شیمی روی سیخ: آیا دانشمندان در پختن کباب مهارت دارند

2024 نویسنده: Malcolm Clapton | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 03:54

چه دگرگونی های شیمیایی با کباب در تمام مراحل تهیه آن رخ می دهد.

تهیه کباب از دیدگاه شیمیدان فرآیند پیچیده ای است که در هر مرحله از آن تعداد زیادی واکنش ظریف و مرتبط با یکدیگر رخ می دهد. اگر عاقلانه به این موضوع برخورد کنید، دستور تهیه یک کباب خوب با روش های فردی سنتز ارگانیک قابل مقایسه است - یا حتی از آنها پیشی می گیرد. و مانند یک آزمایش علمی کامل، در تهیه کباب جزئیات زیادی وجود دارد که بهینه سازی فرآیند به آن بستگی دارد - و بنابراین طعم و عطر محصول نهایی.

بنابراین، برای پختن کباب، باید دو مرحله اصلی را انجام دهید: گوشت را مرینیت کنید و آن را روی زغال سرخ کنید. اما ابتدا بیایید بفهمیم که گوشت چیست - از نظر شیمی.

گوشت

چیزی که ما به آن گوشت می گوییم و در فروشگاه ها به شکل گوشت خوک و گاو می خریم، در واقع ماهیچه مخطط اسکلتی حیوانات است. مگر اینکه قرار نیست کله پاچه ای مانند دل که برای کباب کردن استفاده نمی شود را در نظر نگیریم. علاوه بر خود بافت عضلانی، بافت چربی و پیوندی که در مجاورت آنها قرار دارد نیز به گوشت اطلاق می شود.

بافت عضلانی ساختار عجیبی دارد. ما به این واقعیت عادت کرده ایم که سلول های بدن ما معمولاً بسیار کوچک هستند و با چشم قابل مشاهده نیستند. واحد ساختاری یک ماهیچه یک فیبر عضلانی است - و این یک سلول بزرگ چند سانتی متر طول و صدها میکرومتر قطر است. از ادغام هزاران سلول دیگر تشکیل می شود که به دلیل آن می تواند چندین هزار هسته در فیبر عضلانی وجود داشته باشد.

خاصیت اصلی فیبرهای عضلانی توانایی انقباض است. این گونه است که ما (و سایر حیوانات) اندام خود را حرکت می دهیم - و بیشتر. این توسط پروتئین های ویژه - اکتین و میوزین ارائه می شود. آنها مولکول های کشیده ای هستند که بسته های بلندی را در داخل سلول ها تشکیل می دهند. تحت تأثیر عوامل خارجی (تکانه عصبی)، این دسته ها شروع به حرکت نسبت به یکدیگر می کنند و به سمت مرکز می کشند. کل فیبر به پیوندهای جداگانه تقسیم می شود - سارکومرها که به هم چسبیده اند.

علاوه بر این، گوشت حاوی مقادیر زیادی پروتئین الاستین و کلاژن در بافت همبند است. آنها تا حد زیادی مسئول خصوصیات مکانیکی گوشت (سختی و غیره) هستند. پروتئین میوگلوبین مسئول رنگ گوشت است. به طور کلی، گوشت تا حد زیادی یک محصول پروتئینی است، اما، البته، به اندازه کافی لایه های چربی در آن وجود دارد.

اسید شویی

گوشت به منظور حل چندین مشکل به طور همزمان ترشی می شود: نرم تر کردن آن، عطر و طعم اضافی به آن و انجام درمان ضد میکروبی اولیه.

مولکول های کلاژن، که سختی گوشت را تعیین می کنند، معمولاً فیبرهای قوی را تشکیل می دهند. این مونتاژ تحت تأثیر پیوندهای هیدروژنی - جاذبه بین قطعات اسید آمینه نیمه باردار (قطبی شده) انجام می شود. دقیقاً همان پیوندها بین مولکول های آب ایجاد می شود - بین اتم هیدروژن یک مولکول و اکسیژن یک مولکول دیگر.

