כימיה על שיפוד: מדענים טובים בבישול ברביקיו

2024 מְחַבֵּר: Malcolm Clapton | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 03:56

אילו טרנספורמציות כימיות מתרחשות עם הקבב בכל שלבי הכנתו.

הכנת קבב, מנקודת מבטו של הכימאי, היא תהליך מורכב, שבכל שלב שלו מתרחשות מספר רב של תגובות עדינות וקשורות זו לזו. אם תתייחסו לעניין בחוכמה, המתכון לקבב טוב יהיה בר השוואה לשיטות בודדות של סינתזה אורגנית - או אפילו יעלה עליהן. וכמו בניסוי מדעי מן המניין, בהכנת ברביקיו ישנם פרטים רבים שבהם תלויה האופטימיזציה של התהליך - ולכן הטעם והארומה של המוצר הסופי.

לכן, כדי לבשל קבב, אתה צריך לבצע שני שלבים עיקריים: להשרות את הבשר ולטגן אותו על פחמים. אבל קודם כל, בואו נבין מה זה בשר – מבחינת כימיה.

בָּשָׂר

מה שאנו מכנים בשר וקונים בחנות מחופשים לבשר חזיר ובשר הוא למעשה שרירי השלד המפוספסים של בעלי חיים. אלא אם כן, כמובן, לא נשקול פסולת, כמו לב, שאינם משמשים למנגל. בנוסף לרקמת השריר עצמה, רקמת השומן והחיבור, הצמודה אליהם, מתייחסת גם לבשר.

לרקמת השריר יש מבנה מוזר. אנחנו רגילים לכך שתאי הגוף שלנו הם בדרך כלל קטנים מאוד, בלתי נראים לעין. היחידה המבנית של שריר היא סיב שריר - וזהו תא אחד גדול באורך של כמה סנטימטרים ובקוטר של מאות מיקרומטרים. הוא נוצר מהתמזגות של אלפי תאים אחרים, שבגללם יכולים להיות כמה אלפי גרעינים בסיבי השריר.

המאפיין העיקרי של סיבי השריר הוא היכולת להתכווץ. כך אנו (ושאר בעלי החיים) מניעים את איברינו – ועוד. זה מסופק על ידי חלבונים מיוחדים - אקטין ומיוזין. הן מולקולות מוארכות היוצרות צרורות ארוכות בתוך תאים. בהשפעת גורמים חיצוניים (דחף עצבי), צרורות אלה מתחילים לנוע זה ביחס לזה, מושכים לכיוון המרכז. הסיב כולו מחולק לחוליות נפרדות - סרקומרים, מהודקים יחד.

בנוסף, בשר מכיל כמויות גדולות של החלבונים אלסטין וקולגן ברקמת החיבור. הם אחראים במידה רבה למאפיינים המכניים של בשר (קשיחות וכו'). מיוגלובין חלבון אחראי על צבע הבשר. באופן כללי, בשר הוא במידה רבה מוצר חלבוני, אבל, כמובן, יש בו מספיק שכבות שומניות.

כְּבִישָׁה

הבשר עובר במרינדה על מנת לפתור מספר בעיות בו-זמנית: להפוך אותו לרך יותר, לתת לו טעם נוסף ולבצע טיפול אנטי-מיקרוביאלי ראשוני.

מולקולות קולגן, שקובעות את קשיות הבשר, יוצרות בדרך כלל סיבים חזקים, סיבים. הרכבה זו מתרחשת בהשפעת קשרי מימן - המשיכה בין שברי חומצות אמינו טעונים חלקית (מקוטבת). בדיוק אותם קשרים נוצרים בין מולקולות מים – בין אטום המימן של מולקולה אחת לחמצן של אחרת.

מרינדות רבות הן חומציות עקב נוכחותן של חומצות בהן - לרוב אצטית (למשל ביין, מיונז או חומץ), לימון וחומצה לקטית. לרוטב סויה ולרוטב טריאקי יש גם תווך חומצי - הם מכילים כמות גדולה של חומצה פירוגלוטמית, כמו גם חומצה סוקסינית, לימון, פורמית וחומצה אצטית.

