要搞懂为什么用微波炉加热鸡蛋会导致鸡蛋爆炸,首先,我们要解决凶器的问题:微波炉。
很多人对微波炉的加热原理存在误解。有人觉得它是从里往外热,有人觉得它是某种放射性魔法。其实,微波炉的工作原理非常单纯,单纯到有些粗暴。
微波炉的核心部件叫磁控管。这东西通电后,会产生频率为2450兆赫兹的电磁波。这个频率非常讲究。
当这些微波进入炉腔,它们会疯狂地寻找一种东西:极性分子。
在我们的食物里,最常见的极性分子就是水。水分子的结构有点像个米老鼠的头,两个氢原子和一个氧原子。因为电荷分布不均,它的一端带正电,一端带负电。
在没有微波的时候,水分子是懒散的,排列得乱七八糟。但是,一旦微波场建立起来,这个电磁场每秒钟会改变方向24.5亿次。
水分子为了适应电场的方向,被迫跟着转身。
每秒钟转身24.5亿次。这种剧烈的运动和摩擦,在微观层面就表现为——热。
这就是介电加热。它不是像火一样通过热传导一点点把热量从表面送进去,而是直接让食物内部的水分子自己动起来。
加热效率极高,且不仅限于表面。
如果不考虑吃,鸡蛋其实是工程学上的奇迹。为了保护里面的胚胎,碳酸钙组成的蛋壳形成了一个近乎完美的拱形结构。它既坚固,又透气。
注意,我说的是“透气”,是指它能允许极其缓慢的气体交换,供小鸡呼吸。但这并不意味着它能像排气阀一样,瞬间排出大量的高压蒸汽。
在蛋壳里面,还有两层卵壳膜。这两层膜虽然薄,但在压力面前,它们的韧性惊人地好。
再往里,是主要由水和蛋白质组成的蛋白,以及富含脂肪和水的蛋黄。
如果你用开水煮蛋,热量是从外向内传递的。水温最高也就100摄氏度。热量慢慢穿透蛋壳,蛋白先凝固,然后是蛋黄。在这个过程中,鸡蛋内部的压力虽然会升高,但因为加热慢,气体有足够的时间通过蛋壳上的微气孔慢慢渗出,或者聚集在气室里。
但微波炉不讲这一套。
微波穿透了蛋壳(钙质不吸收微波),直接作用于内部的水分子。
这里有一个关键的物理差异:蛋黄和蛋白对微波的反应是不一样的。
蛋黄富含脂肪,比起富含水分的蛋白,它的比热容更低。也就是说,吸收同样的热量,蛋黄升温更快。
这就导致了一个极其危险的局面:内部比外部热,核心比周边热。
当微波炉启动后,鸡蛋内部的水分子开始疯狂摩擦。温度迅速上升。
在标准大气压下,水到了100摄氏度就会沸腾,变成水蒸气。水变成蒸汽,体积会膨胀1600多倍。
如果是在开敞的锅里,水开了就冒泡,蒸汽跑掉了。
但是,在鸡蛋这个封闭的系统里,情况完全不同。
蛋白凝固了。熟了的蛋白形成了一个致密的蛋白质网络,就像一堵有弹性的橡胶墙,把里面的水分死死锁住。
此时,鸡蛋内部的水分已经达到了100摄氏度,甚至更高。但是,它没有沸腾。
这在物理学上叫“过热”(Superheating)。
水要沸腾,不仅需要温度,还需要“气化核”——也就是一些微小的杂质或气泡,让液体能以此为起点变成气体。
鸡蛋内部环境相对纯净,且压力巨大。高压提高了水的沸点。所以,你可能拥有一个内部温度达到120摄氏度甚至更高的鸡蛋,但里面的水依然保持着液态。
此时的鸡蛋,已经不再是食物了。它是一个高压容器。
蛋壳(如果还没剥的话)和已经凝固的蛋白,正在苦苦支撑着内部恐怖的压力。它们在等待一个临界点,或者一个外界的扰动。
如果你的运气足够“好”,鸡蛋在微波炉里没有炸。这通常意味着蛋壳和蛋白的结构强度暂时战胜了内部压力。
你把它拿出来。微波炉停止了,但鸡蛋内部的热运动并没有立刻停止。那个过热的液体核心依然处于极不稳定的状态。
这时候,引爆机制往往来自你。
如果你拿叉子去戳它:
叉子刺破了蛋白的束缚,或者尖端提供了一个气化核。
原本处于过热状态的液态水,找到了宣泄口。它们在瞬间——是真正的瞬间,微秒级别——发生了相变。
液态水瞬间汽化。体积在千分之一秒内膨胀上千倍。
这种剧烈的体积膨胀,在宏观上就是爆炸。
蛋黄和蛋白碎片会以惊人的速度向四面八方喷射。
如果你直接用牙齿去咬它:
这是最惨烈的。
你的牙齿充当了那个叉子。爆炸发生在你的口腔里。
这不仅仅是烫伤的问题。
有声学专家专门做过研究,测量鸡蛋爆炸时的声压。结果显示,鸡蛋爆炸产生的噪音可以达到86到133分贝。
133分贝是什么概念?喷气式飞机起飞时的噪音大概是120分贝。
也就是说,当你咬下那一口时,相当于有一架波音747在你嘴里起飞了。
除了巨大的噪音可能损伤听力,高温的蛋黄糊会瞬间覆盖你的上颚、舌头、咽喉。那是超过100度的粘稠流体,极其难以清理,会造成严重的烫伤。
很多人以为,把生鸡蛋煮熟了,剥了壳,再放进微波炉加热就没事了。
大错特错。
虽然没了蛋壳这个硬质外壳,但熟蛋白本身就是一个极佳的密封层。
当你加热一个冷掉的卤蛋或者白煮蛋时,微波依然是内外同时加热,甚至优先加热蛋黄。
蛋黄里的水分迅速升温,试图变成蒸汽。但是,外层厚厚的熟蛋白就像高压锅的锅盖,死死压住了这股蒸汽。
蛋白的延展性比蛋壳好,所以它能容忍一定程度的膨胀。但这反而更危险,因为它积蓄的能量更多。
此时,只要有一点点扰动,比如你拿筷子夹它,或者刀切下去,蛋白的结构一旦破裂,内部积蓄的高压蒸汽就会裹挟着碎裂的蛋黄喷涌而出。
人类的好奇心是无穷的,这也意味着作死的方式是无穷的。
在互联网上,你可以看到无数关于“如何安全微波鸡蛋”的教程。
有人说:“我在鸡蛋上扎个孔不就行了?”
