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日志

日本的虎牌象印电饭锅IH电磁加热独特在哪?

2015-10-29 14:52
唐驳虎:中国造不出好电饭锅?日本人撒了多少谎?
星期六晚上,一段短短2分半的央视新闻报道引爆了客户端上的火爆舆论潮。
那就是中国游客赴日抢购电饭煲和马桶盖。其实近两年在白领阶层中已经隐然形成一种风潮,而就在两周前,财经作家吴晓波的一篇文章则归纳总结反思了这一现象,在网上引发一阵波澜。
日媒报道

但是,必须说,央视才是中国的第一媒体,当央视财经频道也开始报道并被各大媒体广泛转载之后,这一令局外人看上去惊愕的现象才成为公众舆论场上的大热点。
评论里,愤怒的谩骂占了多数,当然也有不少表示要认真反思的追求理性的声音。
在投入或宣泄各种情感之前,我们先来搞清楚事实的核心——日本和中国产电饭煲的差异究竟在哪?
我敢说,95%以上购入日产电饭煲的人,都是周围或者网上的人都传闻说了好,然后无脑跟风购入。剩下也有4%以上的是看了厂商天花乱坠的“技术宣传”,然后就被震惊了、打动了、说服了,心甘情愿、不明就里的买买买。
有几个人真正研究过这其中的复杂原理?当然没几个。能弄明白讲清楚的就更少之又少。既然不清楚,不明白,那么跟风就变成自然。
要想搞明白这个问题,就需经历繁复严谨的论证过程,期间还要附注大量的科学背景知识。全文预计要1.5万字,这里刊出的是(上)……
但是有耐心全文看完,你会知道,这其中有多少毫无节操的事情。
日本的广告

【什么样的锅做出来的饭最好吃】
第一个问题也是最本质的问题,是什么样的锅做出来的饭最好吃?答案(本来想加上显然这个状语的——想了一下这个词对于从没吃过的都市90后来说不成立)是土锅大灶柴火饭。
这个问题的引申问题,就是为什么土锅大灶做出来的的饭好吃?
简而言之,柴火老土灶的性能优点有两个,一是受热均匀,二是火力旺。
先说前一个,这个很直观,土锅往往是圆球底,大半个甚至整个锅陷在灶里,均匀的接收着火苗的直接舔舐,以及炉膛反射回来的热辐射,受热很均匀。
即使是平锅底,四周蹿升的火焰也在加热着锅壁。
农村土灶

至于后一个可能就没那么直观,柴火噼里啪啦不紧不慢的火苗火焰很旺么?确实旺,至少一般的量化衡量,火比电加热旺。
稍微扯远一点。就拿家庭中另一个用来炒菜的燃气灶来说,典型的换算热功率都可达到3500瓦左右,相对于平板电磁炉一般只有2000瓦的功率要大,所以炒菜还得用燃气灶,火力大,还能颠勺翻炒。会炒菜,这是中华美食傲视于天下的最大独门武器。
而餐馆厨房用的专业燃气灶火力就更猛了,热功率能达到8000瓦。餐馆的专业厨师用这样的燃气灶爆炒,纯正的青蓝色旺火在极短的时间内将食材灼烫成熟,配以烹饪者麻利娴熟的手法,爆炒做出来的荤素菜肴才能脆嫩爽口。
这才是为什么同样的菜自己家里做往往总是不如餐馆做出来好吃的本质“秘密”。
回归煮饭的正题。
柴火灶

柴火锅烧饭公认是最好吃的,笔者至今怀念当年吃柴火锅烧饭造出来的粒粒分明焦香脆的大米锅巴(现在吃煲仔饭也能吃到锅巴,但往往与菜油混合,不干爽纯味)。不过像生活在都市的90后们则应该很难有这样的经历,因为从他们记事的年代开始,电饭煲早已在中国城市家庭普及。
柴火土灶、田园炊烟的时代已然远去,现代生活在集合住宅里的都市人,难以搭建和使用土灶,也没有那么多功夫,更没那些技巧去伺候米饭。要的就是品质稳定、方便快捷的方法,这就是电饭煲为什么会诞生的原因。
【普通电饭煲的原理】
接下来就是第二个问题,普通电饭煲是怎么发明的,原理是什么?
最早的电饭煲可以追溯到1937年,正是在“大日本帝国陆军”研制的九七式炊事上出现了原始的电加热饭锅,到战后日本的三菱、松下和索尼等公司则开发了类似的民用产品推向市场。
但这时的电饭煲缺乏定时功能,实际上只是一台具有电热装置的锅而已。由于没有自动关断的功能,需要人工实时看护,没有什么优势,这种锅在市场上并不成功。
真正意义上的电饭煲(日文称“炊飯器”)是1956年圣诞节前由东芝公司推出的,其自动原理为很原始的双锅水浴间接加热。
普通电饭煲原理

