Keemia vardas: kas teadlased küpsetavad hästi grilli

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 03:53

Millised keemilised muutused toimuvad kebabiga selle valmistamise kõigis etappides.

Kebabi valmistamine on keemiku seisukohalt keeruline protsess, mille igas etapis toimub suur hulk peeneid ja omavahel seotud reaktsioone. Kui asjale targalt läheneda, on hea kebabi retsept võrreldav üksikute orgaanilise sünteesi meetoditega – või isegi ületab neid. Ja nagu täieõigusliku teadusliku eksperimendi puhul, on grilli valmistamisel palju detaile, millest sõltub protsessi optimeerimine - ja seega ka lõpptoote maitse ja aroom.

Niisiis, kebabi küpsetamiseks peate tegema kaks peamist sammu: marineerima liha ja praadima seda söel. Kuid kõigepealt selgitame välja, mis on liha – keemia mõttes.

Liha

See, mida me nimetame lihaks ja ostame poest sea- ja veiselihaks maskeerituna, on tegelikult loomade vöötlihaskond. Kui me muidugi ei võta arvesse rupsi, näiteks südant, mida grillimiseks ei kasutata. Lisaks lihaskoele endale nimetatakse lihaks ka rasv- ja sidekudet, mis nendega külgneb.

Lihaskoel on uudishimulik struktuur. Oleme harjunud, et meie keha rakud on tavaliselt väga väikesed, silmale nähtamatud. Lihase struktuuriüksus on lihaskiud – ja see on üks suur mitme sentimeetri pikkune ja sadade mikromeetrite läbimõõduga rakk. See tekib tuhandete teiste rakkude ühinemisel, mille tõttu võib lihaskius olla mitu tuhat tuuma.

Lihaskiudude peamine omadus on kokkutõmbumisvõime. Nii liigutame me (ja teised loomad) oma jäsemeid – ja palju muud. Seda pakuvad spetsiaalsed valgud – aktiin ja müosiin. Need on piklikud molekulid, mis moodustavad rakkude sees pikki kimpe. Väliste tegurite mõjul (närviimpulss) hakkavad need kimbud üksteise suhtes liikuma, tõmbudes tsentri poole. Kogu kiud on jagatud eraldi lülideks - sarkomeerideks, mis on kokku kinnitatud.

Lisaks sisaldab liha suures koguses sidekoes leiduvaid valke elastiini ja kollageeni. Nad vastutavad suures osas liha mehaaniliste omaduste eest (sitkus jne). Valgu müoglobiin vastutab liha värvi eest. Üldiselt on liha suures osas valgutoode, kuid loomulikult on selles piisavalt rasvakihte.

Marineerimine

Liha marineeritakse, et lahendada korraga mitu probleemi: muuta see pehmemaks, anda sellele lisamaitset ja teha esmane antimikroobne töötlus.

Kollageeni molekulid, mis määravad liha kõvaduse, moodustavad tavaliselt tugevaid kiude, fibrille. See kokkupanek toimub vesiniksidemete – osaliselt laetud (polariseeritud) aminohappefragmentide vahelise tõmbejõu mõjul. Täpselt samad sidemed tekivad ka veemolekulide vahel – ühe molekuli vesinikuaatomi ja teise molekuli hapniku vahel.

Paljud marinaadid on happelised nendes sisalduvate hapete tõttu - enamasti äädikhappe (näiteks veinis, majoneesis või äädikas), sidruni- ja piimhappes. Sojakastmel ja teriyaki kastmel on samuti happeline keskkond – need sisaldavad suures koguses püroglutamiinhapet, aga ka merevaik-, sidrun-, sipelg- ja äädikhapet.

See tähendab, et marinaadides on palju vesiniku katioone, mis on võimelised valgu molekulidega seonduma ja neid protoneerima. See muudab laengute jaotust molekulides ja rikub vesiniksidemete peenstruktuuri, mis toob kaasa valgu molekulide geomeetria muutumise. Selle tulemusena valgud denatureeritakse: kollageen- ja aktiinikiud paisuvad, pehmenevad, kollageen lahustub järk-järgult.

