Bir şiş üzerinde kimya: bilim adamları barbekü pişirmede iyi mi?

2024 Yazar: Malcolm Clapton | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 04:13

Hazırlanmasının tüm aşamalarında kebapta hangi kimyasal dönüşümler meydana gelir?

Kimyager açısından kebap hazırlama, her aşamasında çok sayıda ince ve birbiriyle ilişkili reaksiyonların gerçekleştiği karmaşık bir süreçtir. Konuya akıllıca yaklaşırsanız, iyi bir kebap tarifi, bireysel organik sentez yöntemleriyle karşılaştırılabilir - hatta onları aşacaktır. Ve tam teşekküllü bir bilimsel deneyde olduğu gibi, barbekünün hazırlanmasında, sürecin optimizasyonunun bağlı olduğu birçok ayrıntı vardır - ve dolayısıyla nihai ürünün tadı ve aroması.

Bu nedenle, bir kebap pişirmek için iki ana adımı gerçekleştirmeniz gerekir: eti marine edin ve kömürde kızartın. Ama önce etin ne olduğunu anlayalım - kimya açısından.

Et

Et dediğimiz ve mağazada domuz eti ve sığır eti kılığında satın aldığımız şey, aslında hayvanların iskelet çizgili kaslarıdır. Tabii ki, mangal için kullanılmayan kalp gibi sakatatları dikkate almayacağız. Kas dokusunun yanı sıra, onlara bitişik olan yağ ve bağ dokusu da et olarak adlandırılır.

Kas dokusu meraklı bir yapıya sahiptir. Vücudumuzdaki hücrelerin genellikle çok küçük olduğu, gözle görülemeyeceği gerçeğine alışkınız. Bir kasın yapısal birimi bir kas lifidir - ve bu, birkaç santimetre uzunluğunda ve yüzlerce mikrometre çapında büyük bir hücredir. Kas lifinde birkaç bin çekirdeğin bulunabileceği binlerce başka hücrenin füzyonuyla oluşur.

Kas liflerinin ana özelliği kasılma yeteneğidir. Biz (ve diğer hayvanlar) uzuvlarımızı bu şekilde hareket ettiririz - ve daha fazlası. Bu, özel proteinler - aktin ve miyozin tarafından sağlanır. Hücrelerin içinde uzun demetler oluşturan uzun moleküllerdir. Dış etkenlerin (sinir impulsu) etkisi altında bu demetler merkeze doğru çekerek birbirine göre hareket etmeye başlar. Tüm lif ayrı bağlantılara bölünmüştür - birbirine tutturulmuş sarkomerler.

Ayrıca et, bağ dokusunda büyük miktarda elastin ve kollajen proteinleri içerir. Etin mekanik özelliklerinden (tokluk vb.) büyük ölçüde sorumludurlar. Etin renginden protein miyoglobin sorumludur. Genel olarak et, büyük ölçüde bir protein ürünüdür, ancak elbette içinde yeterince yağ tabakası vardır.

dekapaj

Et, aynı anda birkaç sorunu çözmek için marine edilir: daha yumuşak hale getirmek, ek bir lezzet vermek ve birincil antimikrobiyal tedaviyi gerçekleştirmek.

Etin sertliğini belirleyen kolajen molekülleri normalde güçlü lifler, fibriller oluşturur. Bu montaj, kısmen yüklü (polarize) amino asit fragmanları arasındaki çekim olan hidrojen bağlarının etkisi altında gerçekleşir. Su molekülleri arasında - bir molekülün hidrojen atomu ile diğerinin oksijeni arasında - tam olarak aynı bağlar oluşur.

Birçok turşu, içlerinde asit bulunması nedeniyle asidiktir - çoğu zaman asetik (örneğin şarap, mayonez veya sirke), limon ve laktik asit. Soya sosu ve teriyaki sosu da asidik bir ortama sahiptir - çok miktarda piroglutamik asit ve ayrıca süksinik, sitrik, formik ve asetik asit içerirler.

