中華鍋の科学: 中華鍋の素材とデザインが料理の原動力となる理由

以下は、文脈に合わせて抜粋・改変したものです。中華鍋：レシピとテクニックJ. Kenji López-Alt著。著作権 © 2022 J. Kenji López-Alt、出版社の許可を得て掲載。WWノートン・アンド・カンパニー無断転載を禁じます。この選択範囲は、発行者の事前の書面による許可なく、いかなる形式、手段においても複製、検索システムへの保存、または送信することはできません。

自宅で作る炒め物がレストランのものと根本的に違う理由を知りたいですか? 材料が良いからでも、古代中国の秘伝のせいでもなく、MSG でさえありません (ただし、これらはすべて役に立ちます)。原因は、とてつもなく高い熱さです。しかも、暑い日のアトランタのような高温ではなく、地獄の山 (もし地獄の山が太陽の熱さの上にあったとしたら) の奥底からやってきたレッド ドラゴンが焚いたキャンプファイヤーのような高温です。中華料理店のコンロは、1 時間あたり約 200k BTU* の熱エネルギーを放出します。これは、一般的な家庭用コンロの 20 ～ 25 倍の強さです。

*英国熱量単位（BTU）は、約1キロジュールに相当するエネルギーの単位です。

最近、西洋では、レストランのような高出力のバーナーがなければ、おいしい炒め物を作るのは不可能だという考えがあるようです。（おそらく、この誤解の一部は私にも責任があると思います。）幸いなことに、それは真実ではありません。

まず、中国のアパートのキッチンがレストランのように設備されているわけではない。ほとんどの家には、自宅のキッチンとそれほど変わらない設備が備わっており、ほとんどの炒め物、特に家庭料理にはそれで十分だ。しかし、私たちの欲求は経験によって色づけられており、1980年代のニューヨーク市の広東料理の影響を受けた中国系アメリカ人の食文化の中で育った子供として、炒め物が食べたくなると、たいていはレストラン風の料理を再現したものになり、強力な中華鍋のセットアップから生まれる独特の風味が加わる。

中華料理店の厨房を見てみると、中華鍋のシェフが片手で中華鍋の中身をかき混ぜながら、もう片方の手に持った広くて平らなひしゃくでソースや調味料をすくい上げ、その間ずっと膝を使ってバーナーへのガスの流れを調整しているのがわかるでしょう。それは美しいダンスです。

これらの高出力バーナーにより、熟練した料理人は、肉を焼きすぎずに素早く焼き、野菜を鮮やかで新鮮、そしてシャキシャキした状態に保ちながらほのかなスモーキーさを加えたり、加えたソースを素早く煮詰めて複雑な新しい味を作ったりすることができます。このレストランスタイルの料理を成功させるには、高熱が不可欠のようです。家庭用バーナーでまったく同じ手順を実行すると、肉は自身の汁で蒸され、野菜は鮮やかでシャキシャキした状態ではなく、くすんでいて陰気な状態になってしまいます。

そこで質問なのですが、家庭用のバーナーでレストランのような料理を作ることは可能でしょうか？

答えは断然イエスです！中華鍋いくつかの科学を通して。

中華鍋の性能にとって重要な冶金特性は何ですか?

中華鍋にはさまざまな素材、厚さ、仕上げがあります。中華鍋の素材には、考慮すべき 4 つの重要な特性があります。最初の 3 つ (比熱容量、密度、伝導率) は素材自体の物理的特性ですが、3 つ目 (反応性) は中華鍋の素材、厚さ、形状によって決まります。ここでは、最初の 2 つに焦点を当てます。

比熱容量は、特定量の物質を特定の温度だけ上昇させるのに必要なエネルギー量です。メートル法では、これはキロジュール/キログラム/ケルビンで測定されます。たとえば、アルミニウムの比熱は .91 です。つまり、1 キログラムのアルミニウムを 1 ケルビン (帝国単位を好む方のために言うと、約 2°F) 上昇させるには、.91 キロジュールのエネルギーが必要です。逆に言えば、1 キログラムのアルミニウムが 1 ケルビンになるごとに、周囲の環境またはフライパン内の食品に 1 キロジュールのエネルギーを放出することになります。熱容量が .46 の鋳鉄は、単位重量あたりアルミニウムの約半分のエネルギーしか保持しません。つまり、重量と開始温度が同じであれば、アルミニウム製のフライパンには鋳鉄製のフライパンの約 2 倍の熱エネルギーが含まれます。密度を考慮すると、これはさらに複雑になります。

