Cách Nhận Biết Khi Mì Ý Của Bạn Đã Nấu Chín Chỉ Bằng Một Cái Thước

Các nhà khoa học phải làm việc từ nhà cùng với mọi người khác khi các trường đại học đóng cửa trước đại dịch Covid-19. Việc đóng cửa các phòng thí nghiệm nghiên cứu tạo ra một thách thức đặc biệt đối với những người thực nghiệm. Đó là cách các nhà vật lý từ Đại học Illinois tại Urbana-Champaign (UIUC) bắt đầu nghiên cứu vật lý nấu ăn - trước tiên là thực hiện các thí nghiệm tại nhà, sau đó lặp lại chúng với độ chính xác cao hơn trong phòng thí nghiệm khi trường đại học mở cửa trở lại.

Hướng dẫn nấu mì ống khô đa phần đều khuyến cáo thời gian nấu từ 8-10 phút, nhưng phương pháp không chính xác này có thể dẫn đến sự biến động lớn về độ đồng đều của mì khi nấu chín. Trong số những phát hiện khác, các nhà vật lý UIUC đề xuất một kỹ thuật đơn giản, chỉ cần một cái thước, để xác định khi nào mì ý nấu chín hoàn hảo, không cần đến truyền thống ném một sợi mì đã nấu vào tường - mặc dù có lẽ phương pháp này ít cần sắp đặt hơn. (Và đúng, người Ý kinh hãi, phương pháp nếm cũng hoạt động tốt. Nhưng đúng là ở đâu là niềm vui trong đó?)

Một bài báo về những phát hiện của các nhà nghiên cứu vừa được chấp nhận xuất bản trong tạp chí Physics of Fluids, và hai tác giả đã trình bày công việc tại cuộc họp tuần này của Hội Vật lý Hoa Kỳ tại Chicago.

Một số lượng đáng kinh ngạc các bài báo khoa học đã nghiên cứu để hiểu các tính chất khác nhau của mì Ý, cả khi nấu và khi ăn - cơ học của cách húp mì vào miệng, chẳng hạn, hoặc nôn ra nó (còn được gọi là “vấn đề mì Ý ngược”). Câu hỏi nổi tiếng nhất là làm thế nào để làm cho sợi mì khô gãy gọn đẹp thành hai, thay vì thành ba hoặc nhiều hơn.

Các nhà vật lý Pháp đã thành công giải thích động lực trong một bài báo đoạt giải Ig Nobel Prize năm 2006. Họ phát hiện ra rằng, một sợi mì khô tạo ra một làn sóng chuyển động ngược khi nó gãy. Làn sóng này tăng tạm thời độ cong ở các phần khác, dẫn đến nhiều sự gãy hơn.

Năm 2018, Ars đưa tin về công việc của hai nhà toán học MIT, họ đã tìm ra một mẹo hữu ích: xoắn sợi mì ở góc 270 độ trước khi từ từ đưa hai đầu lại với nhau để gãy mì thành hai. Việc xoắn làm yếu đi hiệu ứng đàn hồi ngược, và khi sợi mì xoắn lại và mở ra thành trạng thái thẳng ban đầu, nó sẽ giải phóng năng lượng dự trữ nên không có thêm sự gãy nào khác.

Trong năm 2020, các nhà vật lý tại Đại học California, Berkeley, đã cung cấp một giải thích kỹ lưỡng về việc tại sao một sợi mì Ý trong nồi nước sôi sẽ bắt đầu uống xuống khi nó mềm, sau đó nó chìm chậm xuống đáy nồi, nơi nó sẽ cuộn lại trên chính mình để tạo thành hình U.

Như chúng tôi đã đưa tin vào thời điểm đó, mì Ý, giống như hầu hết các loại pasta, được làm từ bột mỳ semolina, được trộn với nước để tạo thành một loại tương và sau đó được ép ra để tạo ra hình dạng mong muốn (trong trường hợp này, là một sợi gạt thẳng). Sản phẩm thương mại sau đó được sấy khô - một lĩnh vực nghiên cứu tích cực khác, vì rất dễ để sợi mì bị nứt trong quá trình này.

Vậy thì điều gì xảy ra với sợi mì khô khi nó được đặt vào nước sôi? Chỉ mất vài giây để các sợi đạt đến cùng nhiệt độ với nước, nhưng mất thêm một chút thời gian để nước điều này xâm nhập qua ma trận tinh bột của pasta. Khi điều này xảy ra, sợi mì sưng lên, và một lượng nhỏ tinh bột gọi là amylose rò rỉ vào nước. Cuối cùng, quá trình gelatinization của tinh bột xảy ra, một quá trình hóa học điều chỉnh các thay đổi về cấu trúc giúp mì Ý được nấu chín đúng điệu al dente.

