prečo zaváraniny nechávame chladnúť dolu hlavou? (3.7.2008)

Jednou z pekných letných aktivít je zaváranie. Okrem toho, že táto jednoduchá technológia pomáha preklenúť pomerne krátke obdobia prívalu úrody so zvyškom roka a rozložiť tak konzumáciu plodov ovocných sadov na dlhšie obdobia, je to aj celkom príjemná spoločenská aktivita. Od zberu ovocia, cez jeho umývanie, čistenie, zaváranie až po konzumáciu k nedeľnému obedu je to stále spoločenská činnosť. Teda aspoň väčšinou. Spoločné zdesenie nad nemiznúcou kopou jabĺk čakajúcich na ošúpanie, alebo višní čakajúcich nad odkôstkovanie, doplnené pomalými rozhovormi v dusne letných večerov...

Technológia zavárania je múdra. Sterilizácia varením, konzervácia cukrom,... všetko má svoje miesto. Jeden krok je ale výnimočne zaujímavý, lebo nie všetky gazdinky v mojom okolí mi vedeli vysvetliť jeho význam. Všimnite si obrázok:

Po naplnení a uzavretí skleneného pohára je vo zvyku tento pohár postaviť hore dnom. Prečo sa to takto robí? Poďme na to postupne. Máme sklený pohár. Nasypeme doň ovocie. Do pohára nalejeme vriacu kvapalinu - kompótový sirup. Pohár zavrieme. Pod vrchnákom ostalo malé množstvo vzduchu - možno na výšku jedného centimetra. Potom pohár otočíme. Takže prečo? Odpoveď sa skrýva v tom malom množstve vzduchu pod vrchnákom. Je ho tam totiž ešte menej ako sa zdá!

V horúcom vzduchu sa molekuly pohybujú divokejšie, preto pre svoj pohyb potrebujú viac miesta. To znamená, že konštantné množstvo vzduchu (v zmysle hmotnosti) pri vyššej teplote zaberie viac miesta. Alebo inak - ak by sme zohrievali konštantné množstvo vzduchu v uzavretej nádobe, narastie v nej tlak. Jednoduchý experiment na pozorovanie vzťahu objemu a teploty vzduchu - naplňte plastovú fľašu do polovice horúcim čajom a potom ju pevne zavrite. Po nejakom čase, keď sa čaj ochladí, a hlavne, keď sa ochladí vzduch vo fľaši, vidíme, že rovnaké množstvo studeného vzduchu potrebuje už oveľa menej priestoru a fľaša sa stiahne.

V zaváraninovom pohári máme teda v momente zatvárania horúcej fľaše horúci vzduch. Chladnutím pohára nedochádza k jeho výraznej deformácii ako v prípade plastovej fľaše, a tak v pohári klesá tlak. Tento pokles tlaku je veľmi výhodný, lebo pomáha pritláčať vrchnák k poháru. Na dobre zavarenom pohári je po vychladnutí vrchnák preliačený dovnútra. Takto uzavretý zaváraninový pohár dobre oddeľuje svoj obsah od okolitého sveta, čo je žiadúce z hľadiska trvanlivosti kompótu. Teraz sa už môžeme pokúsiť zodpovedať si otázku, prečo sa teda dávajú zaváraninové poháre chladnúť dolu hlavou? Pri chladnutí vzduchu sa nemení v pohári objem (teda, zmenší sa len o to množstvo, o koľko sa preliači vrchnák). Keby pohár nebol dobre zavretý, pokles tlaku by mal tendenciu vyrovnávať sa nasávaním vzduchu. Pokiaľ je pohár postavený normálne, hore vrchnákom, toto nasávanie si nemáme veľmi ako všimnúť. Keď je však postavený dolu vrchnákom, nasávanie vzduchu cez netesniaci vrchnák je sprevádzané stĺpcom stúpajúcich bubliniek v kompóte. Iné, vysvetlenie je také, že ak tlak klesá v normálnej polohe pohára s bublinou priamo pod vrchnákom, je vyrovnávanie tlaku s okolím popod vrchnák pohára jednoduchšie, ako keby sa mali bublinky predierať cez kompótový sirup ako je to v prípade, keď je pohár hore dnom. Keď je už pohár studený a podtlak je vytvorený, vrchnák je už pevne "pricucnutý" k poháru a po jeho otočení do normálnej polohy sa už popod vrchnák vzduch dovnútra tak ľahko nedostane.

