Chemie op 'n sosatiestokkie: is wetenskaplikes goed om braaivleis te kook

2024 Outeur: Malcolm Clapton | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 03:44

Watter chemiese transformasies vind plaas met die kebab in alle stadiums van die voorbereiding daarvan.

Kebabbereiding, vanuit die oogpunt van die apteker, is 'n komplekse proses, in elke stadium waarvan 'n groot aantal subtiele en onderling verwante reaksies plaasvind. As jy die saak verstandig benader, sal die resep vir 'n goeie kebab vergelykbaar wees met individuele metodes van organiese sintese - of selfs oortref. En, soos in 'n volwaardige wetenskaplike eksperiment, in die voorbereiding van braai is daar baie besonderhede waarvan die optimalisering van die proses afhang - en dus die smaak en aroma van die finale produk.

Dus, om 'n kebab te kook, moet jy twee hoofstappe uitvoer: marineer die vleis en braai dit oor houtskool. Maar laat ons eers uitvind wat vleis is – in terme van chemie.

Vleis

Wat ons vleis noem en in die winkel vermom as vark- en beesvleis koop, is eintlik die skelet-gestreepte bespiering van diere. Tensy ons natuurlik nie afval, soos hartjies, wat nie vir braai gebruik word nie, oorweeg nie. Benewens die spierweefsel self, word vet- en bindweefsel, wat aan hulle is, ook na vleis verwys.

Spierweefsel het 'n eienaardige struktuur. Ons is gewoond daaraan dat die selle van ons liggaam gewoonlik baie klein is, onsigbaar vir die oog. Die strukturele eenheid van 'n spier is 'n spiervesel - en dit is een groot sel van etlike sentimeter lank en honderde mikrometers in deursnee. Dit word gevorm deur die samesmelting van duisende ander selle, waardeur daar etlike duisende kerne in die spiervesel kan wees.

Die hoofeienskap van spiervesels is die vermoë om saam te trek. Dit is hoe ons (en ander diere) ons ledemate beweeg – en meer. Dit word verskaf deur spesiale proteïene - aktien en miosien. Hulle is langwerpige molekules wat lang bondels binne-in selle vorm. Onder die invloed van eksterne faktore (senuwee-impuls) begin hierdie bondels relatief tot mekaar beweeg en na die middel toe trek. Die hele vesel is verdeel in afsonderlike skakels - sarkomere, aanmekaar vasgemaak.

Boonop bevat vleis groot hoeveelhede van die proteïene elastien en kollageen in die bindweefsel. Hulle is grootliks verantwoordelik vir die meganiese eienskappe van vleis (taaiheid, ens.). Proteïen mioglobien is verantwoordelik vir die kleur van vleis. Oor die algemeen is vleis grootliks 'n proteïenproduk, maar daar is natuurlik genoeg vetlae in.

Pekel

Die vleis word gemarineer om verskeie probleme gelyktydig op te los: om dit sagter te maak, om dit 'n bykomende geur te gee en om primêre antimikrobiese behandeling uit te voer.

Kollageenmolekules, wat die hardheid van vleis bepaal, vorm gewoonlik sterk vesels, fibrille. Hierdie samestelling vind plaas onder die invloed van waterstofbindings - die aantrekking tussen gedeeltelik gelaaide (gepolariseerde) aminosuurfragmente. Presies dieselfde bindings ontstaan tussen watermolekules – tussen die waterstofatoom van een molekule en die suurstof van’n ander.

Baie marinades is suur as gevolg van die teenwoordigheid van sure daarin - meestal asyn (byvoorbeeld in wyn, mayonnaise of asyn), suurlemoen en melksuur. Sojasous en teriyaki-sous het ook 'n suur medium - dit bevat 'n groot hoeveelheid piroglutamiensuur, sowel as barnsteen-, sitroensuur-, miere- en asynsuur.