Người nghiên cứu chính Sameh Tawfick của UIUC, tự nhiên đã đọc bài báo năm 2020 với sự quan tâm lớn, vì nó liên quan chặt chẽ đến nghiên cứu của lab của ông. Tuy nhiên, ông chỉ ra rằng đội ngũ của ông tập trung nhiều hơn vào kết dính bề mặt và sự liên kết của các sợi pasta, cùng với việc đề xuất một phương pháp đo đơn giản bằng thước để xác định khi nào pasta nấu chín hoàn hảo.

Mì Ý là lựa chọn hoàn hảo cho các thí nghiệm tại nhà trong thời kỳ đại dịch, vì lab của Tawfick nghiên cứu về vật liệu mềm, đặc biệt là sợi dài. Hãy nghĩ đến sợi len, monofilament, cơ bắp, cơ bắp nhân tạo và những thứ tương tự. “Mì Ý là sợi dài, từ góc độ của chúng tôi,” Tawfick nói trong một cuộc họp báo tại cuộc họp. “Chúng tôi nghiên cứu biến dạng, vướng mắc, kết dính, và tất cả những vấn đề này đều có mặt trong mì Ý.”

Kết dính là trọng tâm chính cho các thí nghiệm tại nhà - cụ thể, làm thế nào các sợi spaghetti di chuyển ngang và dính lại khi người ta kéo mì nấu lên khỏi đĩa. Tawfick tương tự hiện tượng này với “Hiệu ứng Cheerio,” trong đó những hòn O nhỏ ngon cuối cùng kết lại với nhau trong bát, trôi về trung tâm hoặc đi ra mép bát.

Kẻ thủ ác là sự kết hợp của sự nổi, sức căng bề mặt và “hiệu ứng màng nước,” tạo thành một loại hành động cấp nước. Trọng lượng của Cheerios không đủ để phá vỡ sức căng bề mặt của sữa, nhưng đủ để tạo một vết lõm nhỏ trên bề mặt của sữa trong bát, nếu hai hạt Cheerios đủ gần nhau, chúng sẽ tự nhiên trôi về nhau. Các vết lõm hợp nhất và các hòn O kết lại với nhau.

“Nếu bạn có bất kỳ hạt nào nổi trên bề mặt của một chất lỏng mà một phần chìm, vì vậy một phần của cấu trúc ở trong chất lỏng và một phần ở bên ngoài chất lỏng, bạn luôn có sự hấp dẫn nếu các hạt là cùng loại,” Tawfick nói. Tương tự, “Nếu bạn có mì Ý của cùng loại, nó sẽ luôn hội tụ.” Điều này sẽ không xảy ra nếu một số sợi mì là hydrophilic và một số là hydrophobic; sau đó sẽ có sự đẩy lùi giữa chúng. “Thay vì sức căng bề mặt đưa sợi mì lại với nhau, sức căng bề mặt sẽ khiến hai loại mì khác nhau đẩy lùi nhau,” ông nói. May mắn cho người hâm mộ mì Ý, một quái vật như vậy không tồn tại.

Cho các thí nghiệm lab, Tawfick và đội ngũ của ông in 3D một thiết bị nhỏ để giữ từng sợi mì Ý khô theo chiều dọc, với khoảng cách rất chính xác và có thể tái tạo. Một lọ thủy tinh được đổ nước và đặt lên bếp nóng. Một cái khuấy với cảm biến nhiệt theo dõi nhiệt độ. Lọ được đặt trên một nền tảng có động cơ, cho phép nó di chuyển lên và xuống, đưa mì vào và ra khỏi nước trong khi một camera cố định ghi lại các thí nghiệm. Họ sử dụng một cái thước để đo chiều dài của từng sợi, cũng như chiều dài nơi hai sợi dính lại (họ gọi là chiều dài dính). Họ cũng đo đạc sự sưng (độ co) và độ cứng (modulus) của các sợi mì khi nấu trong cả nước cất và nước muối, ở cả 80° Celsius và 100° Celsius.