Bu, marinatlarda protein moleküllerine bağlanabilen ve onları protonlayabilen birçok hidrojen katyonu olduğu anlamına gelir. Bu, moleküllerdeki yük dağılımını değiştirir ve protein moleküllerinin geometrisinde bir değişikliğe yol açan hidrojen bağlarının ince yapısını bozar. Sonuç olarak, proteinler denatüre edilir: kollajen ve aktin lifleri şişer, yumuşar, kollajen yavaş yavaş çözülür.

Aynı etki asit kullanılmadan da elde edilebilir. Örneğin, papaya ve ananas gibi bazı tropik meyveler, elastin ve kollajeni tek amino asitlere parçalayan enzimler içerir ve bakteri ve mantar proteazları benzer şekilde kas lifi proteinlerini parçalayabilir. Etin yumuşatılması için fiziksel yöntemler vardır - birkaç bin atmosferlik basınçlarda tutulur ve bu da proteinlerin denatürasyonuna yol açar.

Etin marine edilme hızı aynı zamanda turşunun bileşimine de bağlıdır. Örneğin, marine içinde alkol bulunmasının marine etme sürecini hızlandırdığı gösterilmiştir. Bunun nedeni, hücrelerin lipid zarının alkolde sudan daha iyi çözünmesidir. Şarap ve biradaki tanenler gibi çeşitli yardımcı maddeler de etin yumuşatılmasında rol oynar.

Asitlemenin her zaman etin yumuşamasına yol açmadığını belirtmekte fayda var. Bazı durumlarda, aşırı marine etme (çok fazla asit veya alkol varlığında) su kaybeder ve çok sertleşir. Aynı etki, eti fazla pişirerek de elde edilebilir - o zaman suyun çoğu ondan "uçup gider".

İkinci en önemli etki antimikrobiyaldir. Ancak bundan sadece asitler değil, aynı zamanda soğan gibi turşunun diğer bileşenleri de sorumludur. Etteki zararlı organizmaları yok etmenin çeşitli yöntemlerine oldukça fazla çalışma ayrılmıştır; en meraklı yazarlardan birinde, etin bira içinde marine edilmesinin standart şemasına ultrasonik bir banyoda işlemenin eklenmesini önerdiler.

Şaşlık pişirmenin ikinci aşamasının, bazı kanserojenlerin - potansiyel olarak kansere neden olabilecek zararlı maddelerin - sentezini başlattığı belirtilmelidir. Bu, özellikle kömürlerin üzerine damlayan yağın yanması ürünleri için geçerlidir. Bunlara benzo [a] piren ve diğer poliaromatik hidrokarbonlar dahildir.

Etin yanmasından kaynaklanan başka bir kanserojen sınıfı da heterosiklik aminlerdir. Bu maddeler DNA ile kompleksler oluşturabilir ve hücrelerin hayati aktivitesini etkileyebilir. Bir çalışma, Diyet Benzo [a] Piren Alımı ve Kolorektal Adenom Riski'nin sık sık füme veya ızgara et tüketimini belirli kanserlerle ilişkilendirdiğini bile buldu. Buna göre, bu tür maddelerin kullanımının mümkün olduğunca azaltılması önerilir. Ancak dekapaj burada da yardımcı olabilir.

Portekizli ve İspanyol kimyagerler tarafından, belirli türdeki marinelerin bu kanserojenlerin oluşma olasılığını azalttığını gösteren birkaç çalışma vardır. Örneğin, koyu birada marine etme, Kömürde Izgara Domuz Eti'nde Polisiklik Aromatik Hidrokarbonların Oluşumu, poliaromatik hidrokarbonların oluşumu ve oluşan heterosiklik aminlerin, şarap, bira veya çay içerenler bile seçilmelidir. Genel olarak, marinatların genel olarak poliaromatik hidrokarbonların oluşumu üzerindeki etkisi hala iyi anlaşılmamıştır. Diğer olası inhibitörler arasında soğan, sarımsak, baharatlar ve sitrik asit turşuları bulunur.

