Направи дарение на училище!

Готвенето спокойно може да бъде сравнено с лабораторна работа в домашни условия и с вкусен резултат, готов за непосредствена консумация. С други думи – готвенето е приложна наука. Но нека разгледаме какво всъщност се случва с основните вещества, изграждащи хранителните продукти, които участват като реактиви в ежедневните ни експерименти.

Готвенето включва огромно разнообразие от техники и това прави труден еднозначния отговор на въпроса, който разглеждаме. Затова ще опростим процеса до „подлагане на храната на термична обработка” и ще разгледаме готвенето като химически процес.

Трите главни хранителни вещества, доставящи енергия на човека, са въглехидратите, мазнините и белтъците. В основата си, готвенето е прилагане на външна химическа или физическа сила, с цел преобразуване или модифициране на тези три вещества в даден хранителен продукт.

Разбери повече за БГ Наука:

***

Въглехидрати:

Често въглехидратите се наричат захари, поради сладкия вкус на някои от тях, но важни полизахариди, като скорбялата, не притежават такъв вкус. Най-важният въглехидрат за нашия организъм е глюкозата, която представлява основен енергиен източник за клетките ни и е градивна единица на полизахариди, като нишестето. Когато нагрявате обикновената трапезна захар (захароза), тя придобива кафяв цвят, втечнява се и започва да бълбука. Последното е резултат от освобождаването на водна пара, тъй като захарозата (както и всички въглехидрати) съдържа голямо количество вода в свързана форма. Прилагането на топлина освобождава тази вода и кара простите захари да формират сложни вериги, което води до карамелизиране.

Карамелизирането е изключително сложен процес. То е вид пиролиза, при която се образуват различни вещества. Цветът се дължи на три вещества: карамелани (C₂₄H₃₆O₁₈), карамлени (C₃₆H₅₀O₂₅) и карамелини (C₁₂₅H₁₈₈O₈₀), докато ароматът идва от летливи вещества като диацетила. Карамелизирането е една от главните причини за покафеняването на зеленчуците, когато се готвят на висока температура. И това им придава напълно различен вкус, както ще забележите, ако хапнете карамелизиран лук или гъби. Процесът допринася и за цвета на препечените филийки, но той не се дължи изцяло на този процес, както ще видим по-късно.

Мазнини:

Първото нещо, което ще забележите, ако погледнете схема на мастна молекула е, че тези молекули са огромни. Мастните киселини представляват дълговерижни въглеводороди, което ги прави доста особени като структура.

Да кажем, че искате да изпържите бекон. Поставяте няколко ленти от него в тигана, включвате котлона и след няколко минути вече разполагате със значителен слой течна мазнина, в която са потопени втвърдените парчета бекон. Животинските мазнини са богати на наситени мазнини, които имат по-линейна структура, в сравнение с ненаситените мазнини, при които двойните връзки обуславят по-начупена структура. При стайна температура молекулите на наситените мазнини се подреждат добре една до друга и това определя твърдото състояние на структурата. Когато приложим достатъчно топлина, това дава на молекулите енергия да преодолеят привличането си една към друга, което води до втечняване. В течна форма, мазнината по-лесно се абсорбира от другите продукти, с които пържите бекона, което им придава по-добър вкус.

Белтъци:

Белтъците са дълги вериги от аминокиселини (това обуславя първичната им структура), които участват във вътремолекулни връзки (вторнична структура), веригата се нагъва (третична структура) и образува огромна макромолекула с невероятно сложна триизмерна структура. Нагъването на белтъците е толкова сложно, че и до днес се опитваме да пресъздадем в лабораторни условия това, което се случва в клетката, но без да използваме необходимата за това клетъчна машинария.

В процеса на готвене на белтъците, ние прилагаме достатъчно количество енергия, за да ги денатурираме, т.е. да разрушим третичната им структура и да ги разгънем до първична или вторична структура. Вземете, например, пърженото яйце. Белтъкът му е изграден главно от протеини и вода и в суров вид е мукозен и слузест. Когато денатурирате тези белтъци, аминокиселините се оказват в обкръжение, в което могат да взаимодействат помежду си по начин, по който до този момент не са имали възможност да го направят, поради връзките, с които са били свързани в третичната и вторичната структура. Така молекулите се оплитат и белтъкът на яйцето става непрозрачен и твърд.

А сега да се върнем отново към покафеняването. В него участие взима и реакцията на Майар (Maillard), при която белтъците влизат във взаимодействие с въглехидратите. Главно на тази реакция се дължи покафеняването на месото и хляба (както споменахме по-горе).  Реакциите, които протичат между белтъците и въглехидратите са дори по-сложни от тези, които протичат между съставните части на отделните макромолекули. И, разбира се, оттук идват и различията в аромата и вкуса – от формирането на нови молекули с нови качества, под действието на хаотичното топлинно преобразуване на въглехидратите, белтъците и мазнините.

Но белтъците не са отговорни само за това. Ензимите (белтъците, благодарение на които протичат всички химични реакции в живите организми) могат значително да повлияят на даден хранителен продукт. Те, например, карат ябълките да потъмняват, поради протичане на окислителна реакция. На тях се дължи развалянето на храната, въпреки че произходът им може да бъде бактериален или гъбичен. Чрез денатуриране както на свойствените за продукта ензими, така и на тези, които са попаднали в него от външни източници, можем да съхраняваме храната годна за ядене по-дълго.

Още малко за реакцията на Майар

Тя е открита от френския химик Луи-Камил Майар през 1912, при опитите му да възпроизведе биологичния синтез на белтъците. Представлява химична реакция между аминикиселините и редуциращите захари. Протича бързо при температури от 140 до 165 °C, като при по-високи температури по-изразени са карамелизирането и пиролизата.

Реактивната карбонилна група на захарта реагира с нуклеофилната аминогрупа на аминокиселината, формирайки смес от слабо характеризирани молекули, отговорни за многообразие от аромати и вкусове. Този процес се ускорява в основна среда и се използва за потъмняването на претцелите, например. Видът на аминокиселината определя вкуса, който ще се получи в резултат от реакцията. При по-високи температури може да се формира потенциалният канцероген акриламид.

В процеса се формират стотици различни ароматни вещества, които от своя страна се разпадат до още повече и т.н. Всеки тип храна има много отличителна съвкупност от ароматни вещества, които се формират по време на протичане на реакцията на Майар. Точно тези вещества са използвали учените, които се занимават с вкусове и аромати, при създаването на изкуствени ароматизатори.

Превод: Росица Ташкова

Източници: Quora, Wikipedia

Вземете (Доживотен) абонамент и Подарете един на училище по избор!