Физика и химия на кухне

Некоторые авторы научно-фантастических произведений любят кормить своих героев питательными пилюлями. Представив себе обед, состоящий из одних пилюль, — любитель вкусно поесть может высказать вполне обоснованное пожелание чтобы наука не вмешивалась в поварское искусство. Однако подобная просьба окажется слишком запоздалой, потому что с доисторических времен человек стихийно использует на кухне научные принципы. Экспериментирование и внимательное наблюдение жизненно необходимы в любой науке. Но ведь как раз это отличает и хорошего повара. Знания, постепенно накапливаемые на протяжении многих поколений, воплотились в великое множество рецептов. Каждый из них — результат бесчисленного ряда экспериментов. А повар подчас и не ведает, что он владеет искусством научного поиска. Давайте посмотрим, какое же отношение имеет наука к приготовлению пищи и как хороший повар управляет многочисленными химическими и физическими превращениями.

Кстати поварам, как и ученым для успешной работы нужно соответствующее оборудование, так при приготовлении блюд важно чтобы, были качественные сковородки, такие например сковороды eco respect, хорошо заостренные ножи, и другие кухонные инструменты ).

Современная наука, исследуя различные изменения, которые идут при приготовлении тех или иных блюд, помогает поварам. Исследования ученых позволили разнообразить блюда, улучшить их качество, сократить затраты труда. Однако не надо забывать и о том, чем наука обязана поварам. Они, по существу, были приемными родителями экспериментальной науки, во многом определили поиски древних алхимиков, которые позаимствовали у поваров большую часть оборудования: печи, котлы, тазы, прессы для выдавливания соков и даже самую кухню. Да и сегодня не один юный химик строит свои установки в основном из различных кухонных принадлежностей, выпрошенных у мамы.

Достаточно взглянуть на этот рисунок, чтобы увидеть явное сходство между кухонным и лабораторным инвентарем. Все эти орудия труда предназначены для выполнения одинаковых операций, таких, как измерение, нагревание, выпаривание, измельчение и перемешивание.

Можно утверждать, что повар, сам того не ведая, использует многие науки: физику, химию, микробиологию и даже психологию. Вот несколько примеров, подтверждающих сказанное.

Нагревание — операция, которой подвергается большинство творений повара. В его распоряжении духовка для нагрева пищи в окислительной атмосфере при регулируемой температуре, разнообразные сковороды для быстрого нагревания, герметические кастрюли для скорого нагрева при высокой температуре в инертной атмосфере водяного пара. Путем соответствующей термообработки повар может существенно улучшить усвояемость пищи, изменять ее микроструктуру, запах и внешний вид. (и многие кулинарные девайсы, такие как например расстоечная камера для выпечки, также работают на основании физических и химических принципов).

Почему же нагрев улучшает усвояемость пищи? Дело в том, что нагрев вызывает изменение белков и крахмала пищи, они становятся более податливыми для дальнейшего расщепления в нашем организме. Ферментам пищеварительных соков становится легче проникать к «интересующим» их молекулам, когда оболочки и мембрана клеток тканей разрушены.

Структура продуктов питания с высоким содержанием белков (например, мяса и рыбы) изменяется, прежде всего, за счет денатурации белков и, кроме того, гидролиза (расщепления в результате реакции с водой) некоторых из них. Лучшие куски мяса содержат мало соединительных тканей. В этом случае мясо достаточно умеренно обработать теплом, чтобы оно стало вкусным, аппетитным. Примером такого рода может служить слегка недожаренный бифштекс из вырезки. В других, более жестких кусках мяса соединительных тканей больше. Поэтому и варить их надо дольше, чтобы в ходе гидролиза определенная часть тканевых белков, таких, как коллаген, превратилась в желатин. В результате мясо становится мягким.

Процесс варки влияет самыми различными путями и на запах пищи. Простейший пример — варка фруктов. Одно из основных изменений, которые происходят при этом, — ослабление аромата. Дело в том, что при варке теряются летучие вещества. В других случаях нагрев за счет распада тех или других компонентов пищевого продукта может вызвать появление новых запахов. Когда в карамельном производстве варят сахарную патоку, появляются запахи различных кетоновых кислот и альдегидов — продуктов распада сахара и крахмала, Альдегиды образуются также при расщеплении некоторых аминокислот. В большинстве случаев нагревание вызывает также частичное разрушение серосодержащих соединений. При этом образуются меркаптаны и даже сернистый водород — основной компонент запаха вареной капусты,

В процессе готовки происходят и химические взаимодействия. Вкус мяса, например, изменяется отчасти вследствие сложных реакций между сахаром-рибозой и аминокислотами. Свой вклад в изменение вкуса вносит и окисление атмосферным кислородом. Особенно это относится к жареной пище. Процесс гидролиза также причастен к изменению вкуса. В некоторых пищевых продуктах гидролиз приводит к освобождению аминокислот и осколков нуклеиновой кислоты, которые сами по себе вкуса не имеют, но усиливают, делают более острым тот вкус, которым уже обладает пищевой продукт.