Một trong những kết quả đáng ngạc nhiên nhất là rằng sợi mì tăng chiều dài càng lâu càng nấu. Nhóm phát hiện ra rằng khi mì nấu chín và nó trở nên sưng lên và mềm hơn, sợi mì dễ biến dạng hơn do tác động của hành động cấp nước. Sau 30 phút, một sợi mì sẽ sưng lên đến 70% kích thước ban đầu và mềm đi đến 100,000 lần. (Và đúng, Tawfick thừa nhận không ai muốn nấu mì quá lâu như vậy.)

Chiều dài dính - khoảng cách nơi hai sợi mì dính lại sau khi bạn nhúng chúng vào và ra khỏi nước, theo Tawfick - nghịch đảo tỷ lệ, giảm đi chiều dài khi thời gian nấu lâu hơn. Tính chất này hóa ra là đo lường hữu ích nhất để suy luận về cách mì Ý đã được nấu. “Nếu bạn treo các sợi mì và đo chiều dài dính bằng một cái thước, bạn có thể điều chỉnh cấu trúc mì chính xác như bạn muốn mỗi lần,” Tawfick nói. “Nếu bạn thích mì al dente cứng, bạn muốn chiều dài dính là 30 milimét. Nếu bạn muốn mềm hơn, điều này tương ứng với khoảng 18 milimét.”

Việc thêm muối vào nước thực sự cải thiện cấu trúc mì Ý, như nhiều sách nấu ăn khuyến nghị. Nhưng việc thêm dầu vào nước sôi trước khi nấu, như một số đầu bếp đề xuất, thì sao? Nhóm đã thử thêm dầu vào thí nghiệm của họ, và điều đó ảnh hưởng đến sợi mì, nhưng theo Tawfick, kết quả quá phức tạp để thực sự xác định điều gì đang xảy ra.

“Chúng tôi không biết điều này là một hiệu ứng hóa học hay vật lý,” ông nói. “Liệu dầu có cách nào đó thẩm thấu vào mì và thay đổi các tính chất bản chất của nó, hay đơn giản chỉ là một hiệu ứng vật lý khi dầu bám vào bề mặt bên ngoài và do đó thay đổi sự kết dính giữa hai sợi mì? Cần thêm thí nghiệm để hiểu rõ hiện tượng phức tạp này.”

Các thí nghiệm tương lai khác có thể liên quan đến áp dụng phương pháp của họ cho các hình dạng mì khác nhau, như rigatoni, có cả uốn cong và xoắn thay vì chỉ là uốn cong. Điều này làm cho nó trở thành một vấn đề toán học phức tạp hơn, theo Tawfick.

Còn câu hỏi về tính đảo ngược: Liệu chúng ta có thể nào đó kỹ thuật hóa mì Ý có thể được nấu, làm khô, và sau đó lại nấu mà vẫn giữ nguyên hương vị và cấu trúc? Trên thực tế, đồng tác giả Jonghyun Hwang, một sinh viên đại học UIUC, đã thử nghiệm khả năng này tại nhà, với kết quả thảm hại. Sợi mì Ý kết quả “thậm chí yếu hơn cả khi tôi chỉ nấu mì một lần,” Hwang nói.

Tawfick cho rằng điều này liên quan đến phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình nấu, mặc dù các khía cạnh của quá trình nấu ăn mà các nhà nghiên cứu nghiên cứu là hoàn toàn vật lý, liên quan đến tương tác giữa các polymer bên trong mì và nước. “Một điều chúng tôi học được là cấu trúc phân tử - hình dạng hay định hình của mạng polymer - thay đổi một cách không thể đảo ngược thông qua quá trình sưng,” ông nói.

Câu chuyện này trước đây xuất hiện trên Ars Technica.

Thêm nhiều bài viết tuyệt vời khác từ Mytour

• 📩 Thông tin mới nhất về công nghệ, khoa học và nhiều hơn nữa: Nhận bản tin của chúng tôi!
• Lái xe trong khi thư giãn? Bên trong cuộc tìm kiếm công nghệ cao để tìm ra
• Horizon Forbidden West là một phần tiếp theo xứng đáng
• Bắc Triều Tiên đã tấn công anh ta. Anh ta đã làm ngừng hoạt động internet
• Làm thế nào để thiết lập bàn làm việc của bạn một cách thoải mái
• Web3 đe dọa tách biệt cuộc sống trực tuyến của chúng ta
• 👁️ Khám phá trí tuệ nhân tạo như chưa bao giờ có với cơ sở dữ liệu mới của chúng tôi
• ✨ Tối ưu hóa cuộc sống tại nhà của bạn với những lựa chọn tốt nhất của đội ngũ Gear chúng tôi, từ robot hút bụi đến nệm giá rẻ đến loa thông minh