Sama efekti saab saavutada ilma happeid kasutamata. Näiteks mõned troopilised puuviljad, nagu papaia ja ananass, sisaldavad ensüüme, mis lagundavad elastiini ja kollageeni üksikuteks aminohapeteks ning bakterite ja seente proteaasid võivad samamoodi lagundada lihaskiudude valke. Liha pehmendamiseks on olemas füüsikalised meetodid - mitme tuhande atmosfääri suurusjärgus rõhu all hoidmine, mis põhjustab ka valkude denatureerumist.

Liha marineerimise kiirus sõltub ka marinaadi koostisest. Näiteks on näidatud, et alkoholi olemasolu marinaadis kiirendab marineerimisprotsessi. See on tingitud asjaolust, et rakkude lipiidmembraan lahustub alkoholis paremini kui vees. Liha pehmendamisel mängivad rolli ka erinevad abiained, näiteks veinis ja õlles sisalduvad tanniinid.

Väärib märkimist, et marineerimine ei too alati kaasa liha pehmenemist. Mõnes olukorras kaotab liigne marineerimine (liiga happe või alkoholi juuresolekul) vett ja muutub liiga kõvaks. Sama efekti saab ka liha üle küpsetades – siis läheb suurem osa veest sealt lihtsalt "ära".

Teine kõige olulisem toime on antimikroobne toime. Kuid selle eest ei vastuta mitte ainult happed, vaid ka muud marinaadi komponendid, näiteks sibul. Lihas olevate kahjulike organismide hävitamise erinevatele meetoditele on pühendatud üsna palju uuringuid, ühes uudishimulikumas autoris tegid nad ettepaneku lisada õlles liha marineerimise standardskeemile ultrahelivannis töötlemine.

Tuleb märkida, et šašlõki valmistamise teine etapp käivitab mõnede kantserogeenide sünteesi - kahjulikud ained, mis võivad potentsiaalselt põhjustada vähki. See kehtib eriti söele tilkuva rasva söestumistoodete kohta. Nende hulka kuuluvad benso[a]püreen ja muud polüaromaatsed süsivesinikud.

Teine liha söestumisel tekkivate kantserogeenide klass on heterotsüklilised amiinid. Need ained on võimelised moodustama DNA-ga komplekse ja mõjutama rakkude elutähtsat aktiivsust. Ühes uuringus leiti isegi, et benso [a] püreeni tarbimine ja kolorektaalse adenoomi risk seostavad suitsu- või grillliha sagedast tarbimist teatud vähivormidega. Sellest lähtuvalt on soovitatav selliste ainete kasutamist nii palju kui võimalik vähendada. Kuid marineerimine võib siingi aidata.

Portugali ja Hispaania keemikute poolt on tehtud mitmeid uuringuid, mis näitavad, et teatud tüüpi marinaadid vähendavad nende kantserogeenide tekke tõenäosust. Näiteks tumedas õlles marineerimine pärsib osaliselt õllemarinaadide mõju polütsükliliste aromaatsete süsivesinike tekkele söel grillitud sealihas, polüaromaatsete süsivesinike moodustumist ning moodustunud heterotsükliliste amiinide osakaalu vähendamiseks, marinaadid, mis põhinevad veinil, õllel või isegi teed sisaldavaid tuleks valida. Üldiselt ei ole marinaadide mõju polüaromaatsete süsivesinike moodustumisele üldiselt veel hästi mõistetav. Teiste võimalike inhibiitorite hulka kuuluvad sibul, küüslauk, vürtsid ja sidrunhappe marineeritud kurgid.

Praadimine

Marineerimine kiirendab enamiku valkude denatureerimise tõttu oluliselt toiduvalmistamise protsessi. See väldib pikaajalist kokkupuudet kuumusega ja liigse vee aurustumist. Koos valkude denaturatsiooni kiirenemisega käivitab söel praadimine lihas palju muid keemilisi protsesse.

