Kjemi på spyd: er forskere flinke til å lage grillmat

2024 Forfatter: Malcolm Clapton | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 04:07

Hvilke kjemiske transformasjoner skjer med kebaben i alle stadier av tilberedningen.

Kebabforberedelse, fra kjemikerens synspunkt, er en kompleks prosess, på hvert trinn som et stort antall subtile og innbyrdes relaterte reaksjoner finner sted. Hvis du nærmer deg saken med omhu, vil oppskriften på en god kebab være sammenlignbar med individuelle metoder for organisk syntese - eller til og med overgå dem. Og, som i et fullverdig vitenskapelig eksperiment, ved tilberedning av grillmat er det mange detaljer som optimaliseringen av prosessen avhenger av - og derfor smaken og aromaen til sluttproduktet.

Så, for å lage en kebab, må du utføre to hovedtrinn: marinere kjøttet og stek det over kull. Men først, la oss finne ut hva kjøtt er - når det gjelder kjemi.

Kjøtt

Det vi kaller kjøtt og kjøper i butikken forkledd som svine- og storfekjøtt, er egentlig skjelettstripete muskulaturen til dyr. Med mindre vi selvfølgelig ikke skal vurdere innmat, som hjerte, som ikke brukes til grillmat. I tillegg til selve muskelvevet, refereres fett- og bindevev, som ligger ved siden av dem, også til kjøtt.

Muskelvev har en merkelig struktur. Vi er vant til at cellene i kroppen vår vanligvis er veldig små, usynlige for øyet. Den strukturelle enheten til en muskel er en muskelfiber – og dette er én stor celle som er flere centimeter lang og hundrevis av mikrometer i diameter. Det dannes ved sammensmelting av tusenvis av andre celler, på grunn av hvilke det kan være flere tusen kjerner i muskelfiberen.

Hovedegenskapen til muskelfibre er evnen til å trekke seg sammen. Slik beveger vi (og andre dyr) våre lemmer – og mer. Dette er gitt av spesielle proteiner - aktin og myosin. De er langstrakte molekyler som danner lange bunter inne i cellene. Under påvirkning av eksterne faktorer (nerveimpuls) begynner disse buntene å bevege seg i forhold til hverandre, og trekker mot midten. Hele fiberen er delt inn i separate lenker - sarkomerer, festet sammen.

I tillegg inneholder kjøtt store mengder av proteinene elastin og kollagen i bindevevet. De er i stor grad ansvarlige for de mekaniske egenskapene til kjøtt (seighet, etc.). Protein myoglobin er ansvarlig for fargen på kjøtt. Generelt er kjøtt i stor grad et proteinprodukt, men det er selvfølgelig nok fettlag i det.

Sylting

Kjøttet marineres for å løse flere problemer på en gang: for å gjøre det mykere, for å gi det en ekstra smak og for å utføre primær antimikrobiell behandling.

Kollagenmolekyler, som bestemmer hardheten til kjøtt, danner normalt sterke fibre, fibriller. Denne sammenstillingen foregår under påvirkning av hydrogenbindinger - tiltrekningen mellom delvis ladede (polariserte) aminosyrefragmenter. Nøyaktig de samme bindingene oppstår mellom vannmolekyler - mellom hydrogenatomet til ett molekyl og oksygenet til et annet.

Mange marinader er sure på grunn av tilstedeværelsen av syrer i dem - oftest eddiksyre (for eksempel i vin, majones eller eddik), sitron og melkesyre. Soyasaus og teriyakisaus har også et surt medium - de inneholder en stor mengde pyroglutaminsyre, samt ravsyre, sitronsyre, maursyre og eddiksyre.

Dette betyr at det er mange hydrogenkationer i marinader som er i stand til å binde seg til proteinmolekyler og protonere dem. Dette endrer fordelingen av ladninger i molekyler og forstyrrer den fine strukturen til hydrogenbindinger, noe som fører til en endring i geometrien til proteinmolekyler. Som et resultat denatureres proteiner: kollagen- og aktinfibre svulmer, mykner, kollagen oppløses gradvis.

Den samme effekten kan oppnås uten bruk av syrer. For eksempel inneholder noen tropiske frukter, som papaya og ananas, enzymer som bryter ned elastin og kollagen til enkle aminosyrer, og bakterie- og soppproteaser kan på samme måte bryte ned muskelfiberproteiner. Det er fysiske metoder for å myke kjøtt - å holde ved trykk i størrelsesorden flere tusen atmosfærer, noe som også fører til denaturering av proteiner.

Hastigheten kjøttet marineres med avhenger også av sammensetningen av marinaden. For eksempel har tilstedeværelsen av alkohol i marinaden vist seg å fremskynde marineringsprosessen. Dette skyldes det faktum at lipidmembranen til cellene løses bedre opp i alkohol enn i vann. Ulike hjelpestoffer, som tanniner i vin og øl, spiller også en rolle for å mørne kjøtt.

Det er verdt å merke seg at sylting ikke alltid fører til mykgjøring av kjøtt. I noen situasjoner mister overdreven marinering (i nærvær av for mye syre eller alkohol) vann og blir for hardt. Samme effekt kan oppnås ved å oversteke kjøttet – da vil det meste av vannet rett og slett «fly bort» fra det.

Den nest viktigste effekten er antimikrobiell. Men ikke bare syrer er ansvarlige for det, men også andre komponenter i marinaden, for eksempel løk. Ganske mange studier har blitt viet til forskjellige metoder for å ødelegge skadelige organismer i kjøtt; i en av de mest nysgjerrige forfatterne foreslo de å legge til behandling i et ultralydbad til standardordningen for marinering av kjøtt i øl.