密度物質の密度は、重さと大きさの比率です。アルミニウムの密度は 1 立方センチメートルあたり 2.7 グラムですが、鋳鉄の密度は 7.2 です。つまり、同じ形と大きさの鍋が 2 つある場合、鋳鉄製の鍋はアルミニウム製の鍋の約 2.5 倍の重さになります。したがって、鋳鉄は単位重量あたりの熱エネルギーを約半分しか保持できませんが、形と大きさが同じであれば、鋳鉄製の鍋はアルミニウム製の鍋の約 1.25 倍の熱エネルギーを保持します。この 2 つの概念、熱容量と密度は、より便利な概念である体積熱容量に組み合わせることができます。

体積熱容量特定の温度において、特定の体積の物質が蓄える熱エネルギーの量を表す尺度です。逆に言えば、物質の温度を一定数上げるために、一定体積の物質にどれだけのエネルギーを加える必要があるかを表す尺度でもあります。

わかりにくいですか? 簡単に考えてみましょう。キッチンにあるすべての鍋は、エネルギーの貯蔵庫またはバケツのような役割を果たします。バーナーで鍋を予熱することは、バケツに水を注ぐようなものです。鍋の容積熱容量が大きいほど、バケツは大きくなり、満杯になるまでに時間がかかり、より多くのエネルギーを保持できます。鋳鉄製の中華鍋は、同じ形状とサイズのアルミニウム製の中華鍋の約 1.25 倍 (25%) 大きい蓄熱バケツです。

伝導率熱伝導率とは、ある場所から別の場所へ熱を伝える素材の能力です。これは、熱源から食品へ熱を効率的に伝導する能力だけでなく、調理面全体に熱を均一に伝導する能力にも当てはまります。伝導率はほぼ直線的です。2 ミリメートル厚のフライパンがバーナーから食品へ熱を伝えるのにかかる時間は、1 ミリメートル厚のフライパンの約 2 倍です。

バケツの例えに戻ると、伝導率はバケツの底にある栓の大きさと考えることができます。伝導率が高いほど栓は大きくなり、バケツ内部のエネルギーをより速く調理中の食品に注ぐことができます。

熱容量と伝導率だけを見ると、アルミニウムが明らかに勝者です。アルミニウムは熱をたっぷり蓄え（これに勝るものはありません！）、エネルギーを素早く伝達します（銅だけがより伝導率が高いです）。しかし、アルミニウムは密度の面で問題を抱えています。非常に軽いため、炭素鋼やステンレス鋼の体積熱容量を達成するには、途方もなく厚いアルミニウム鍋が必要になります。

言い換えれば、他の条件が同じであれば、2 ミリメートル厚の炭素鋼製フライパンは、2 ミリメートル厚のアルミニウム製フライパンよりも、特定の温度で約 60 パーセント多くのエネルギーを保持しますが、アルミニウム製フライパンの伝導率は約 4 倍になります。

それで、この反応性についてはどうでしょうか?

反応性とは、熱入力の変化に素早く反応するフライパンの能力です。火を止めたら、フライパンの内容物はジュージューと音を立てて熱せられたままでしょうか、それとも急速に冷めるでしょうか。急激な熱風が必要な場合、ダイヤルを上げた時に中華鍋は十分に素早く反応しますか。

西洋式のフライパンでは、反応性よりも一貫性が重視されます。細かく刻んだ野菜をソテーするときにはフライパンがゆっくりと一定のジュージュー音を立て、焼き色をつけるときには強いジュージュー音を立て続けることが求められます。西洋料理では、数分の間に煮込みから焼き色、そして穏やかな泡立ちへと変化させる必要はほとんどありません。中華鍋での調理では、これは頻繁に発生します。

この性質は、中華鍋の材質の伝導率 (伝導率が高いほど反応性が高い) と厚さ (薄いほど反応性が高い) に関係しますが、より重要なのは、中華鍋の形状とバーナーへの適合性です。中華鍋は、最も熱いバーナーにフィットし、十分に広い平底部を備え、炎の輪が主に底を加熱し、少し炎が広がった側面を伝わる程度である必要があります。これにより、最も反応性が必要な鍋の中央部分の反応性が最大限に高まります。

蓄熱と熱入力

炒め物について話すとき、知っておくべき重要な区別が 1 つあります。それは、蓄熱エネルギーと熱流束の違いです。

蓄熱エネルギーは、まさにその名の通り、鍋自体に蓄えられたエネルギーです。このエネルギーは度数で測定されます。ある物体の温度を聞かれるとき、実際にはその物体の分子内に蓄えられたエネルギーの量を尋ねているのです。私たちが使用する調理器具のほとんどは金属製で、蓄えられる熱エネルギーの量は、その比熱容量 (特定の重量の材料が温度 1 度あたりに含むエネルギー量) と質量 (つまり機能的には重量) によって決まります。