Esimene neist on tuntud Maillardi reaktsioon. Just tema vastutab tugevalõhnaliste orgaaniliste ainete moodustumise eest, mis annavad praelihale erilise lõhna. Sellesse reaktsiooni sisenevad lihas ja suhkrutes leiduvad aminohapped. Selle tulemusena moodustuvad komplekssed heterotsüklilised ühendid, furaani, tiofeeni, alküülpüridiinide ja pürasiinide derivaadid.

Iga lihaliigi spetsiifiline maitseprofiil on erinev, selle määrab praadimisel tekkivate tuhandete aromaatsete ainete kontsentratsioonide suhe. Praetud kana ja sealiha puhul on aroomis oluline roll tsüsteiini kondenseerumisproduktidel suhkrutega, nagu 2-metüül-3-furaantiool ja selle dimeer, samuti 2-furüülmetaantiool.

Muidugi reageerivad suhkrutega ka teised aminohapped. Näiteks metioniin suhtleb suhkrutega ja laguneb metionaaliks – aineks, mis lõhnab nagu praekartul.

On selge, et valke ja suhkruid ei leidu ainult lihas. Seetõttu mängib Maillardi reaktsioon oma osa ka teiste roogade aroomis. Näiteks küpsetised (ja teatud tüüpi riis) lõhnavad nagu 2-atsetüülpürroliin, proliini ja suhkrute vaheline reaktsiooniprodukt. Väikestes kogustes leidub seda ainet ka praetud lihas.

Teine keemiline protsess on rasva söestumine. Rasvad on glütserooli ja orgaaniliste rasvhapete, nagu steariin-, palmitiinhape jne, estrid. Kuumtöötlemisel muundatakse need keemiliselt aldehüüdideks nagu heksadekanaal, heksanaal jne. Huvitav on see, et rostbiiliha sisaldab rohkem aldehüüde kui kana- ja sealiha, mis muudab nende maitse erinevaks. Ja iseloomulik lambaliha lõhn on tingitud 4-metüüloktaan- ja 4-metüülnonaanhapetest.

Kolmas protsess on reaktsioon rasvade karboniseerumisproduktide ja Maillardi reaktsiooni produktide vahel. Need on igasugused alkaanitioolid, alküülpüridiinid, tiofeenide alküülderivaadid, pürroolid, tiopüraanid, tiasoolid jne. Nendes sisalduv alküülosa tuleneb rasvkomponendist ja heterotsükliline osa Mayari komponendist.

Lisaks tekivad liha röstimisel muud reaktsioonid, mis hõlmavad aminohappeid. Seega moodustavad tsüsteiin ja glutatioon kuumtöötlemisel tritiolaane ja ditiasiine, mis samuti annavad olulise panuse lõhna tekitamisse.

Kebabi maitse ja aroomi ei anna mitte ainult aminohapete, suhkrute ja rasvade laguproduktid, vaid ka kivisöe põlemisproduktid. Nende hulgast tasub esile tõsta syringooli (selle nimi, muide, pärineb sireli ladinakeelsest nimetusest Syringa vulgaris) ja guajakooli - need tekivad puidus sisalduvate tselluloosi molekulide sideaine ligniini lagunemisel. Need ained annavad kebabile (või grillile) iseloomuliku suitsulõhna.

Kümned küpsetusprotsessi tehnilised detailid mõjutavad aromaatsete ainete vahekorda valmivas kebabis: temperatuur, röstimise kestus, söe valik, liha, marinaad, marineerimisaeg. Ja see on suurepärane võimalus teadusliku meetodiga relvastades ise leida oma optimaalne grillretsept ja võib-olla isegi kirjutada sellest teaduslik artikkel – koos eksperimentaalse osa eriti mahlase kirjeldusega.