На Востоке издавна применяют ферментированные соевые соусы для того, чтобы придать более острый вкус кушаньям. А недавно кулинары стали достигать того же эффекта, добавляя в пищу созданный учеными глюканат натрия — продукт, действующий по тому же принципу, что и соевый соус, но гораздо более дешевый.

Нагревание изменяет и внешний вид пищи, ее цвет и объем. Эти изменения вовсе не всегда желательны. Обесцвечивание и «усадку» можно свести до минимума, выбрав правильное сочетание длительности и температуры нагрева. Иногда повара добавляют к супу соду, чтобы предотвратить нежелательные изменения зеленого пигмента овощей. Для того, чтобы вареный рис не пожелтел, его смачивают соком лимона. В результате изменяется концентрация ионов водорода. Это как раз то, что нужно: в рисе есть пигмент, который в щелочной среде желтеет. Подкисляя рис, повар предупреждает изменение цвета пигмента.

Как правило, внешний вид пищи полностью находится во власти повара. Привлекательный золотисто-желтый цвет печенья возникает в результате «карамелизации» сахара и взаимодействия его с белком. Смачивая сырое печенье молоком, кондитер тем самым наносит на поверхность дополнительное количество сахара и белка. После выпечки поверхность печенья становится глянцевитой.

Повар может изменять и объем пищевого продукта. Например, пар между прослойками масла заставляет будущее слоеное печенье взбухать, подниматься. Эта разбухшая форма сохраняется и впоследствии за счет денатурации белков муки под действием тепла. При идеальных условиях выпечки денатурация белков и образование пара идут одновременно, а масляные прослойки все это время остаются для пара непроницаемыми.

Вот какие изменения происходят при нагревании в пищевых продуктах. Но в своей работе повар имеет дело и с другими процессами, которые относятся к самым различным областям науки.

Говоря языком физики, повар должен управлять многими поверхностными явлениями, особенно такими, которые связаны с процессом денатурации. Часто на поверхности сваренных супов и соусов образуется пленка. Это результат денатурации белка, которая происходит вследствие абсорбции на границе воздух — жидкость. Появления такой пленки можно избежать, покрыв поверхность раздела слоем растопленного масла. С другой стороны, взбивая яичные белки для пирожного, повар намеренно интенсифицирует поверхностную денатурацию белка. В данном случае жиры будут помехой. Вот почему желтки (в них содержится около 30% жиров) приходится тщательно отделять.

Но последнее место в «поварской физике» принадлежит эмульсиям. Например, майонез — эмульсия жира в воде с высоким содержанием жира. Чтобы майонез не превратился в эмульсию воды в жире (при этом нарушается его структура), в него добавляют тщательно перемешанный яичный желток, который служит хорошим эмульгатором. Он же исполняет роль эмульгатора и для другой хорошо известной эмульсии жира в воде — мороженого. Для того, чтобы стабилизировать эмульсию во время замораживания, в нее добавляют молочные белки и желатин. Желатин, в частности, обеспечивает однородную, без зерен структуру мороженого, действует в качестве коллоидного агента, предотвращающего рост больших ледяных кристаллов. Роль повара как химика, пожалуй, этим не исчерпывается.

Если очищенный от кожуры картофель не залить водой, он начинает темнеть. Это объясняется тем, что фенолы, присутствующие в картофеле, окисляясь под действием ферментов, превращаются в хиноны, которые полимеризируются затем в темные пигменты. Залив картофель водой, мы преграждаем доступ кислороду. А если, кроме того, добавить в воду немного лимонного сока — подкислить ее, картофель еще лучше сохранит белый цвет, так как кислота снижает активность ферментов. Кислоты применяются в «поваренной химии» и для интенсификации гидролиза. Например, для приготовления маринада мясо и рыбу вымачивают в уксусе. В результате гидролиз во время варки идет интенсивнее, белки мяса размягчаются сильнее.

Микроорганизмы — это и помощники и потенциальные враги повара. Они трудятся над приготовлением простокваши, сыров и различных вин. А микроорганизмы, вызывающие гниение, могут отравить пищу, особенно если она несколько не доварена. Яды, вырабатываемые микробами, вызывают тяжелое отравление, и повар должен всегда быть настороже, тщательно отбирать продукты для приготовления пищи, строго соблюдать требования технологии и гигиены поварского дела.

Автор: Г. Браун.