Exoplanety jsou příliš daleko. Zbývá jen pozorování teleskopy. (délka blogu 4 min.)
Dana Tenzler
Jakou barvu budou mít rostliny na exoplanetách?
Na exoplanetách může mít biosféra jinou barvu než je tomu na Zemi. Vědci našli argumenty pro existenci exoplanet s fialovými rostlinami. Jakou barvu mají rostliny na jiných planetách? (délka blogu 3 min.)
Další články autora |
Brutální útok nožem v Mannheimu, policista po něm bojuje o život
Šest lidí v pátek utrpělo zranění při útoku nožem na náměstí v centru německého Mannheimu, uvedla...
Ženě se do ruky zakousl pes. Muž, který jí přispěchal na pomoc, zvíře zabil
Ženu v Žihli na Plzeňsku vážně pokousal volně pobíhající pes. Na pomoc jí přiběhl příbuzný, který...
Nemocnému synovi vstříkla do krve vodu. Chtěla jsem, aby to skončilo, řekla
Mimořádně nešťastný případ matky samoživitelky a jejího vážně nemocného dítěte řeší Městský soud v...
Velký podfuk s výsluhou, nemocenská i v civilu. Policisté obírají stát o miliony
Premium Státu rapidně rostou výplaty výsluh pro policisty, hasiče, celníky či dozorce. Loni Česká republika...
Povodně zpustošily západní Čechy. Zasahovaly vrtulníky, sesuv zastavil trať
Části Česka o víkendu zasáhly bouřky provázené místy silným deštěm. Zejména na jihozápadě Čech...
Při bouřce rozhodují o životě vteřiny. Expert popisuje, jak se chránit
O víkendu skončila po zásahu bleskem v nemocnici dvacítka lidí. Jak se chovat za bouřky, ve městě i...
KOMENTÁŘ: Kovačič spáchal na Markíze profesní sebevraždu, PPF to dobře ví
Když moderátor pořadu televize Markíza Michal Kovačič 26. května na konci pořadu Na tělo...
Slovák sloužil v ruské armádě, zajali ho na Ukrajině. Zpět do Ruska netouží
Na Ukrajině zadrželi slovenského občana, který údajně sloužil na straně Rusů a vzdal se ukrajinským...
Zelenskému se hroutí mírový summit. Spojenectví s USA dostává trhliny
Nedorazí ani Číňané, ani Saúdové. Z očekávaného mírového summitu ve Švýcarsku se omluvilo několik...
Akční letáky
Prohlédněte si akční letáky všech obchodů hezky na jednom místě!
- Počet článků 981
- Celková karma 18,46
- Průměrná čtenost 1284x