Dit beteken dat daar baie waterstofkatione in marinades is wat aan proteïenmolekules kan bind en dit protoneer. Dit verander die verspreiding van ladings in molekules en ontwrig die fyn struktuur van waterstofbindings, wat lei tot 'n verandering in die geometrie van proteïenmolekules. As gevolg hiervan word proteïene gedenatureer: kollageen- en aktienvesels swel, versag, kollageen los geleidelik op.

Dieselfde effek kan bereik word sonder die gebruik van sure. Sommige tropiese vrugte, soos papaja en pynappel, bevat byvoorbeeld ensieme wat elastien en kollageen in enkele aminosure afbreek, en bakteriële en swamproteases kan op soortgelyke wyse spierveselproteïene afbreek. Daar is fisiese metodes om vleis sag te maak - hou by druk van die orde van 'n paar duisend atmosfeer, wat ook lei tot denaturering van proteïene.

Die spoed waarteen vleis gemarineer word, hang ook af van die samestelling van die marinade. Daar is byvoorbeeld getoon dat die teenwoordigheid van alkohol in die marinade die marineerproses versnel. Dit is te wyte aan die feit dat die lipiedmembraan van selle beter in alkohol as in water oplos. Verskeie hulpstowwe, soos tanniene in wyn en bier, speel ook 'n rol om vleis sag te maak.

Dit is opmerklik dat piekeling nie altyd tot versagting van vleis lei nie. In sommige situasies verloor oormatige marinering (in die teenwoordigheid van te veel suur of alkohol) water en word dit te hard. Dieselfde effek kan verkry word deur die vleis oorgaar te maak – dan sal die meeste van die water eenvoudig daarvan “wegvlieg”.

Die tweede belangrikste effek is antimikrobies. Maar nie net sure is daarvoor verantwoordelik nie, maar ook ander komponente van die marinade, soos uie. Heelwat studies is gewy aan verskeie metodes om skadelike organismes in vleis te vernietig; in een van die mees nuuskierige skrywers het hulle voorgestel dat verwerking in 'n ultrasoniese bad bygevoeg word tot die standaardskema om vleis in bier te marineer.

Daar moet kennis geneem word dat die tweede fase van shashlik-kook die sintese van sommige karsinogene begin - skadelike stowwe wat moontlik kanker kan veroorsaak. Dit geld veral produkte van die verkoling van vet wat op die kole drup. Dit sluit in benzo [a] pireen en ander polyaromatiese koolwaterstowwe.

Nog 'n klas karsinogene wat uit die verkoling van vleis ontstaan, is heterosikliese amiene. Hierdie stowwe is in staat om komplekse met DNA te vorm en beïnvloed die lewensbelangrike aktiwiteit van selle. Een studie het selfs bevind dat dieetbenzo [a] pirene-inname en risiko van kolorektale adenoom gereelde verbruik van gerookte of geroosterde vleis met sekere kankers verband hou. Gevolglik word dit aanbeveel om die gebruik van sulke stowwe so veel as moontlik te verminder. Maar piekel kan ook hier help.

Daar is verskeie studies deur Portugese en Spaanse chemici wat aandui dat sekere soorte marinades die waarskynlikheid verminder dat hierdie karsinogene vorm. Marineer in donker bier inhibeer byvoorbeeld gedeeltelik die effek van biermarinades op die vorming van polisikliese aromatiese koolwaterstowwe in houtskoolgeroosterde varkvleis, die vorming van poli-aromatiese koolwaterstowwe, en om die verhouding van heterosikliese amiene wat gevorm word te verminder, marinades gebaseer op wyn, bier, of selfs dié wat tee bevat, moet gekies word. Oor die algemeen word die effek van marinades op die vorming van polyaromatiese koolwaterstowwe in die algemeen steeds nie goed verstaan nie. Ander moontlike inhibeerders sluit in uie, knoffel, speserye en sitroensuurpiekels.