所谓水浴,就是在直接受热的外锅加水,用沸腾的100度外锅热水间接加温内锅;而当外锅的水沸腾蒸发殆尽后,内锅与热源脱离接触,不再受热温度不再上升,而通过锅体的余温,内锅的米也煮成饭了。
而此时外锅本身水被烧干,温度急剧上升超过100度,由复合金属制成的机械式温度感应装置就会使电源关闭,停止加热保证安全。
这次电饭锅的推广得到了成功,一经推销即告热卖。在日本经济崛起,生活节奏加快的现代化世代,各种节约人们家务时间的自动化电器大受欢迎。
不久之后,东芝每月要生产20万个电饭煲供应日本市场。短短四年后,电饭煲可以在一半的日本家庭中找到。和同一时代也是由日本发明的方便面一起,成为现代东亚炊事革命的滥觞。
到1965年,效率较低、受热很有限的“双锅间接加热”很快被更好的设计所取代。用更精确的金属温度感应装置,可以直接电加热内锅,在内锅里的可见水分(不包括稻米内的水分)蒸干,锅体开始升温超过100度之后,即断开电源,不会使内锅里的米饭被烧焦。
这样保证了安全和品质,如此可以取消了外锅,但内锅或者内胆的称呼仍旧保留了下来。
电饭煲加热盘

精确的温度感应装置还引入一个新功能,那就是煮熟后的保温,精准的控制可以通过断续加热,一直把内锅温度保持在65度左右。这样的设计奠定了现代电饭煲的基本构造,并延续至今。
到1970年代后期,随着半导体电子工业的迅速发展,更加精准的半导体电热传感装置和可编程微电脑芯片先后引入,中高端电饭煲开始呈现出新的模样。
那就是每个电饭煲可以实现多种多样的优化加热模型,以烹调各种类型的大米达到最佳效果。除了基本的煮饭外,也包括煲粥、炖汤、蒸菜与点心等。
不过,这样的电饭煲就达到最佳效果了么?
电饭煲对比

远远没有。正如前面所说的,土灶烧饭的两大基本优点——受热均匀和火力旺,传统电饭锅都没有实现。
常见的中低端电饭煲一般都采用廉价的底部电阻加热盘技术,通过电能将位于内锅底部的加热盘加热后,再将热量传导到内胆底部上进行煮饭。
电饭煲加热盘

但是,这样会导致热量的损耗,电阻丝加热还有一个大缺点就是本身要发热,能承受的功率密度低,在一些需要温度较高的加热场合就无法适应了。
更关键的是,传统电饭锅是通过接触传导来加热内锅底部,从底部传导到上部,这样带来的缺点就是升温慢,受热不均匀,更谈不上智能精确控制热量、气压和水分了。
电饭煲的广告

【什么是高档电饭煲】
这就有了第三个也就是最核心的问题,究竟什么样才能算是优质或者说高档的电饭锅?
简而言之,所谓高端电饭煲的目的就是无限接近柴火锅土灶烧饭的口味。
要实现这一目的,土灶烧饭的两大基本优点——受热均匀和火力旺,就要在高端电饭煲上用新的无火手法模仿复现。这就是高端电饭煲的最基本功能——IH。这是率先应用者日本厂商爱用的、带有噱头味道名词。
IH是Induction Heating的缩写,Induction就是电磁感应的意思,Heating对于学过初中英语并且还大概记得的人都能连蒙带猜地知道,是加热的意思。说白了,这个故弄玄虚的名词就是汉语的“电磁加热”。
电磁加热

其实这就是已经很普及很常见的电磁炉加热原理。电磁加热的工作原理是经过控制电路产生频率为20-40千赫兹的高频交变电流,高速变化的高频电流流过电磁线圈会产生高速变化的交变磁场(近距离的,否则太可怕了)。
当近距磁场内的交变磁力线通过附近的磁性金属(铁、钴、镍)材料时会驱动金属的微晶结构,产生无数的小涡流,使金属材料微结构本身互相摩擦从而自行发热,从而达到非接触加热金属材料的目的。而无磁性的铜制电磁线圈本身并不因磁场而发热,加热能力和效率都很高。
引入新的电磁加热方式能够带来什么改变呢?
电饭煲线圈