さて、西洋の調理器具では、フライパンに蓄えられたエネルギーが極めて重要です。最高品質の西洋の調理器具のほとんどは厚く、鋳鉄や鋼などの高密度の金属で作られています。その考え方は、適切に予熱すれば、西洋のフライパンには十分なエネルギーが蓄えられ、食材（たとえば大きな脂の乗ったステーキ）を入れても温度があまり下がらず、食材を均等に、予想通りに調理できるというものです。上記のバケツの比喩に戻ると、重い西洋のフライパンは、エネルギーが詰まった大きなバケツのようなものです。そのバケツを満たすには長い時間がかかりますが（つまり、予熱に時間がかかります）、満杯になればエネルギーに余裕が生まれ、食材を入れても全体の蓄えられたエネルギーが比較的わずかに減少するだけです。

十分に厚いフライパンと、約 650°F 程度の予熱があれば、フライパンを火から完全に外し、ステーキを入れても、蓄えられたエネルギーでしっかりとした焼き目をつけることができます。フライパンが十分に熱くなったら、良い結果を得るために必要な追加のエネルギーは比較的少なくなります。

一方、中華鍋は別の原理に基づいています。中華鍋は薄くて比較的軽量な容器です。平均的な中華鍋は、標準的な西洋のフライパンの約 3 分の 1 の厚さです。つまり、特定の温度では、蓄熱量が比較的少ないということです。中華鍋は、食材を入れるとすぐにエネルギーの蓄えがすぐに失われる小さなバケツです。

したがって、中華鍋でうまく調理するには、高い熱エネルギーの投入が必要です。調理開始時にフライパンを熱くする必要があるだけでなく、ほとんどのレシピでは、食材に注入されるエネルギーを補充するために、調理中ずっとフライパンを強火より上に保っておく必要があります。

中華鍋とフライパンでの炒め物

では、なぜ蓄熱と熱入力/出力を区別するのでしょうか? 2 つのスタイルは機能的にどう違うのでしょうか?

西洋の調理器具では、均一な加熱が最も重要だからです。鍋は端から中心まで均一な温度にする必要があります。アルミニウム芯の厚い金属はこれを実現し、調理の最初から最後まで比較的高い調理温度を維持します。

フライパンに食材を入れると、熱が食材に伝わるため、中華鍋とスキレットの両方の温度が急激に下がります。開始温度が 650°F だとすると、西洋式スキレットは約 480°F まで下がりますが、中華鍋は蓄熱エネルギーが少ないため、400°F 近くまで下がります。調理を続けると、西洋式スキレットは食材を入れたときに失われたエネルギーを徐々に取り戻します。西洋式スキレットは、非常にゆっくりと均一に加熱および冷却するように設計されていることを忘れないでください。

一方、中華鍋は失われた熱をより速い速度で回復しますが、初期温度が低い状態から始まります。失われた時間を取り戻し、西洋のフライパンの温度を追い抜くまでには、ほぼ 2 分かかります。

なるほど！とあなたは思うかもしれません。つまり、低出力バーナーで調理する場合、西洋式のフライパンは中華鍋よりも優れているということです。

さて、別のデータセットを見てみましょう。今回は、中華鍋の底、つまり高温で焦げる部分の温度だけに焦点を当てます。これらの測定値を得るために、私は食材を加え、適度な焦げ目がつくまで炒め、フライパンまたは中華鍋の側面に寄せました。

実際に、最も重要な部分、つまり焦げ目がつく中華鍋の一番底の部分では、中華鍋は西洋のフライパンよりもかなり早く熱を回復することがわかります。これは、西洋のフライパンは均一な熱を得られるよう設​​計されているのに対し、中華鍋は均一な熱を得られるよう設​​計されているためです。反応的な熱。

中華鍋で調理すると、欲しい鍋の中に異なる温度帯を作ります。一番底の部分は熱く、端の部分はやや冷たくします。中華鍋の側面から熱が上がり、端を越えて熱が回り込むようにして、伝統的な炒め物方法で食材を上に投げ上げると、熱くて蒸気の柱に当たるようにします。食材が側面に押し上げられると、底は急速に焼き色がつく温度に戻り、次の食材を入れる準備が整います。

この違いを説明するために、私は熱画像カメラを使用して、西洋のフライパンと中華鍋の熱パターンを示しました。

予熱された中華鍋は、一番底に高温部分があり、端に向かって徐々に温度が低くなります。

家庭用コンロで炒め物を上手に作るコツは、少量ずつ調理して、調理中も鍋の底が熱い状態を保つことです。伝統的な中華料理では、複数の小皿料理を調理するので、自然にこのようになります。料理の数を減らして、分量を増やしたい場合は、まとめて調理する。

炒め物にフライパンを使うか中華鍋を使うかに関わらず、肉と野菜を 1 ポンドずつ (特に弱火で調理する場合は半ポンドずつ) に分け、中華鍋に 1 つずつ入れて、焦げ目がつくまで焼き、調理を開始してから、横のボウルに移します。中華鍋の火力が回復して再び煙が出始めたら、次のバッチを調理します。最後に香味野菜とソースを加える直前に、すべてを混ぜ合わせます。