Braai

Marinering, as gevolg van die denaturering van die meeste van die proteïene, versnel die gaarmaakproses aansienlik. Dit vermy langdurige blootstelling aan hitte en die verdamping van te veel water. Saam met die versnelling van proteïendenaturering, begin houtskoolbraai baie ander chemiese prosesse in vleis.

Die eerste hiervan is die bekende Maillard-reaksie. Dit is sy wat verantwoordelik is vir die vorming van sterk ruikende organiese stowwe, wat 'n spesiale reuk aan gebraaide vleis gee. Aminosure wat in vleis en suikers voorkom, betree hierdie reaksie. As gevolg hiervan word komplekse heterosikliese verbindings gevorm, afgeleides van furaan, tiofeen, alkielpiridiene en pirasiene.

Die spesifieke geurprofiel vir elke tipe vleis is anders, dit word bepaal deur die verhouding van die konsentrasies van duisende aromatiese stowwe wat tydens braai gevorm word. In die geval van gebraaide hoender en vark, speel die kondensasieprodukte van sisteïen met suikers, soos 2-metiel-3-furanethiol en sy dimeer, sowel as 2-furielmetaantiol, 'n belangrike rol in die aroma.

Natuurlik reageer ander aminosure ook met suikers. Metionien, byvoorbeeld, tree in wisselwerking met suikers en word afgebreek na metionaal, 'n stof wat soos gebraaide aartappels ruik.

Dit is duidelik dat proteïene en suikers nie net in vleis voorkom nie. Daarom speel die Maillard-reaksie ook 'n rol in die aroma van ander geregte. Byvoorbeeld, gebak (en sommige soorte rys) ruik soos 2-asetielpirrolien, 'n reaksieproduk tussen prolien en suikers. In klein hoeveelhede kom hierdie stof ook in gebraaide vleis voor.

Die tweede chemiese proses is vetverkoling. Vette is esters van gliserol en organiese vetsure soos stearienzuur, palmitiet, ensovoorts. Wanneer hitte behandel word, word hulle chemies omgeskakel na aldehiede soos heksadekanaal, heksanaal, ensovoorts. Interessant genoeg bevat braaivleis meer aldehiede as hoender en vark, wat hulle anders laat proe. En die kenmerkende lamsreuk is te danke aan 4-metieloktaan- en 4-metielnonaansure.

Die derde proses is die reaksie tussen die produkte van die karbonisering van vette en die produkte van die Maillard-reaksie. Dit is allerhande alkaantiole, alkielpiridiene, alkielderivate van tiofene, pirrole, tiopirane, tiasole, ensovoorts. Die alkieldeel in hulle ontstaan uit die vetterige komponent, en die heterosikliese deel van die Mayar-komponent.

Daarbenewens vind ander reaksies wat aminosure insluit plaas wanneer vleis gebraai word. Dus vorm sisteïen en glutathion trithiolane en dithiazines tydens hittebehandeling, wat ook 'n beduidende bydrae tot reuk lewer.

Die smaak en aroma van kebabs word nie net gegee deur die ontbindingsprodukte van aminosure, suikers en vette nie, maar ook deur die produkte van steenkoolverbranding. Onder hulle is dit die moeite werd om syringol uit te lig (sy naam, terloops, kom van die Latynse naam vir lila, Syringa vulgaris) en guaiakol - hulle word gevorm tydens die afbreek van lignien, 'n bindmiddel vir sellulosemolekules in hout. Hierdie stowwe gee die kebab (of braai) sy kenmerkende rookreuk.

Tientalle tegniese besonderhede van die kookproses beïnvloed die verhouding van aromatiese stowwe in die voltooide kebab: temperatuur, duur van rooster, keuse van steenkool, vleis, marinade, marineertyd. En dit is 'n wonderlike geleentheid om, gewapen met 'n wetenskaplike metode, self jou eie optimale resep vir braai te vind en, miskien, selfs 'n wetenskaplike artikel daaroor te skryf - met 'n besonder sappige beskrywing van die eksperimentele deel.