食品を茹でると浮いてくる理由

食品を茹でると浮いてくる理由

食品に限らず、ある物質を水の中に入れたときに浮かぶか沈むかは、入れた物質の比重によって決まります。

水(湯)の比重は温度によって変わります。

温度(℃) 比重
0 0.9999
4 1.0000
20 0.9982
40 0.9922
60 0.9833
80 0.9718
100 0.9584

この水の比重よりも重ければ沈み、軽ければ浮きます

例えば、ジャガイモ(デンプン)の比重は1.053~1.09のため沈みます。

同様に、白玉団子やニョッキなどの練り物の場合、本来なら【デンプン+水分】のため水より比重が重く沈みます
しかし、鍋の温度が上がると、白玉団子やニョッキの生地に含まれる水分の一部が水蒸気に変わります。茹でるにつれ膨らんで体積が増えるのは、生地内で水が水蒸気になっていくからです。
これにより、生地の重さが変わらず、体積だけが大きくなったことで、比重が湯(0.9584)より小さくなり浮きます。
また、火を消すと水温が下がり、生地中の水蒸気が水に戻って生地の体積が減り、沈みます。


ここからは主観です
物を茹でていて、浮かび上がったら火が通ったっという目安があります。
これは、上記の理由から言えることで、

浮かび上がる→物体内の水分が水蒸気に変わった→物体の中身が100℃になった

という目安です。当然、大きさや種類によって話は変わってきますが、一つの目安として覚えておいて損はないでしょう。

古い卵を塩水に入れると浮き上がる

参考文献 おいしさをつくる「熱」の科学

ジュースが凍りにくいのはなぜ?

ジュースが凍りにくいのはなぜ?

水は1気圧0℃になると凍って氷になります。しかし、南極海の海水は0℃以下になっても凍りません
水に塩や砂糖のような、不揮発性の溶質(物質)がとけた溶液の融点は0℃より低くなります。つまり、0℃よりさらに低くならないと凍らないのです。これを融点降下といいます。
氷に塩を混ぜると凝固点が下がる

また、このような溶液の沸点は100℃より高くなります。これを沸点上昇といいます。
塩や砂糖、酢を加えると沸点は変わるか?


融点降下について

物質が凍って結晶になるには、物質が三次元にわたって整然と積み上げられることを意味します。
例えばミカンを積み上げる場合、大きさの揃ったミカンだけなら、キチンと積み上げるのは簡単です。しかし、ミカンに1割リンゴが混じった状態ではどうでしょうか?
同じようにキチンと積むことができません。では、両方の山をゆすってみましょう。先に崩れるのは、リンゴ混じりの方です。
崩れやすい状態とは、液体なら溶けやすい状態に当たります。つまり、融点が低いのは不純物が混じった方です。

沸点上昇について

液体に不揮発性の溶質が混ざっていると、液体の表面(水面)に、決して空気中に飛び出すことのない分子が、部分的に蓋をする状態になります。
大気中に飛び出そうとする溶媒分子が、不揮発性の溶質を押しのけて飛び出すには、普段より大きいエネルギー(高温)が必要となります。つまり、沸点は高くなります。

参考文献 料理の科学

過冷却について

過冷却について

液体を冷却するとき、凝固点以下になっても個体にならない場合があります。この時の液体は過冷却されたといい、とくに液体をごみのないきれいな容器で静かに冷却するとき過冷却がおこりやすくなります。過冷却された液体中にその物質の小さい結晶を投入したり、衝撃を与えたりするとたちまち凝固がおこります。

ペットボトルに、保温カバーをかぶせゆっくりと冷やすと過冷却水を作ることができます。ただ、振動によって固まるので、冷凍庫の扉の開け閉めには気をつけないといけません。


どうも、絶対に成功するものではないようなので、中々実戦での提供は難しそうです。ただ、ネットで調べると過冷却冷凍庫が販売されており、日本酒などをお客さんの前でついで凍らせる演出なども可能なようです。
過冷却冷凍庫のサイト

参考文献 調理がわかる物理・化学の基礎知識