Chemistry sa isang skewer: ang mga siyentipiko ay mahusay sa pagluluto ng barbecue

2024 May -akda: Malcolm Clapton | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 04:13

Anong mga pagbabagong kemikal ang nangyayari sa kebab sa lahat ng yugto ng paghahanda nito.

Ang paghahanda ng kebab, mula sa pananaw ng chemist, ay isang kumplikadong proseso, sa bawat yugto kung saan nagaganap ang isang malaking bilang ng mga banayad at magkakaugnay na reaksyon. Kung lapitan mo ang bagay nang matalino, ang recipe para sa isang mahusay na kebab ay maihahambing sa mga indibidwal na pamamaraan ng organic synthesis - o kahit na malampasan ang mga ito. At, tulad ng sa isang ganap na pang-agham na eksperimento, sa paghahanda ng barbecue mayroong maraming mga detalye kung saan nakasalalay ang pag-optimize ng proseso - at samakatuwid ang lasa at aroma ng pangwakas na produkto.

Kaya, upang magluto ng kebab, kailangan mong magsagawa ng dalawang pangunahing hakbang: i-marinate ang karne at iprito ito sa uling. Ngunit una, alamin natin kung ano ang karne - sa mga tuntunin ng kimika.

karne

Ang tinatawag nating karne at binibili sa tindahan na disguised as pork and beef ay talagang ang skeletal striated musculature ng mga hayop. Maliban kung, siyempre, hindi namin isasaalang-alang ang offal, tulad ng puso, na hindi ginagamit para sa barbecue. Bilang karagdagan sa mismong tissue ng kalamnan, ang adipose at connective tissue, na katabi ng mga ito, ay tinutukoy din sa karne.

Ang tissue ng kalamnan ay may kakaibang istraktura. Nakasanayan na natin na ang mga selula ng ating katawan ay kadalasang napakaliit, hindi nakikita ng mata. Ang istrukturang yunit ng isang kalamnan ay isang hibla ng kalamnan - at ito ay isang malaking cell na ilang sentimetro ang haba at daan-daang micrometer ang lapad. Ito ay nabuo sa pamamagitan ng pagsasanib ng libu-libong iba pang mga selula, dahil sa kung saan maaaring mayroong ilang libong nuclei sa fiber ng kalamnan.

Ang pangunahing pag-aari ng mga fibers ng kalamnan ay ang kakayahang magkontrata. Ito ay kung paano namin (at iba pang mga hayop) ilipat ang aming mga limbs - at higit pa. Ito ay ibinibigay ng mga espesyal na protina - actin at myosin. Ang mga ito ay mga pahabang molekula na bumubuo ng mahahabang bundle sa loob ng mga selula. Sa ilalim ng impluwensya ng mga panlabas na kadahilanan (nerve impulse), ang mga bundle na ito ay nagsisimulang lumipat sa isa't isa, na humihila patungo sa gitna. Ang buong hibla ay nahahati sa magkahiwalay na mga link - sarcomeres, pinagsama-sama.

Bilang karagdagan, ang karne ay naglalaman ng malaking halaga ng mga protina na elastin at collagen sa connective tissue. Ang mga ito ay higit na responsable para sa mga mekanikal na katangian ng karne (katigasan, atbp.). Ang protina myoglobin ay responsable para sa kulay ng karne. Sa pangkalahatan, ang karne ay higit sa lahat ay isang produkto ng protina, ngunit, siyempre, mayroong sapat na mataba na mga layer sa loob nito.

Pag-aatsara

Ang karne ay inatsara upang malutas ang ilang mga problema nang sabay-sabay: upang gawin itong mas malambot, upang bigyan ito ng karagdagang lasa at upang isagawa ang pangunahing paggamot na antimicrobial.

Ang mga molekula ng collagen, na tumutukoy sa katigasan ng karne, ay karaniwang bumubuo ng malakas na mga hibla, mga fibril. Ang pagpupulong na ito ay nagaganap sa ilalim ng impluwensya ng mga bono ng hydrogen - ang atraksyon sa pagitan ng bahagyang sisingilin (polarized) na mga fragment ng amino acid. Ang eksaktong parehong mga bono ay lumitaw sa pagitan ng mga molekula ng tubig - sa pagitan ng hydrogen atom ng isang molekula at ng oxygen ng isa pa.

Maraming mga marinade ang acidic dahil sa pagkakaroon ng mga acid sa kanila - kadalasang acetic (halimbawa, sa alak, mayonesa o suka), lemon at lactic acid. Ang toyo at sarsa ng teriyaki ay mayroon ding acidic medium - naglalaman ang mga ito ng isang malaking halaga ng pyroglutamic acid, pati na rin ang succinic, citric, formic at acetic acid.