Doplňme túto úvahu ešte troma zaujímavosťami.

1. Podtlak vysvetľuje, prečo sa ľahšie otvára pohár, ktorému najprv mierne vykrivíme vrchnák tak, aby sa dovnútra dostal vzduch. Podtlak vovnútri pritláča vrchnák na sklo pohára. Preto sa pri otváraní ťažko otáča, lebo pritláčanie podtlakom zvyšuje trenie pri otáčaní.

2. Prečo funguje cukor ako konzervant? Jeho konzervačné vlastnosti si vieme vysvetliť na princípe osmózy. Osmóza je prirodzený jav vyrovnávania osmotického tlaku. Osmotický tlak si zjednodušene môžme predstaviť napríklad ako množstvo nejakej soli (pevných častí, minerálov,...) vo vode. Keď ponoríte bunku do destilovanej vody (vody bez akejkoľvek soli), v bunke je kvapalina slanšia ako v jej okolí. Vyrovnanie hladín soli sa udeje buď tak, že bunka vypustí do okolia množstvo svojej soli, alebo prijme určité množstvo vody z okolia. Bunková membrána však spravidla preferuje vyrovnávanie osmotického tlaku prepúšťaním vody, nie solí, lebo to by v jej prípade mohlo znamenať stratu dôležitých látok alebo aj vnútorných orgánov:-) Keby ste vypili v priebehu jednej hodiny viac ako 18 litrov vody, v dôsledku osmózy sa vaše bunky tak napijú vody, že vám ich popraská dostatočne veľké množstvo na to, aby ste zomreli. Podobne, keď strčíte červíka do veľmi slanej (alebo aj sladkej) vody, vypustí zo svojich buniek také množstvo vody, že zomrie na vysušenie (preto zomierajú stratení námorníci na otvorenom slanom mori). Sladký sirup vycucne vodu z mikroorganizmov v ovocí kompótu a preto umrú (ak už neumreli pri varení:-).

3. Skúste urobiť experiment s horúcou vodou v zavretej fľaši spomenutý vyššie, ale namiesto obyčajnej fľaše použite termosku. Po pár minútach bude v termoske prekvapivo pretlak a nie podtlak! V doterajších úvahách sme totiž zanedbali vyparovanie kvapaliny, ktoré práve tu zohráva významnú úlohu. Vodná para vo fľaši zvyšuje tlak. V termoske kvapalina, v súlade s jej bytostnou podstatou, chladne veľmi pomaly, a teda veľmi pomaly narastá podtlak. Tak pomaly, že rýchlosť narastania tlaku v dôsledku odparovania horúcej kvapaliny je väčšia! Odparovanie je navyše o to významnejšie, že termoska udržuje kvapalinu dlhšie pri vyšších teplotách a pri vyššej teplote je odparovanie intenzívnejšie. A teda v termoske po pár minútach vznikne pretlak. Znie to neuveriteľne.

Na týchto základoškolských úvahách je fascinujúcich niekoľko vecí: sú pochopiteľné, dá sa na to prísť vlastnou hlavou, dajú sa k nim robiť jednoduché experimenty, a aj keď nemusia vždy presne opisovať realitu, sú k tomu aspoň blízko, alebo sú aspoň cenné z hľadiska myslenia. Niekedy je veľmi ťažké odhadnúť, čo sa dá zanedbať a čo nie. Ak máte na zaváranie iný názor, napíšte mi, prosím!