Chimie pe frigărui: oamenii de știință sunt buni la gătit grătar

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 04:09

Ce transformări chimice apar cu kebab în toate etapele preparării sale.

Prepararea kebabului, din punctul de vedere al chimistului, este un proces complex, în fiecare etapă al căruia au loc un număr mare de reacții subtile și interdependente. Dacă abordați problema cu înțelepciune, rețeta unui kebab bun va fi comparabilă cu metodele individuale de sinteză organică - sau chiar le va depăși. Și, ca într-un experiment științific cu drepturi depline, în prepararea grătarului există multe detalii de care depinde optimizarea procesului - și, prin urmare, gustul și aroma produsului final.

Deci, pentru a găti un kebab, trebuie să efectuați doi pași principali: marinați carnea și prăjiți-o peste cărbune. Dar mai întâi, să ne dăm seama ce este carnea - din punct de vedere chimic.

Carne

Ceea ce numim carne și cumpărăm din magazin deghizat în carne de porc și vită este de fapt musculatura scheletică striată a animalelor. Cu excepția cazului în care, desigur, nu vom lua în considerare organele, cum ar fi inima, care nu sunt folosite pentru grătar. În plus față de țesutul muscular în sine, țesutul adipos și conjunctiv, care este adiacent acestora, se referă și la carne.

Țesutul muscular are o structură curioasă. Suntem obișnuiți cu faptul că celulele corpului nostru sunt de obicei foarte mici, invizibile pentru ochi. Unitatea structurală a unui mușchi este o fibră musculară - și aceasta este o celulă mare de câțiva centimetri lungime și sute de micrometri în diametru. Se formează prin fuziunea a mii de alte celule, datorită cărora pot exista câteva mii de nuclei în fibra musculară.

Proprietatea principală a fibrelor musculare este capacitatea de a se contracta. Acesta este modul în care noi (și alte animale) ne mișcăm membrele - și nu numai. Aceasta este asigurată de proteine speciale - actina și miozina. Sunt molecule alungite care formează mănunchiuri lungi în interiorul celulelor. Sub influența factorilor externi (impulsul nervos), aceste fascicule încep să se miște unul față de celălalt, trăgând spre centru. Întreaga fibră este împărțită în legături separate - sarcomere, legate între ele.

În plus, carnea conține cantități mari de proteine elastină și colagen în țesutul conjunctiv. Aceștia sunt în mare măsură responsabili pentru caracteristicile mecanice ale cărnii (duritate etc.). Mioglobina proteică este responsabilă de culoarea cărnii. În general, carnea este în mare parte un produs proteic, dar, desigur, există suficiente straturi de grăsime în ea.

Murarea

Carnea este marinată pentru a rezolva mai multe probleme deodată: pentru a o face mai moale, pentru a-i conferi o aromă suplimentară și pentru a efectua un tratament antimicrobian primar.

Moleculele de colagen, care determină duritatea cărnii, formează în mod normal fibre puternice, fibrile. Această asamblare are loc sub influența legăturilor de hidrogen - atracția dintre fragmentele de aminoacizi parțial încărcate (polarizate). Exact aceleași legături apar între moleculele de apă - între atomul de hidrogen al unei molecule și oxigenul alteia.

Multe marinate sunt acide din cauza prezenței acizilor în ele - cel mai adesea acetice (de exemplu, în vin, maioneză sau oțet), lămâie și acid lactic. Sosul de soia și sosul teriyaki au, de asemenea, un mediu acid - conțin o cantitate mare de acid piroglutamic, precum și acid succinic, citric, formic și acetic.

Aceasta înseamnă că există mulți cationi de hidrogen în marinade care sunt capabili să se lege de moleculele de proteine și să le protoneze. Acest lucru modifică distribuția sarcinilor în molecule și perturbă structura fină a legăturilor de hidrogen, ceea ce duce la o schimbare a geometriei moleculelor de proteine. Ca urmare, proteinele sunt denaturate: fibrele de colagen și actină se umflă, se înmoaie, colagenul se dizolvă treptat.

Același efect poate fi obținut fără utilizarea acizilor. De exemplu, unele fructe tropicale, cum ar fi papaya și ananasul, conțin enzime care descompun elastina și colagenul în aminoacizi unici, iar proteazele bacteriene și fungice pot descompune în mod similar proteinele din fibrele musculare. Există metode fizice de înmuiere a cărnii - menținerea la presiuni de ordinul a câteva mii de atmosfere, ceea ce duce și la denaturarea proteinelor.

Viteza cu care se marina carnea depinde si de compozitia marinatei. De exemplu, s-a demonstrat că prezența alcoolului în marinată accelerează procesul de marinare. Acest lucru se datorează faptului că membrana lipidică a celulelor se dizolvă mai bine în alcool decât în apă. Diverse substanțe auxiliare, cum ar fi taninurile din vin și bere, joacă, de asemenea, un rol în fragezirea cărnii.

Este de remarcat faptul că murarea nu duce întotdeauna la înmuierea cărnii. În unele situații, marinarea excesivă (în prezența prea mult acid sau alcool) pierde apă și devine prea tare. Același efect poate fi obținut prin supragătirea cărnii - atunci cea mai mare parte a apei va „zbura” pur și simplu de ea.

Al doilea efect ca important este antimicrobian. Dar nu numai acizii sunt responsabili pentru aceasta, ci și alte componente ale marinadei, cum ar fi ceapa. Destul de multe studii au fost dedicate diferitelor metode de distrugere a organismelor dăunătoare din carne; într-unul dintre cei mai curioși autori, ei au propus adăugarea procesării într-o baie cu ultrasunete la schema standard de marinare a cărnii în bere.