物理学告诉你:不一定。
扎孔确实能释放一部分压力,但微波加热的速度太快,蛋白凝固的速度也很快。那个小孔很容易在加热初期就被凝固的蛋白堵死。一旦堵死,压力继续积蓄,结果还是一样。
有人说:“我把鸡蛋打散了热不就行了?”
这是相对安全的做法。因为蛋黄膜破了,蛋黄和蛋白混合,没有了封闭的内部隔层。但是,如果你用大火猛热,蛋液表面迅速凝固形成一层膜,下面依然会聚集蒸汽,虽然不会像整蛋那样炸得粉身碎骨,但依然会“噗”的一声,把蛋花溅得到处都是。
还有一种更高端的操作:水煮荷包蛋。
把鸡蛋打在水里,放进微波炉。
听起来很科学?水能吸热,能缓冲。
但实际上,如果操作不当,蛋黄依然可能在水里过热。当你拿勺子去捞的时候,它可能在水里炸开,变成一锅高温蛋花汤,甚至溅出热水烫伤手。
在物理热力学中,相变(比如水变成气)是需要能量和条件的。
在纯净的水中,哪怕温度到了110度,水分子虽然运动剧烈,但它们之间有着强大的氢键拉扯,谁也不愿意第一个断开连接变成气体跑出去。这就形成了一种亚稳态。
这时候,需要一个“带头大哥”。这个带头大哥可以是一个灰尘颗粒,可以是杯壁上的一个划痕,也可以是一个微小的气泡。
熟鸡蛋的蛋黄内部,结构非常细腻。它是由无数微小的脂蛋白颗粒组成的。这种结构在微观上非常均匀,反而缺乏足够的大尺寸成核点来支持温和的沸腾。
所以,能量一直在积攒。
当你咬下去的那一刻,你改变了局部的压力。
压力的瞬间释放会导致沸点的瞬间降低。
原本在120度下勉强维持液态的水,在压力骤降的一瞬间,发现120度已经远远超过了当前压力下的沸点。
于是,所有的水分子同时决定:“我不干了,我要变蒸汽。”
这种集体性的、瞬间的相变,就是爆炸的本质。这和高压锅炸锅、火山喷发,在物理机制上是同宗同源的。
你可能觉得这只是厨房里的小打小闹。但在美国,微波炉热鸡蛋甚至引发过严肃的诉讼。
曾有顾客在餐厅吃到了微波加热的鸡蛋,导致口腔严重烫伤和听力受损,将餐厅告上法庭。
为了这个案子,一家声学咨询公司专门进行了实验验证。他们煮了无数个鸡蛋,用微波炉加热,然后用精密的声学仪器记录爆炸数据。
实验证明,这种爆炸的风险是真实存在的,且威力不可小觑。
这也给所有餐饮从业者敲响了警钟:永远不要把整颗鸡蛋(带壳或不带壳)放进微波炉复热给客人吃。这不仅是不专业,更是埋雷。
任何带有密封皮、膜、壳的食物,在微波炉里都是潜在的炸弹。
这包括但不限于:
那么,如果我们真的想用微波炉吃鸡蛋怎么办?
唯一的、相对安全的、符合物理学逻辑的方法是:彻底破坏它的封闭结构。
使用专门的微波蒸蛋器(利用水蒸气加热,而不是微波直接作用于鸡蛋),或者把鸡蛋打散,做成蛋羹,并且最好在上面扎几个透气孔,或者盖上保鲜膜并留出排气口。
但说实话,作为一个对食物有追求的人,我真心建议你:
那个平底锅,那个煮蛋器,那个水煮法,它们并没有过时。
它们虽然慢了几分钟,但它们给了热量足够的时间去传递,给了蒸汽足够的时间去逃逸,给了蛋白质足够的时间去温柔地凝固。