Kızartma

Proteinlerin çoğunun denatürasyonu nedeniyle marine etme, pişirme sürecini önemli ölçüde hızlandırır. Bu, uzun süre ısıya maruz kalmayı ve çok fazla suyun buharlaşmasını önler. Kömürde kızartma, protein denatürasyonunun hızlanmasıyla birlikte ette başka birçok kimyasal işlemi başlatır.

Bunlardan ilki, iyi bilinen Maillard reaksiyonudur. Kızarmış ete özel bir koku veren güçlü kokulu organik maddelerin oluşumundan o sorumludur. Et ve şekerlerde bulunan amino asitler bu reaksiyona girer. Sonuç olarak, kompleks heterosiklik bileşikler, furan, tiyofen, alkilpiridinler ve pirazinlerin türevleri oluşur.

Her et türü için özel lezzet profili farklıdır, kızartma sırasında oluşan binlerce aromatik maddenin konsantrasyonlarının oranı ile belirlenir. Kızarmış tavuk ve domuz eti durumunda, sisteinin 2-metil-3-furanetiyol ve dimeri gibi şekerlerle ve ayrıca 2-furilmetantiyol ile yoğunlaştırma ürünleri aromada önemli bir rol oynar.

Tabii ki, diğer amino asitler de şekerlerle reaksiyona girer. Metionin, örneğin, şekerler ile etkileşime girer ve kızarmış patates gibi kokan bir madde olan metional'e dönüşür.

Proteinlerin ve şekerlerin sadece ette bulunmadığı açıktır. Bu nedenle Maillard reaksiyonu diğer yemeklerin aromasında da rol oynar. Örneğin, fırınlanmış ürünler (ve bazı pirinç türleri), prolin ve şekerler arasındaki bir reaksiyon ürünü olan 2-asetilpirolin gibi kokar. Küçük miktarlarda, bu madde kızarmış ette de bulunur.

İkinci kimyasal süreç yağ yakmadır. Yağlar, gliserol ve stearik, palmitik vb. gibi organik yağ asitlerinin esterleridir. Isıl işlem gördüklerinde kimyasal olarak heksadekanal, hekzanal vb. gibi aldehitlere dönüştürülürler. İlginç bir şekilde, rosto dana eti, tavuk ve domuz etinden daha fazla aldehit içerir ve bu da onları farklı kılar. Karakteristik kuzu kokusu ise 4-metiloktanoik ve 4-metilnonanoik asitlerden kaynaklanmaktadır.

Üçüncü süreç, yağların karbonizasyonunun ürünleri ile Maillard reaksiyonunun ürünleri arasındaki reaksiyondur. Bunlar her türlü alkanetiyoller, alkilpiridinler, tiyofenlerin alkil türevleri, piroller, tiyopiranlar, tiyazoller ve benzerleridir. İçlerindeki alkil kısım, yağlı bileşenden ve heterosiklik kısım Mayar bileşeninden kaynaklanmaktadır.

Ek olarak, eti kavururken amino asitleri içeren başka reaksiyonlar meydana gelir. Böylece sistein ve glutatyon ısıl işlem sırasında tritiyolanlar ve ditiazinler oluşturur ve bu da kokuya önemli katkı sağlar.

Kebapların tadı ve aroması sadece amino asitlerin, şekerlerin ve yağların bozunma ürünleriyle değil, aynı zamanda kömür yakma ürünleriyle de verilmektedir. Bunlar arasında, syringol (bu arada adı, leylak için Latince adından, Syringa vulgaris'ten gelir) ve guaiacol'u vurgulamaya değer - odundaki selüloz molekülleri için bir bağlayıcı olan ligninin parçalanması sırasında oluşurlar. Bu maddeler kebabın (veya mangalın) karakteristik duman kokusunu verir.

Pişirme işleminin düzinelerce teknik detayı, bitmiş kebaptaki aromatik maddelerin oranını etkiler: sıcaklık, kavurma süresi, kömür seçimi, et, marine, marine etme süresi. Ve bu, bilimsel bir yöntemle donanmış, barbekü için kendi en uygun tarifinizi kendiniz bulmak ve belki de bunun hakkında bilimsel bir makale yazmak için - deneysel kısmın özellikle sulu bir açıklamasıyla - harika bir fırsat.