המשמעות היא שיש הרבה קטיוני מימן במרינדות שמסוגלים להיקשר למולקולות חלבון ולעשות להן פרוטונים. זה משנה את התפלגות המטענים במולקולות ומשבש את המבנה העדין של קשרי מימן, מה שמוביל לשינוי בגיאומטריה של מולקולות חלבון. כתוצאה מכך, חלבונים עוברים דנטורציה: סיבי קולגן ואקטין מתנפחים, מתרככים, קולגן מתמוסס בהדרגה.

ניתן להשיג את אותו האפקט ללא שימוש בחומצות.לדוגמה, כמה פירות טרופיים, כמו פפאיה ואננס, מכילים אנזימים המפרקים אלסטין וקולגן לחומצות אמינו בודדות, ופרוטאזות חיידקיות ופטרייתיות יכולות באופן דומה לפרק חלבונים של סיבי שריר. ישנן שיטות פיזיות לריכוך בשר - החזקה בלחצים בסדר גודל של כמה אלפי אטמוספרות, מה שמוביל גם לדנטורציה של חלבונים.

מהירות השריית הבשר תלויה גם בהרכב המרינדה. לדוגמה, נוכחות אלכוהול במרינדה הוכחה כמזרזת את תהליך הכבישה. זה נובע מהעובדה שקרום השומנים של התאים מתמוסס טוב יותר באלכוהול מאשר במים. גם חומרי עזר שונים, כמו טאנינים ביין ובבירה, משחקים תפקיד בריכוך הבשר.

ראוי לציין כי כבישה לא תמיד מביאה לריכוך הבשר. במצבים מסוימים, כבישה מוגזמת (בנוכחות של יותר מדי חומצה או אלכוהול) מאבדת מים והופכת קשה מדי. את אותה האפקט אפשר להשיג בבישול יתר של הבשר – ואז רוב המים פשוט "יעפו" ממנו.

ההשפעה השנייה בחשיבותה היא אנטי-מיקרוביאלית. אבל לא רק חומצות אחראיות לזה, אלא גם מרכיבים אחרים של המרינדה, כמו בצל. לא מעט מחקרים הוקדשו לשיטות שונות להשמדת אורגניזמים מזיקים בבשר; באחד המחברים הסקרנים ביותר, הם הציעו להוסיף עיבוד באמבט אולטרסאונד לתכנית הסטנדרטית של השריית בשר בבירה.

יש לציין כי השלב השני של בישול שקשוקה מתחיל בסינתזה של כמה חומרים מסרטנים - חומרים מזיקים שעלולים לגרום לסרטן. זה חל במיוחד על מוצרים של חריכה של שומן מטפטף על הגחלים. אלה כוללים בנזו [א] פירן ופחמימנים פוליארומטיים אחרים.

מחלקה נוספת של חומרים מסרטנים הנובעים מהחריכה של בשר הם אמינים הטרוציקליים. חומרים אלו מסוגלים ליצור קומפלקסים עם DNA ולהשפיע על הפעילות החיונית של התאים. מחקר אחד אפילו מצא כי צריכת בנזו [א] פירן תזונתית וסיכון לאדנומה של המעי הגס מתואמים בין צריכה תכופה של בשר מעושן או על האש עם סוגי סרטן מסוימים. בהתאם לכך, מומלץ להפחית ככל האפשר את השימוש בחומרים מסוג זה. אבל כבישה יכולה לעזור גם כאן.

ישנם מספר מחקרים של כימאים פורטוגזיים וספרדים המצביעים על כך שסוגים מסוימים של מרינדות מפחיתים את הסבירות להיווצרות חומרים מסרטנים אלו. לדוגמה, כבישה בבירה כהה מעכבת חלקית את ההשפעה של מרינדות בירה על היווצרות פחמימנים ארומטיים פוליציקליים בבשר חזיר בגריל פחמים, יצירת פחמימנים פוליארומטיים, וכדי להפחית את שיעור האמינים ההטרוציקליים שנוצרו, מרינדות המבוססות על יין, בירה או יש לבחור אפילו כאלה המכילים תה. באופן כללי, השפעת המרינדות על היווצרות פחמימנים פוליארומטיים באופן כללי עדיין לא מובנת היטב. מעכבים אפשריים אחרים כוללים בצל, שום, תבלינים וחמוצים חומצת לימון.