首先就是受热均匀,除了传统的底部,高端电饭煲可以在内胆侧面一整圈都安置上线圈,实现对整个内胆的环绕加热,模仿土灶大半个锅陷在灶里,均匀整体受热的模式。
不过在顶级的电饭煲,甚至在顶部都设有这样的线圈,声称上盖加热“更均匀”“更360度完整包围”。
电饭煲广告

笔者认为这纯属奇技淫巧,噱头。因为懂得电磁加热原理就知道,这远远地安置在上面,距离大部分金属锅体基本上不沾不靠的,它能加热谁啊?水蒸汽还是米饭?距离都远,而且米饭里可没有铁,不理会你的磁场变化。
大家先记住这点,后面你会发现,这样超越必要功能需求的纯噱头会越来越多。
其次就是火力旺,比起传统电饭煲的受限电阻盘热安全的几百瓦功率密度,电磁加热可以轻松达到1500瓦左右,而且效率高,从而实现类似土灶烧饭的旺火加热——这究竟有什么用,后面细说。
农村土灶

【比加热手段更重要的】
到这一步,似乎和土灶烧饭已经很相似了,比起“妈妈的柴火灶”来,还差些什么?
对,更重要的是烹饪技巧。光有个好火头,离美味还差很多呢。
一个缺乏烹饪技巧的新手,就是给他柴火灶,往往也只会烧出夹生或者焦糊的失败作品。而对于那些烹饪高手来说,柴火大锅是充分施展个人经验的地方。什么时候该用大火,什么时候改用小火,什么时候停火焖饭,什么时候要开盖散气,什么时候要搅动饭粒,都有个人的心传。
这些微操作就是高手做出好饭,让米饭达到最好的口感的秘诀。当然,也大都是一些感性的实证认识,远未上升到有科学理论支撑的地步。
如果一个好的电饭煲,通过大量的试验,用科学的手段把诸多影响因素精确的定量分析出来,并把合理的操作固化成一个个程序,成为一个傻瓜机。让所有人一键按下就能实现与高手类似并且稳定的操作,智能的机器取代人工,这是趋势,也是科技惠及人类的典范。
这就进入到一个每个人几乎天天接触,却从未思考过的领域:饭是怎么煮好的?米粒是怎么变成米饭的?
把坚硬的米粒,变成软弹的米饭,在食品化学的眼中,是“淀粉糊化”的过程(另一种说法也就是日系厂商所惯用的淀粉的α化)。
从本质上说,烹饪就是火与食材配料、油和水之间的游戏,要让米饭达到最好的口感,这也正是食品科学研究的领域。
淀粉是稻米的主要成分,占其重量的80%,也是影响口感的决定性成分。淀粉在常温下不溶于水,但当水温加热到53℃以上时,开始吸水溶胀。
淀粉显微结构

这是因为在受热加温的条件下,淀粉微结构内的化学键变得不稳定,趋向于断裂。水分子开始逐渐进入淀粉微结构内,淀粉颗粒的体积也由此膨胀,当其体积膨胀到一定限度后,微结构便出现破裂现象,颗粒内的淀粉分子向各方向伸展扩散,扩展开来的淀粉分子之间会互相联结、缠绕,与渗入的水分一起,形成一个饱胀的、粘韧性高的含水凝胶。
这个“饱胀的含水凝胶”,就是晶莹剔透的米饭,也可以是粘纸用的淀粉浆糊。而香软甘甜,颗颗饱满,粒粒精神,是大多数人对米饭的期望。
如何实现?除了米本身的素质,还就有赖于烹饪过程。
而且既然大家的加热方案都是IH电磁加热技术,那就要在别的地方玩出点差异了。烹煮模式是一个很好的卖点,也能体现一些实打实或者纯噱头的差异。
【怎么做到“颗颗饱满”】
先说第四个问题,怎么做到“颗颗饱满”?
那就要米粒充分而有效地吸水,迅速膨化。如果米粒没有吸水透芯,那就是夹生饭,或者干硬得令人难以下咽。
如何让每一粒米都均匀地“喝饱”水?这就要在米粒浸泡吸水和加热控制等上做文章。
米饭制作过程