Det skal bemerkes at den andre fasen av shashlik-matlaging starter syntesen av noen kreftfremkallende stoffer - skadelige stoffer som potensielt kan forårsake kreft. Dette gjelder spesielt produkter av forkulling av fett som drypper på kullene. Disse inkluderer benzo [a] pyren og andre polyaromatiske hydrokarboner.

En annen klasse kreftfremkallende stoffer som oppstår ved forkulling av kjøtt er heterosykliske aminer. Disse stoffene er i stand til å danne komplekser med DNA og påvirke den vitale aktiviteten til cellene. En studie fant til og med dietary Benzo [a] Pyrene-inntak og risiko for kolorektalt adenom for å korrelere hyppig inntak av røkt eller grillet kjøtt med visse kreftformer. Følgelig anbefales det å redusere bruken av slike stoffer så mye som mulig. Men sylting kan hjelpe her også.

Det er flere studier av portugisiske og spanske kjemikere som indikerer at visse typer marinader reduserer sannsynligheten for at disse kreftfremkallende stoffene dannes. For eksempel hemmer marinering i mørkt øl delvis effekten av ølmarinater på dannelse av polysykliske aromatiske hydrokarboner i kullgrillet svinekjøtt, dannelsen av polyaromatiske hydrokarboner, og for å redusere andelen heterosykliske aminer som dannes, marinader basert på vin, øl eller selv de som inneholder te bør velges. Generelt er effekten av marinader på dannelsen av polyaromatiske hydrokarboner generelt fortsatt ikke godt forstått. Andre mulige hemmere inkluderer løk, hvitløk, krydder og sitronsyre pickles.

Steking

Marinering, på grunn av denatureringen av de fleste proteinene, fremskynder kokeprosessen betydelig. Dette unngår langvarig eksponering for varme og fordamping av for mye vann. Sammen med akselerasjonen av proteindenaturering setter kullsteking i gang mange andre kjemiske prosesser i kjøtt.

Den første av disse er den velkjente Maillard-reaksjonen. Det er hun som er ansvarlig for dannelsen av sterkt luktende organiske stoffer, som gir en spesiell lukt til stekt kjøtt. Aminosyrer som finnes i kjøtt og sukker går inn i denne reaksjonen. Som et resultat dannes komplekse heterosykliske forbindelser, derivater av furan, tiofen, alkylpyridiner og pyraziner.

Den spesifikke smaksprofilen for hver type kjøtt er forskjellig, den bestemmes av forholdet mellom konsentrasjonene av tusenvis av aromatiske stoffer som dannes under steking. Når det gjelder stekt kylling og svinekjøtt, spiller kondensasjonsproduktene av cystein med sukker, som 2-metyl-3-furantiol og dens dimer, samt 2-furylmetantiol, en viktig rolle i aromaen.

Selvfølgelig reagerer også andre aminosyrer med sukker. Metionin, for eksempel, interagerer med sukker og brytes ned til metional, et stoff som lukter stekte poteter.

Det er tydelig at proteiner og sukker ikke bare finnes i kjøtt. Derfor spiller Maillard-reaksjonen også en rolle i aromaen til andre retter. For eksempel lukter bakevarer (og noen typer ris) som 2-acetylpyrrolin, et reaksjonsprodukt mellom prolin og sukker. I små mengder forekommer dette stoffet også i stekt kjøtt.

Den andre kjemiske prosessen er fettforkulling. Fett er estere av glyserol og organiske fettsyrer som stearinsyre, palmitinsyre og så videre. Når de varmebehandles, omdannes de kjemisk til aldehyder som hexadecanal, hexanal, og så videre. Interessant nok inneholder roastbiff mer aldehyder enn kylling og svinekjøtt, noe som gjør at de smaker annerledes. Og den karakteristiske lammelukten skyldes 4-metyloktansyre og 4-metylnonansyre.

Den tredje prosessen er reaksjonen mellom produktene fra karboniseringen av fett og produktene fra Maillard-reaksjonen. Dette er alle slags alkantioler, alkylpyridiner, alkylderivater av tiofener, pyrroler, tiopyraner, tiazoler og så videre. Alkyldelen i dem stammer fra fettkomponenten, og den heterosykliske delen fra Mayar-komponenten.

I tillegg oppstår andre reaksjoner som involverer aminosyrer ved steking av kjøtt. Således danner cystein og glutation tritiolaner og ditiaziner under varmebehandling, som også gir et betydelig bidrag til lukt.

Smaken og aromaen til kebab er gitt ikke bare av nedbrytningsproduktene av aminosyrer, sukker og fett, men også av produktene fra kullforbrenning. Blant dem er det verdt å fremheve syringol (navnet kommer forresten fra det latinske navnet på syrin, Syringa vulgaris) og guaiakol - de dannes under nedbrytningen av lignin, et bindemiddel for cellulosemolekyler i tre. Disse stoffene gir kebaben (eller grillen) dens karakteristiske røyklukt.

Dusinvis av tekniske detaljer om tilberedningsprosessen påvirker forholdet mellom aromatiske stoffer i den ferdige kebaben: temperatur, steketid, valg av kull, kjøtt, marinade, marineringstid. Og dette er en flott mulighet til å, bevæpnet med en vitenskapelig metode, finne din egen optimale oppskrift på grillmat selv og kanskje til og med skrive en vitenskapelig artikkel om det - med en spesielt saftig beskrivelse av den eksperimentelle delen.