טִגוּן

השרייה, עקב הדנטורציה של רוב החלבונים, מאיצה משמעותית את תהליך הבישול. כך נמנע חשיפה ממושכת לחום והתאיידות של יותר מדי מים. לצד האצת דנטורציה של חלבון, טיגון פחם יוזם תהליכים כימיים רבים אחרים בבשר.

הראשונה שבהן היא תגובת מיילארד הידועה. היא זו שאחראית ליצירת חומרים אורגניים בעלי ריח חזק, שנותנים ריח מיוחד לבשר מטוגן. חומצות אמינו המצויות בבשר ובסוכרים נכנסות לתגובה זו. כתוצאה מכך נוצרות תרכובות הטרוציקליות מורכבות, נגזרות של פוראן, תיאופן, אלקילפירידינים ופיראזינים.

פרופיל הטעמים הספציפי לכל סוג בשר שונה, הוא נקבע על פי היחס בין הריכוזים של אלפי חומרים ארומטיים הנוצרים במהלך הטיגון.במקרה של עוף מטוגן ובשר חזיר, תוצרי העיבוי של ציסטאין עם סוכרים, כגון 2-methyl-3-furanethiol והדימר שלו, כמו גם 2-furylmethanethiol, ממלאים תפקיד חשוב בארומה.

כמובן שגם חומצות אמינו אחרות מגיבות עם סוכרים. מתיונין, למשל, יוצר אינטראקציה עם סוכרים ומתכלה ל-methional, חומר שמריח כמו תפוחי אדמה מטוגנים.

ברור שחלבונים וסוכרים לא נמצאים רק בבשר. לכן, תגובת Maillard משחקת תפקיד גם בניחוח של מנות אחרות. לדוגמה, מאפים (וסוגים מסוימים של אורז) מריחים כמו 2-אצטילפירולין, תוצר תגובה בין פרולין לסוכרים. בכמויות קטנות, חומר זה מופיע גם בבשר מטוגן.

התהליך הכימי השני הוא חריכת שומן. שומנים הם אסטרים של גליצרול וחומצות שומן אורגניות כגון סטארית, פלמיטית וכדומה. כאשר הם מטופלים בחום, הם מומרים כימית לאלדהידים כמו הקסדנקל, הקסאנל וכו'. באופן מעניין, רוסטביף מכיל יותר אלדהידים מאשר עוף וחזיר, מה שגורם לטעם שלהם שונה. וריח הטלה האופייני נובע מחומצות 4-מתיל-לוקטנואיות ו-4-מתיל-נוננואיות.

התהליך השלישי הוא התגובה בין תוצרי הפחממה של שומנים לבין תוצרי תגובת מיילארד. אלו הם כל מיני אלקנתיולים, אלקילפירידינים, נגזרות אלקיל של תיופנים, פירולים, תיאופירנים, תיאזולים וכו'. החלק האלקיל בהם נובע מהמרכיב השומני, והחלק ההטרוציקלי מהמרכיב מאיאר.

בנוסף, תגובות אחרות המערבות חומצות אמינו מתרחשות בעת צליית בשר. לפיכך, ציסטאין וגלוטתיון יוצרים טריתיולנים ודיתיאזינים במהלך טיפול בחום, שגם הם תורמים תרומה משמעותית לריח.

הטעם והארומה של הקבבים ניתנים לא רק על ידי תוצרי הפירוק של חומצות אמינו, סוכרים ושומנים, אלא גם על ידי תוצרי שריפת הפחם. ביניהם כדאי להדגיש את סירינגול (שמו, אגב, בא מהשם הלטיני לילך, Syringa vulgaris) וגואיקול - הם נוצרים במהלך פירוק הליגנין, חומר מקשר למולקולות תאית בעץ. חומרים אלו מעניקים לקבב (או למנגל) את ריח העשן האופייני לו.

עשרות פרטים טכניים של תהליך הבישול משפיעים על היחס בין החומרים הארומטיים בקבב המוגמר: טמפרטורה, משך הצלייה, בחירת פחם, בשר, מרינדה, זמן כביסה. וזו הזדמנות מצוינת, חמוש בשיטה מדעית, למצוא בעצמכם מתכון אופטימלי משלכם לברביקיו ואולי אפילו לכתוב עליו מאמר מדעי - עם תיאור עסיסי במיוחד של החלק הניסיוני.