第一,不少电饭煲都有预加热过程,导致煮饭时间很长(所谓“精煮”),目的就是为了让淀粉泡涨、软化,充分吸收水分。
而在民间也有口传的心诀,想米饭好吃要用开水泡。有不少人则误传误信或者自我总结为冷水泡,说冷水泡涨两小时云云。
实际上,搞清楚淀粉糊化的过程就知道,冷水泡几乎无甚作用。在室温条件下,淀粉颗粒间虽然由于吸收少量的水分使得体积略有膨胀,但却未影响到颗粒中的结晶部分,所以淀粉的基本性质并不改变。处在这一阶段,进入淀粉颗粒间的水分子可以随着淀粉的重新干燥而将吸入的水分子排出,干燥后仍完全恢复到原来的状态,这一阶段称为淀粉的可逆吸水阶段。
而且,米粒不等于淀粉,米粒的表面纤维素和蛋白质更多,这两样东西都是阻止水分进入米粒内部的东西。
电饭煲广告

只有米粒与水处在受热加温的条件下,水分子开始透过纤维素和蛋白质的米粒表面,逐渐进入淀粉颗粒内的结晶区域,这时便出现了吸水膨胀的现象。处在这一阶段的淀粉如果把它重新进行干燥,其水分也不会完全排出而恢复到原来的结构,故称为不可逆吸水阶段。
所以说,热水泡涨才是有用的。
第二,压力能促进水分的渗入和淀粉的糊化,米饭煮得更透更糯,这个原理很直观很好理解,所以有压力肯定比没有压力做的饭要好。
自然,稍微有一点追求的高端电饭煲,就都是电磁压力锅,也就是所谓的“压力IH”。
这一点还更是传统土灶锅做不到的地方。传统土灶和炊饭高手在此略微能接近的,也就是木盖板上压上石头,湿布条密封锅沿,基本上是聊胜于无的做法。
示意图

第三,随着水温的进一步升高,淀粉颗粒仍在继续吸水膨胀。当其体积膨胀到一定限度后,颗粒内的淀粉分子扩展开来,进入颗粒交联阶段,形成网状的含水胶体。
有不少手工煮饭厨艺高手会在这一阶段开盖及时手工搅动,令所有米粒吸水充分而均匀。这是对的。但如何“搅而不破”,不把米饭搅成真正的糊状体也就是烂饭,又太考手劲和技巧了,普通人还是不要贸然尝试了吧。
电饭煲加热技术

但在这个阶段利用各种手段“安全稳妥”地促进米-水混合体的翻滚搅动,这仍是不少高端电饭煲尝试努力的方向。典型的技术手段是变压。即所谓的“×段变压”。
也就是通过迅速降低锅内气压,来形成暴沸和强烈对流,从而使米饭在锅里上下翻动,使米饭的吸水更加均匀,受热更充分。
原理图

另外,还有锅底波纹,这让锅体与水的接触面增大,使其局部迅速沸腾同时产生强烈地对流,也能带来不错的效果。
原理图

第四,不难实现的变压和波纹,无法满足也无法阻挡各家厂商在水分吸收上的“炫技竞赛”,还有各种匪夷所思的奇技淫巧被搬上了台面。
电饭煲

但从这里开始,各家厂商都在开始撒谎、吹牛、甚至造谣。最明显的我认为是东芝。
东芝声称它在这方面采用了真空技术,并宣称大米中的空气会妨碍米粒吸水,造成米饭生熟不均匀,而在真空状态下,水分就能在短时间内渗透到米粒内部,达到最佳的含水量。
我就要问了,根据最基本的中学物理知识,空气这个气体是如何妨碍泡在水里的米粒这个固体吸收周围水这个液体的?三者之间有什么微妙关系么?
再说,抽了真空,水的第一便捷去处难道不是迅速蒸发变成水蒸气去填补空气被抽走后的真空空间么?难道还会/为什么会更快的流进米粒这个固体的肚子里去的?这不是通篇都在扯蛋的么?
电饭煲广告图片

吹牛的例子不止一起。还有日立的“蒸汽循环利用系统”,自称充分利用蒸汽的热能,水分蒸发后在锅体上部转化为水储存起来,经过“热循环系统”再次转化为蒸汽用于蒸煮和保温,整个过程中几乎没有蒸汽出来,米饭的水分也就得到了充分的保存。
电饭煲原理

