菜刀
是廚房必備工具
各種類型的菜刀給我們的烹飪
帶來(lái)了極大的便利,但小伙伴們有沒有想過(guò)
刀是如何切開食材的,為什么不同的食材
還要匹配不同的刀具呢?
在市場(chǎng)上,我們可以買到五花八門的刀:片刀、文武刀、斬骨刀、殺豬刀、剔骨刀、面包刀等等。還有一些刀上有許多小孔,那么這些孔有什么樣的作用呢?
今天我們來(lái)研究一下:
刀是怎么切開食物的?
刀具背后蘊(yùn)藏著什么樣的力學(xué)原理?
刀上的小孔有什么用?
菜刀
我們可以很輕易地用一把刀切開一塊豆腐,也可以稍微再使點(diǎn)勁切開一塊牛肉。如果我們的力氣再大點(diǎn),還可以剁開一根骨頭。
那么,在切開這些食材的過(guò)程中,菜刀的刀刃處究竟發(fā)生了什么呢?
以豆腐為例,在開始切豆腐時(shí),倘若我們將刀刃與豆腐接觸的地方放大后再觀察,就會(huì)發(fā)現(xiàn)刀刃下方的那一部分豆腐受到了刀刃向下平壓的作用力,從而向下移動(dòng)了一小段距離。
此時(shí),由于這一部分豆腐的移動(dòng),被平壓區(qū)域附近的豆腐同時(shí)受到了拉伸力和剪切力的作用。
用力學(xué)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō),那就是由于外力導(dǎo)致的豆腐局部變形,使得在刀刃附近的豆腐同時(shí)受到了拉應(yīng)力和剪應(yīng)力的共同作用。
如果我們繼續(xù)豎直向下切,那么刀刃兩側(cè)豆腐所受到的拉伸力和剪切力逐漸增加。
當(dāng)其中某一部位的受力超過(guò)了豆腐的分子間作用力時(shí),豆腐便會(huì)在這一部位發(fā)生破壞,從而產(chǎn)生了切面。
接著,隨著刀的厚度從刀刃到刀身逐漸增大,刀的側(cè)面還會(huì)對(duì)豆腐施加水平向外的壓力,從而繼續(xù)分離切面。
總結(jié)來(lái)說(shuō),刀刃使附近的食材產(chǎn)生了局部變形,從而對(duì)其產(chǎn)生了復(fù)雜的作用力。當(dāng)這種作用力大于食物的分子間作用力時(shí),食材就被切開了。
力學(xué)原理
廚房里的食材豐富多樣,例如具有高韌性纖維的牛肉,非常硬的大骨頭以及很容易變形和掉渣的面包等,倘若我們用普通菜刀來(lái)切它們,那可太費(fèi)勁了,這個(gè)時(shí)候?qū)I(yè)刀具就派上用場(chǎng)啦!
例如,斬骨刀可以輕易地劈砍骨頭、面包刀可以完美切割面包、剔骨刀則可以靈活地去掉骨頭上的碎肉等。那么,這些專業(yè)刀具涉及了哪些力學(xué)原理呢?