Nangangahulugan ito na mayroong maraming mga hydrogen cation sa mga marinade na maaaring magbigkis sa mga molekula ng protina at mag-protonate sa kanila. Binabago nito ang pamamahagi ng mga singil sa mga molekula at nakakagambala sa pinong istruktura ng mga bono ng hydrogen, na humahantong sa pagbabago sa geometry ng mga molekula ng protina. Bilang resulta, ang mga protina ay na-denatured: ang mga hibla ng collagen at actin ay namamaga, lumambot, ang collagen ay unti-unting natutunaw.

Ang parehong epekto ay maaaring makamit nang walang paggamit ng mga acid. Halimbawa, ang ilang mga tropikal na prutas, tulad ng papaya at pinya, ay naglalaman ng mga enzyme na bumabagsak sa elastin at collagen sa mga solong amino acid, at ang mga bacterial at fungal na protease ay maaaring magkatulad na masira ang mga protina ng fiber ng kalamnan. Mayroong mga pisikal na pamamaraan ng paglambot ng karne - humahawak sa mga presyon ng pagkakasunud-sunod ng ilang libong mga atmospheres, na humahantong din sa denaturation ng mga protina.

Ang bilis ng pag-atsara ng karne ay depende rin sa komposisyon ng marinade. Halimbawa, ang pagkakaroon ng alkohol sa marinade ay ipinakita upang mapabilis ang proseso ng marinating. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang lipid lamad ng mga cell ay natutunaw nang mas mahusay sa alkohol kaysa sa tubig. Ang iba't ibang mga pantulong na sangkap, tulad ng mga tannin sa alak at serbesa, ay gumaganap din ng papel sa pagpapalambot ng karne.

Kapansin-pansin na ang pag-aatsara ay hindi palaging humahantong sa paglambot ng karne. Sa ilang mga sitwasyon, ang labis na pag-marinate (sa pagkakaroon ng masyadong maraming acid o alkohol) ay nawawalan ng tubig at nagiging masyadong matigas. Ang parehong epekto ay maaaring makamit sa pamamagitan ng pag-overcooking ng karne - kung gayon ang karamihan sa tubig ay "lumipad palayo" mula dito.

Ang pangalawang pinakamahalagang epekto ay antimicrobial. Ngunit hindi lamang mga acid ang may pananagutan dito, kundi pati na rin ang iba pang mga bahagi ng pag-atsara, tulad ng mga sibuyas. Napakaraming pag-aaral ang nakatuon sa iba't ibang paraan ng pagsira sa mga nakakapinsalang organismo sa karne; sa isa sa mga pinaka-curious na may-akda, iminungkahi nila ang pagdaragdag ng pagproseso sa isang ultrasonic bath sa karaniwang pamamaraan ng pag-marinate ng karne sa beer.

Dapat pansinin na ang ikalawang yugto ng pagluluto ng shashlik ay nagsisimula sa synthesis ng ilang mga carcinogens - mga nakakapinsalang sangkap na maaaring maging sanhi ng kanser. Nalalapat ito lalo na sa mga produkto ng pagkasunog ng taba na tumutulo sa mga uling. Kabilang dito ang benzo [a] pyrene at iba pang polyaromatic hydrocarbons.

Ang isa pang klase ng carcinogens na nagmumula sa charring ng karne ay heterocyclic amines. Ang mga sangkap na ito ay maaaring bumuo ng mga complex na may DNA at nakakaapekto sa mahahalagang aktibidad ng mga selula. Natuklasan pa ng isang pag-aaral na ang Dietary Benzo [a] Pyrene Intake at Risk of Colorectal Adenoma ay nauugnay sa madalas na pagkonsumo ng pinausukang o inihaw na karne na may ilang mga kanser. Alinsunod dito, inirerekomenda na bawasan ang paggamit ng mga naturang sangkap hangga't maaari. Ngunit makakatulong din dito ang pag-aatsara.

Mayroong ilang mga pag-aaral ng mga chemist ng Portuges at Espanyol na nagpapahiwatig na ang ilang mga uri ng marinade ay nagbabawas sa posibilidad na mabuo ang mga carcinogens na ito. Halimbawa, ang pag-marinate sa dark beer ay bahagyang pinipigilan ang Epekto ng Beer Marinades sa Pagbubuo ng Polycyclic Aromatic Hydrocarbons sa Charcoal-Grilled Pork, ang pagbuo ng polyaromatic hydrocarbons, at upang bawasan ang proporsyon ng heterocyclic amines na nabuo, mga marinade batay sa alak, beer, o kahit na ang mga naglalaman ng tsaa ay dapat piliin. Sa pangkalahatan, ang epekto ng mga marinade sa pagbuo ng polyaromatic hydrocarbons sa pangkalahatan ay hindi pa rin lubos na nauunawaan. Kabilang sa iba pang posibleng mga inhibitor ang mga sibuyas, bawang, pampalasa, at mga atsara ng citric acid.