同样只要懂中学物理,就知道高压锅里的湿度环境都是与温度正相关的饱和水蒸汽。无非是别人的锅多余的过饱和水蒸气从安全泄压阀里跑了出来,东芝的液化留在了锅体上部,都没有留在米饭里,跟“米饭水分充分保存”有个毛的关系?
唯一看上去靠点谱的是三菱,三菱声称采用了可变超声波技术,用超声波这双温柔的无形手,全面震动水-米混合物,促进水分吸收。这个在科学原理上还算是成立的。
大家看到了吧,从现在开始,用途不大的、无甚作用的,乃至伪科学、反科学的噱头开始密集出现了。这还没完啊,后面还多着呢。
【怎么做到“粒粒精神”】
第五个问题,怎么做到“粒粒精神”?
“饱满”说难也不难,煮成粥的大米最饱满——都破了,也不满足“颗颗”的限定。而“粒粒精神”则更难了。
这里有两层统一但又分层次的含义,一个是视觉上的利索整齐,颗颗分明,而且外观晶莹透亮,精神清爽,这个易于理解;
一个是口感上的入口爽利,这个就略微有些不好理解了。为什么一颗米饭既能软糯,又能爽口有嚼劲呢?这不是矛盾的么?
如果引入粤语中的盛赞可口美食的词汇“弹牙”,就易于理解了。
所谓弹牙的口感,是指牙齿刚与食物接触时感觉到微妙的质感。简而言之是“韧而有弹性”,才会产生“Q弹”这种唇齿间的微妙感觉。
韧,是指食物的整体特别是内部有韧劲,——对应的主要是“颗颗饱满”和“吸水暴涨”、“含水凝胶”
但韧而不破,弹牙而不粘牙,就有赖于表面的干爽润劲了。
这下就明白了,米粒要内部饱含润泽,同时表面干爽,水分不多,略带黏性——这后者需要在炊饭的最后阶段实现。
简单地说,如果是普通电饭煲,就有赖于宣告“煮饭”完成后的焖饭阶段,用余热把米粒表面多余水分挥发,期待自然成型。
这里要注意,米饭表面层的干爽,不等于整体的干硬——米饭在保温状态放久了往往就是这个样子。
只要表面的水分蒸发,不要内部水分也跟着挥发,这需要更好的控制技巧。
高压锅

但对于高压锅特别是带温度精确控制功能的高压锅来说,则可以在最后阶段加温加压,用高压旺火催逼米饭,主动塑造成形。目前各家技术都可以做到,差异不大。
【怎么做到“香软甘甜”】
第六个问题,怎么做到“香软甘甜”?
米粒本身几乎不直接含糖等甜味物质,米饭煮出来之所以甘甜有余味,那是“淀粉糖化”的过程。
淀粉本来就是葡萄糖(单糖)分子聚合而成的多糖,水解到二糖阶段成为麦芽糖,令人感受到甜味,完全水解后得到单糖(葡萄糖),最后为人体所吸收。
其中一般在40度到70度时促进淀粉分解的酶具有最好的活性,这也就是应当有热水浸渍阶段的原因。
至于米饭的香味,都仰赖与稻米本身的品质。目前关于水稻香味物质的成分、不同香味的表达差异还处于探索阶段,但可以确定主要是各类微量生物醇、醛、酮等,随着温度的提高,使米释放出香味。高压锅在蒸煮阶段外泄蒸汽较少,香味保留较浓郁,所以“开锅香”更为突出一些。
但所谓“煮出最甜最香的米饭”,决定性因素还是在于米而非锅。所以,在这里,各家厂商又开始大玩科技玄学,搞出许多忽悠性的噱头出来。
电饭煲广告图片

比如,象印称其锅体的“铂金纳米粒子”因其负电位能使水变弱碱,分离出米饭的糖分更多。
是这样么?象印确定你没有说反说错?真没说错?
化学课本

好,翻开化学课本就知道,淀粉解糖是在弱酸性环境下有利,弱酸起到催化作用。
拜托,日本人的营销团队,你撒谎能不能撒得像样一点?
哪怕没翻过化学课本,光凭常识就知道,吃米面吃撑了的话,消食山楂丸是酸的。吃饺子蘸的醋也是酸的……
而且,不少有经验的中国人都知道,煮饭时滴加几滴醋,味更香,原理见上……
写到这里,多少崇拜象印等日本高档电饭煲的中国人是不是要翻倒在地上?

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