1、斬骨刀:提高動(dòng)能
斬骨刀是專門用來(lái)劈砍大骨頭的刀,這種刀的刀身較厚,刀刃較鈍,因此整體重量偏大。
在斬骨時(shí),師傅們掄圓了胳膊使勁往下一砍,堅(jiān)硬的骨頭便應(yīng)聲而斷。在這個(gè)過(guò)程中,掄圓胳膊是為了盡力提高斬骨刀的高度,從而在劈砍時(shí)盡量賦予其足夠的動(dòng)能。
這正是物理中的機(jī)械能的轉(zhuǎn)化原理:一個(gè)物體從高處下落,物體的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成了動(dòng)能……動(dòng)能和勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化。
另外,由于骨頭較硬,較鈍的刀刃可以保證斬骨刀在劈砍時(shí)不會(huì)打滑,也不會(huì)輕易崩碎。
2、殺豬刀:增大切割行程
如果要處理大體積的肉塊,一般選擇使用專用的殺豬刀(殺豬刀也可以處理牛羊肉等)。
和常見的直刃刀不同,殺豬刀具有彎曲的刀刃,就像是一輪彎月,彎曲的刀刃可以使廚師更靈活地發(fā)力,同時(shí)增加了對(duì)肉制品的切割行程。
在軍事方面,大名鼎鼎的尼泊爾彎刀與蒙古馬刀也都采用了這種彎曲的刀刃,殺傷力頗高。
3、面包刀:改切為鋸
喜歡吃切片面包的同學(xué)可能嘗試過(guò)自己切面包片,卻發(fā)現(xiàn)家用的普通菜刀無(wú)法勝任這份工作。
由于面包本身質(zhì)地松軟,并且含有大量不容易切斷的纖維,因此,使用普通菜刀切面包的話,很容易使面包嚴(yán)重變形,不復(fù)之前松軟的形態(tài)。
專用的面包刀是一把小小的鋸子,它的刀刃部位有很多方向相反的小鋸齒。在切面包時(shí),只需用面包刀在面包上輕輕拉動(dòng),便可以將纖維輕松鋸斷。這樣雖然會(huì)掉一些面包渣,但卻可以完美地保持面包松軟的狀態(tài)。
我們還可以使用面包刀來(lái)切西紅柿等汁水較多的水果和蔬菜,避免由于擠壓而損失大量汁液。
刀背上的孔
小伙伴們發(fā)現(xiàn)沒有,家里使用的菜刀上都會(huì)有一個(gè)小孔,這個(gè)小孔有什么用呢?只是為了方便懸掛嗎?
其實(shí)這個(gè)小孔可以用來(lái)瀝水,在不銹鋼還未大規(guī)模運(yùn)用的時(shí)候,刀具大多是由鐵制成的,極易生銹。
鐵銹中的鐵是三價(jià)的鐵離子,具有很強(qiáng)的氧化性,會(huì)氧化我們體內(nèi)的其他物質(zhì),對(duì)身體造成傷害。長(zhǎng)期使用生銹的菜刀會(huì)影響身體健康,所以要及時(shí)處理或者更換。
而打一個(gè)小孔可以把菜刀掛起來(lái),使得殘留在菜刀上的水能夠在重力的作用下滴下,防止刀具過(guò)快氧化生銹。
此外,刀背有小孔的一般是斬骨刀。人們常用斬骨刀切肉、剁骨頭,而在這樣的過(guò)程中,應(yīng)力會(huì)傳達(dá)到整個(gè)刀背上面,力道用得過(guò)大便會(huì)導(dǎo)致刀具的損壞。
這時(shí)候在刀背上打一個(gè)小孔便能夠起到分散應(yīng)力的作用,圓孔可以幫助釋放應(yīng)力,讓刀背均勻受力,從而保護(hù)刀具,延長(zhǎng)刀具的使用壽命。
還有的刀不止一個(gè)孔,而是有一整排圓孔,這些刀身上有圓孔的切菜刀往往比普通的切菜刀方便許多,食材也不容易粘在刀身上。
菜粘在刀上是因?yàn)榇髿鈮簭?qiáng)產(chǎn)生的摩擦力,以胡蘿卜為例,胡蘿卜是很密致的,刀切出來(lái)的胡蘿卜片與刀面接觸緊密到產(chǎn)生負(fù)壓,大氣壓強(qiáng)便會(huì)將胡蘿卜片緊緊壓在刀上。
而有小孔的切菜刀在切菜時(shí)保持透氣,可以使得菜刀兩側(cè)的大氣壓平衡,負(fù)壓就不容易產(chǎn)生,因此用有孔切菜刀切下來(lái)的食物不容易粘在刀上。
其實(shí)不只是小孔有這樣的作用,凹槽、紋理也一樣有防粘和避免負(fù)壓的作用。
現(xiàn)在市面上也出現(xiàn)了更加美觀的凹槽切菜刀和錘紋切菜刀,這些切菜刀既解決了食材粘在刀上的問題,也兼具了美觀。
有凹槽的切菜刀,圖源蝌蚪五線譜