Trebuie remarcat faptul că a doua etapă a gătirii șașlikului începe sinteza unor agenți cancerigeni - substanțe nocive care pot provoca cancer. Acest lucru se aplică în special produselor de carbonizare a grăsimilor care picură pe cărbuni. Acestea includ benzo[a]pirenul și alte hidrocarburi poliaromatice.

O altă clasă de agenți cancerigeni care decurg din carbonizarea cărnii sunt aminele heterociclice. Aceste substanțe sunt capabile să formeze complexe cu ADN-ul și să afecteze activitatea vitală a celulelor. Un studiu a constatat chiar că aportul alimentar de benzo [a] Pyrene și riscul de adenom colorectal corelează consumul frecvent de carne afumată sau la grătar cu anumite tipuri de cancer. În consecință, se recomandă reducerea cât mai mult posibil a utilizării acestor substanțe. Dar muratul poate ajuta și aici.

Există mai multe studii ale chimiștilor portughezi și spanioli care indică faptul că anumite tipuri de marinate reduc probabilitatea formării acestor agenți cancerigeni. De exemplu, marinarea în bere neagră inhibă parțial efectul marinatelor de bere asupra formării hidrocarburilor aromatice policiclice în carnea de porc la grătar, formarea de hidrocarburi poliaromatice și reducerea proporției de amine heterociclice formate, marinate pe bază de vin, bere sau chiar și cele care conțin ceai ar trebui alese. În general, efectul marinatelor asupra formării hidrocarburilor poliaromatice în general nu este încă bine înțeles. Alți inhibitori posibili includ ceapa, usturoiul, condimentele și murăturile cu acid citric.

Prăjire

Marinarea, din cauza denaturarii majoritatii proteinelor, accelereaza semnificativ procesul de gatire. Acest lucru evită expunerea prelungită la căldură și evaporarea prea multă apă. Odată cu accelerarea denaturarii proteinelor, prăjirea cărbunelui inițiază multe alte procese chimice în carne.

Prima dintre acestea este binecunoscuta reacție Maillard. Ea este cea care este responsabilă pentru formarea de substanțe organice cu miros puternic, care dau un miros deosebit cărnii prăjite. Aminoacizii găsiți în carne și zaharuri intră în această reacție. Ca rezultat, se formează compuși heterociclici complecși, derivați de furan, tiofen, alchilpiridine și pirazine.

Profilul de aromă specific fiecărui tip de carne este diferit, acesta fiind determinat de raportul dintre concentrațiile a mii de substanțe aromatice formate în timpul prăjirii. În cazul puiului prăjit și al cărnii de porc, produsele de condensare a cisteinei cu zaharuri, cum ar fi 2-metil-3-furanetiol și dimerul acestuia, precum și 2-furilmetantiol, joacă un rol important în aromă.

Desigur, și alți aminoacizi reacționează cu zaharurile. Metionina, de exemplu, interacționează cu zaharurile și se degradează în methional, o substanță care miroase a cartofi prăjiți.

Este clar că proteinele și zaharurile nu se găsesc doar în carne. Prin urmare, reacția Maillard joacă un rol și în aroma altor feluri de mâncare. De exemplu, produsele de copt (și unele tipuri de orez) miros a 2-acetilpirolină, un produs de reacție între prolină și zaharuri. În cantități mici, această substanță apare și în carnea prăjită.

Al doilea proces chimic este carbonizarea grăsimilor. Grăsimile sunt esteri ai glicerolului și acizilor grași organici, cum ar fi stearic, palmitic și așa mai departe. Când sunt tratate termic, ele sunt transformate chimic în aldehide, cum ar fi hexadecanal, hexanal și așa mai departe. Interesant este că friptura de vită conține mai multe aldehide decât puiul și carnea de porc, ceea ce le face să aibă un gust diferit. Iar mirosul caracteristic de miel se datorează acizilor 4-metiloctanoic și 4-metilnonanoic.

Al treilea proces este reacția dintre produsele de carbonizare a grăsimilor și produsele reacției Maillard. Acestea sunt tot felul de alcanetioli, alchilpiridine, derivați alchil de tiofeni, piroli, tiopirani, tiazoli și așa mai departe. Partea alchil din ele provine din componenta grasă, iar partea heterociclică din componenta Mayar.

În plus, la prăjirea cărnii apar și alte reacții care implică aminoacizi. Astfel, cisteina și glutationul formează tritiolani și ditiazinele în timpul tratamentului termic, care au, de asemenea, o contribuție semnificativă la miros.

Gustul și aroma kebab-urilor sunt date nu numai de produșii de descompunere ai aminoacizilor, zaharurilor și grăsimilor, ci și de produsele arderii cărbunelui. Printre acestea, merită evidențiate siringolul (numele său, apropo, provine de la numele latin pentru liliac, Syringa vulgaris) și guaiacol - se formează în timpul descompunerii ligninei, un liant pentru moleculele de celuloză din lemn. Aceste substanțe dau kebabului (sau grătarului) mirosul caracteristic de fum.

Zeci de detalii tehnice ale procesului de gătire afectează raportul de substanțe aromatice din kebabul finit: temperatura, durata prăjirii, alegerea cărbunelui, carnea, marinada, timpul de marinare. Și aceasta este o oportunitate grozavă de a, înarmat cu o metodă științifică, să găsești singur rețeta optimă pentru grătar și, poate, chiar să scrii un articol științific despre aceasta - cu o descriere deosebit de suculentă a părții experimentale.