小弟我自己本身也是鑄鐵鍋的愛用者
也常看到網友發表的有關鑄鐵鍋相關的文章
最近剛好有機會跟幾個大學生合作研究有關鑄鐵鍋seasoning的探討
也查了些文獻跟網路上的資料,就跟大家分享一下
此文章不深入比較各家廠牌的不同鑄造方法
以科學的角度來探討鑄鐵鍋的性質及大家常問的問題及迷思
希望對大家有幫助
1.鑄鐵鍋的成分及性質探討(引用文獻 1.U.S. General Services Administration, Historic Preservation - Technical Procedures, Cast Iron: Characteristics, Uses And Problems. 2. Architectural Metals: A Guide to Selection, Specification, and Performance.
New York City: John Wiley & Sons, 1995)
鑄鐵(cast iron)
鑄鐵是歷史悠久的材料, 其主要成分為鐵(Fe)及碳(C),另外還有少許的錳(Mn), 矽(Si),及磷(P). 最常見的鑄鐵為gray cast iron, 其碳結構為石墨, 均勻的分佈在鑄鐵中, 另外還有white cast iron, 碳以鐵碳化物(carbide)存在.基本上在鑄造過程中,鑄鐵會形成一個天然的保護層讓鑄鐵比一般的鐵不容易生鏽, 所以也常見於戶外的裝飾使用.
Fig 1.掃描式電子顯微鏡剖面圖, 圖中黑色部分為碳即石墨層, 一個好的鑄鐵鍋, 碳應該是均勻分散在鐵中
生鏽(rusting)
基本上鑄鐵生鏽為鐵與氧氣在足夠的濕氣下產生氧化反應, 基本產生棕色氧化鐵(Fe2O3)或是黑色氧化鐵(Fe3O4).文獻提及的最低濕氣為65%, 所以在台灣比較潮濕的環境下, 鑄鐵是十分容易被氧化的.
如何避免生鏽及腐蝕產生, 各家廠商會添加其他元素或是其它金屬作成合金, 最常見的為矽(Si), 鑄鐵含有適當量矽, 可以在鑄鐵外形成薄氧化保護層避免過度氧化.另外常見的為鉻(chromium),鎳(Nickel),及銅(copper).
Fig 2. 常見的鑄鐵生鏽示意圖. 三氧化四鐵(左), 二氧化三鐵(右)
常見迷思1. 鑄鐵鍋為均勻加熱?(引用出處:French Culinary Institute's Cooking Issues blog)
大家常在網路文章看到鑄鐵鍋好處之一為鑄鐵鍋是可以均勻加熱整個鍋面, 但是在French Culinary Institute他們作的實驗發現, 其實鑄鐵鍋在傳導熱方面, 其實並沒有比一般的不銹鋼鍋要來的好. 唯一可以確認的一點是鑄鐵鍋保持熱度的效果好, 其原因也是因為鑄鐵鍋厚度較高
Fig 3. 此圖為鑄鐵鍋及不銹鋼鍋在噴燈定點加熱的情況, 上圖為鑄鐵鍋, 下圖為不鏽鋼鍋. 由圖可發現鑄鐵鍋的導熱效果並沒有比不銹鋼鍋要來的好
常見迷思2. 鑄鐵鍋不能拿來煮酸的東西??(引用出處:Mineral migration and influence of meal preparation in iron cookware on the iron nutritional status of vegetarian students." Ecology of food and nutrition 46.2 (2007): 125-141)
此篇文章作了很好的解釋, 作者使用了番茄醬(pH值為4.12)及polished rice(我也不知道是啥
)(pH值為5.71).結果發現拿鑄鐵鍋煮酸的東西, 鐵及錳是會釋放到食物裡的, 但是釋放量其實很微弱, 對一般人健康不會有太大影響, 而且這篇文章其實是建議素食主義者使用鑄鐵鍋來烹煮食物, 因為吃素的人身體一般會缺少每日必須的金屬微量元素.
Fig 4. 此表為polished rice 及番茄醬本身含的鐵跟錳的含量及在玻璃或是鑄鐵鍋下烹煮後, 分析得到的鐵錳含量, 單位為 毫克/每公斤食物. 由表可發現越酸的食物經由鑄鐵鍋烹煮是會釋放較多的鐵錳微量元素
常見迷思3. 鑄鐵鍋表面有無毛細孔?
我想有關毛細孔的問題,應該是要說鑄鐵表面其凹凸不平的表面, 鍛造方法的不同跟之後的退火(annealing)的溫度及時間, 是會影響到鑄鐵鍋表面的平滑度的.這裡我無法找到相關文獻及照片佐證,有待大家討論
Fig 5. 常見鑄鐵鍋表面
最後問題, 相信也是大家最想知道的, 如何seasoning鑄鐵鍋, seasoning完後鑄鐵鍋表面到底為何可以不沾, 以及seasioning完之後可不可以刷鍋子
此處就是我這次作的研究, 實驗用鍋子是用美國常見的, 也是比較便宜的 Lodge 鑄鐵鍋, 號稱已經pre-seasoning過的, seasoning用的油是oliver oil, Smoke point約是210 °C.
不囉嗦先來看圖
Fig 6. 工廠pre-seasoning 的Lodge鑄鐵鍋表面放大1240倍下的表面圖
由上圖可以發現Lodge pre-seasoning過的表面還是凹凸不平的.. 所以在一般條件下烹煮食物..肯定是會沾的. 可以看到圖左上角為良好的seasoning保護層. 就我們作的分析, 使用油在其冒煙點(smoking point)所作的seasoning基本上就是讓油裂解, 使其為碳層, 在良好的溫度及反覆的seasoning下, 是可以形成良好的不沾層.
Fig 7. 以oilve oil在高於冒煙點(烤箱中), 重複10次形成的平滑不沾層
所以既然是碳層, 基本上是很脆弱的..常可以看到大家分享拿衛生紙擦拭之後, 整張紙變黑, 那就是擦去了鑄鐵鍋表面的不沾層.鑄鐵鍋本身是很堅固的, 可以隨便處理,但要保持不沾的話,最好不要使用菜瓜布或是鋼刷之類的的東西作清理.
最後謝謝大家看完文章, 希望有幫到各位破解一點迷思
