Podczas smażenia w oleju bąbelki pochodzą głównie z samego jedzenia
Olej do głębokiego smażenia ma zwykle około 150–200°C, ale charakterystyczne burzenie się wokół frytki czy kawałka warzywa nie oznacza, że olej wrze. To przede wszystkim woda z produktu gwałtownie przechodzi w parę. Powstający strumień pary opuszcza jedzenie przez pory i szczeliny, a jednocześnie odbiera ogromną ilość energii. Dlatego wilgotne wnętrze smażonego produktu może przez znaczną część procesu pozostawać w pobliżu temperatury wrzenia wody, podczas gdy sucha skórka jest znacznie gorętsza. Jedna frytka może więc jednocześnie doświadczać dwóch zupełnie różnych reżimów cieplnych.
Frytownica wygląda jak wrzący kocioł, ale wrze woda
Oleje spożywcze używane do smażenia są ogrzewane do temperatur znacznie wyższych niż 100°C, lecz w typowych warunkach smażenia nie osiągają swojej temperatury wrzenia. Gwałtowne pęcherzyki pojawiające się po zanurzeniu wilgotnego produktu pochodzą przede wszystkim z wody znajdującej się w żywności.
Gorący olej bardzo szybko przekazuje energię powierzchni. Woda ogrzewa się, przechodzi w parę i zwiększa objętość, po czym wydostaje się na zewnątrz. Właśnie ten strumień pary tworzy ruch, który kojarzymy ze „skwierczeniem” i bulgotaniem smażonego produktu.
Skórka i środek żyją w innych temperaturach
Najbardziej zaskakujące jest to, jak duży gradient temperatury może istnieć w niewielkim kawałku jedzenia. Sucha lub wysychająca skórka ma bezpośredni kontakt z olejem o temperaturze często przekraczającej 170°C i może osiągać temperatury sprzyjające intensywnemu brązowieniu. Wnętrze wciąż zawierające dużo ciekłej wody jest chłodniejsze, ponieważ energia jest zużywana na jej ogrzewanie i parowanie.
Przeglądy badań nad smażeniem opisują środek wilgotnego produktu jako obszar utrzymujący się w pobliżu około 100°C tak długo, jak obecna jest tam znacząca ilość ciekłej wody. Dlatego można jednocześnie uzyskać mocno zrumienioną, odwodnioną powierzchnię i miękkie, wilgotne wnętrze.
Para buduje strukturę skórki
Uciekająca woda nie tylko chłodzi. Jej ruch zmienia również mikrostrukturę produktu. Parowanie pozostawia pory i kanały, a zewnętrzna warstwa stopniowo się odwadnia. W produktach skrobiowych zachodzą równolegle zmiany skrobi, a w produktach białkowych denaturacja białek. Na powierzchni postępują reakcje tworzące kolor i aromat.
To połączenie szybkiego transportu ciepła z równie szybkim transportem masy jest jednym z powodów, dla których smażenie daje strukturę trudną do odtworzenia przez zwykłe gotowanie w wodzie. Gorący olej ogrzewa powierzchnię, a woda ucieka z produktu w przeciwnym kierunku.
Bąbelki są również informacją o stanie produktu
Intensywność bąbelkowania zmienia się w czasie, ponieważ zmienia się ilość wody dostępnej przy powierzchni i tempo jej przemieszczania się z wnętrza. W modelach procesu smażenia wyróżnia się etapy: początkowe ogrzewanie, gwałtowne wrzenie powierzchniowe, stopniowe tworzenie skórki i wreszcie spadek tempa wydzielania pary.
Nie jest więc przypadkiem, że świeżo zanurzony produkt zachowuje się inaczej niż pod koniec smażenia. Odgłos i bąbelki są zewnętrznym objawem tego, że wewnątrz produktu zachodzi migracja i przemiana fazowa wody.
Smażenie jest w dużej mierze procesem suszenia
Choć potocznie smażenie kojarzymy z „wchłanianiem tłuszczu”, z punktu widzenia inżynierii żywności jest ono również bardzo szybkim procesem odwodnienia. Produkt traci wodę, powierzchnia wysycha, tworzy się porowata skórka, a dopiero w tę zmieniającą się strukturę może wnikać olej.
To zmienia intuicyjny obraz frytownicy. Nie jest to po prostu gorąca ciecz ogrzewająca jedzenie. To układ, w którym energia płynie z oleju do produktu, a woda w postaci pary płynie z produktu na zewnątrz — i oba strumienie wspólnie tworzą chrupkość.
Para wodna tworzy na chwilę barierę przed olejem
Wydostająca się z wnętrza para nie tylko tworzy bąbelki. Jej intensywny strumień skierowany na zewnątrz utrudnia olejowi swobodne penetrowanie porów produktu podczas najbardziej gwałtownej fazy smażenia. Jednocześnie utrata wody pozostawia po sobie kanaliki i pory, które później mogą odegrać rolę w pochłanianiu tłuszczu. Dlatego smażenie jest dynamiczną wymianą miejsc: woda opuszcza produkt, powietrze i para wypełniają powstające przestrzenie, a olej wnika w nie w różnym stopniu zależnie od etapu procesu. Sam widok intensywnego „wrzenia” mówi więc sporo o tym, jak szybko produkt traci wodę.
Olej może mieć 180°C, a wnętrze produktu pozostawać blisko temperatur typowych dla gotowania
Gorący tłuszcz bardzo szybko dostarcza energię do powierzchni, ale wewnątrz wilgotnego produktu obecność wody ogranicza wzrost temperatury przez parowanie i przemieszczanie się pary. Dlatego podczas jednego procesu współistnieją dwa reżimy: sucha zewnętrzna warstwa może osiągać temperatury sprzyjające intensywnemu brązowieniu, podczas gdy wilgotny środek ogrzewa się znacznie łagodniej. To właśnie zestawienie pozwala uzyskać chrupiącą powierzchnię bez konieczności wysuszenia całego wnętrza. Smażenie nie jest więc po prostu „gotowaniem w cieczy o wyższej temperaturze”.