Pagprito

Ang marinating, dahil sa denaturation ng karamihan sa mga protina, ay makabuluhang nagpapabilis sa proseso ng pagluluto. Iniiwasan nito ang matagal na pagkakalantad sa init at ang pagsingaw ng sobrang tubig. Kasabay ng pagbilis ng denaturation ng protina, ang pagprito ng uling ay nagpapasimula ng maraming iba pang mga kemikal na proseso sa karne.

Ang una sa mga ito ay ang kilalang reaksyon ng Maillard. Siya ang may pananagutan sa pagbuo ng malakas na amoy na mga organikong sangkap, na nagbibigay ng isang espesyal na amoy sa pinirito na karne. Ang mga amino acid na matatagpuan sa karne at asukal ay pumapasok sa reaksyong ito. Bilang isang resulta, ang mga kumplikadong heterocyclic compound ay nabuo, mga derivatives ng furan, thiophene, alkylpyridines at pyrazines.

Ang tiyak na profile ng lasa para sa bawat uri ng karne ay naiiba, ito ay tinutukoy ng ratio ng mga konsentrasyon ng libu-libong mga aromatikong sangkap na nabuo sa panahon ng pagprito. Sa kaso ng pritong manok at baboy, ang mga produkto ng condensation ng cysteine na may mga asukal, tulad ng 2-methyl-3-furanethiol at ang dimer nito, pati na rin ang 2-furylmethanethiol, ay may mahalagang papel sa aroma.

Siyempre, ang iba pang mga amino acid ay tumutugon din sa mga asukal. Ang methionine, halimbawa, ay nakikipag-ugnayan sa mga asukal at bumababa sa methional, isang sangkap na amoy tulad ng pritong patatas.

Malinaw na ang mga protina at asukal ay hindi lamang matatagpuan sa karne. Samakatuwid, ang reaksyon ng Maillard ay may papel din sa aroma ng iba pang mga pagkain. Halimbawa, ang mga inihurnong pagkain (at ilang uri ng bigas) ay amoy tulad ng 2-acetylpyrroline, isang produkto ng reaksyon sa pagitan ng proline at asukal. Sa maliit na dami, ang sangkap na ito ay nangyayari din sa pritong karne.

Ang pangalawang proseso ng kemikal ay fat charring. Ang mga taba ay mga ester ng gliserol at mga organikong fatty acid tulad ng stearic, palmitic, at iba pa. Kapag pinainit, sila ay kemikal na na-convert sa aldehydes tulad ng hexadecanal, hexanal, at iba pa. Kapansin-pansin, ang roast beef ay naglalaman ng mas maraming aldehydes kaysa sa manok at baboy, na nagpapaiba sa lasa nito. At ang katangian ng amoy ng tupa ay dahil sa 4-methyloctanoic at 4-methylnonanoic acid.

Ang ikatlong proseso ay ang reaksyon sa pagitan ng mga produkto ng carbonization ng mga taba at mga produkto ng reaksyon ng Maillard. Ito ang lahat ng uri ng alkanethiols, alkylpyridines, alkyl derivatives ng thiophenes, pyrroles, thiopyrans, thiazoles, at iba pa. Ang bahagi ng alkyl sa kanila ay nagmula sa mataba na bahagi, at ang heterocyclic na bahagi mula sa bahagi ng Mayar.

Bilang karagdagan, ang iba pang mga reaksyon na kinasasangkutan ng mga amino acid ay nangyayari kapag iniihaw ang karne. Kaya, ang cysteine at glutathione ay bumubuo ng mga trithiolan at dithiazines sa panahon ng paggamot sa init, na gumagawa din ng malaking kontribusyon sa amoy.

Ang lasa at aroma ng mga kebab ay ibinibigay hindi lamang ng mga produkto ng agnas ng mga amino acid, asukal at taba, kundi pati na rin ng mga produkto ng pagkasunog ng karbon. Kabilang sa mga ito, ito ay nagkakahalaga ng pag-highlight ng syringol (ang pangalan nito, sa pamamagitan ng paraan, ay nagmula sa Latin na pangalan para sa lilac, Syringa vulgaris) at guaiacol - sila ay nabuo sa panahon ng pagkasira ng lignin, isang panali para sa mga molekula ng selulusa sa kahoy. Ang mga sangkap na ito ay nagbibigay sa kebab (o barbecue) ng katangian nitong amoy ng usok.

Dose-dosenang mga teknikal na detalye ng proseso ng pagluluto ay nakakaapekto sa ratio ng mga aromatikong sangkap sa natapos na kebab: temperatura, tagal ng litson, pagpili ng karbon, karne, pag-atsara, oras ng pag-atsara. At ito ay isang magandang pagkakataon na, armado ng isang pang-agham na pamamaraan, mahanap ang iyong sariling pinakamainam na recipe para sa barbecue sa iyong sarili at, marahil, kahit na magsulat ng isang siyentipikong artikulo tungkol dito - na may isang partikular na makatas na paglalarawan ng eksperimentong bahagi.