بسیاری از مارینادها به دلیل وجود اسیدها در آنها اسیدی هستند - اغلب استیک (به عنوان مثال در شراب، سس مایونز یا سرکه)، لیمو و اسید لاکتیک. سس سویا و سس تریاکی نیز یک محیط اسیدی دارند - حاوی مقدار زیادی اسید پیروگلوتامیک و همچنین اسید سوکسینیک، سیتریک، فرمیک و استیک هستند.

این بدان معناست که کاتیون های هیدروژن زیادی در مارینادها وجود دارد که قادر به اتصال به مولکول های پروتئین و پروتونه کردن آنها هستند. این امر توزیع بارها در مولکول ها را تغییر می دهد و ساختار ظریف پیوندهای هیدروژنی را مختل می کند که منجر به تغییر در هندسه مولکول های پروتئین می شود. در نتیجه پروتئین ها دناتوره می شوند: رشته های کلاژن و اکتین متورم می شوند، نرم می شوند، کلاژن به تدریج حل می شود.

همین اثر را می توان بدون استفاده از اسیدها به دست آورد.به عنوان مثال، برخی از میوه های استوایی، مانند پاپایا و آناناس، حاوی آنزیم هایی هستند که الاستین و کلاژن را به اسیدهای آمینه منفرد تجزیه می کنند و پروتئازهای باکتریایی و قارچی به طور مشابه می توانند پروتئین های فیبر عضلانی را تجزیه کنند. روش های فیزیکی برای نرم کردن گوشت وجود دارد - نگهداری در فشارهای چند هزار اتمسفر، که همچنین منجر به دناتوره شدن پروتئین ها می شود.

سرعت ترشی کردن گوشت به ترکیب ماریناد نیز بستگی دارد. به عنوان مثال، نشان داده شده است که وجود الکل در ماریناد باعث تسریع فرآیند ماریناد می شود. این به این دلیل است که غشای لیپیدی سلول ها در الکل بهتر از آب حل می شود. مواد کمکی مختلفی مانند تانن موجود در شراب و آبجو نیز در نرم شدن گوشت نقش دارند.

شایان ذکر است که ترشی همیشه منجر به نرم شدن گوشت نمی شود. در برخی شرایط، مارینت کردن بیش از حد (در حضور اسید یا الکل بیش از حد) آب را از دست می دهد و خیلی سفت می شود. همین اثر را می توان با پختن بیش از حد گوشت به دست آورد - سپس بیشتر آب به سادگی از آن "فرار می کند".

دومین اثر مهم ضد میکروبی است. اما نه تنها اسیدها مسئول آن هستند، بلکه سایر اجزای ماریناد مانند پیاز نیز مسئول آن هستند. مطالعات زیادی به روش‌های مختلف از بین بردن ارگانیسم‌های مضر در گوشت اختصاص داده شده است؛ در یکی از کنجکاوترین نویسندگان، آنها پیشنهاد کردند که پردازش در حمام اولتراسونیک را به طرح استاندارد ترشی کردن گوشت در آبجو اضافه کنیم.

لازم به ذکر است که مرحله دوم پخت و پز شمعدانی شروع به سنتز برخی از مواد سرطان زا می کند - مواد مضری که به طور بالقوه می توانند باعث سرطان شوند. این امر به ویژه در مورد محصولات حاصل از زغال‌ساختن چربی که روی زغال‌ها می‌چکد صدق می‌کند. اینها شامل بنزو [a] پیرن و سایر هیدروکربن های پلی آروماتیک است.

دسته دیگری از مواد سرطان زا که از زغال کردن گوشت به وجود می آیند آمین های هتروسیکلیک هستند. این مواد قادر به تشکیل کمپلکس با DNA هستند و بر فعالیت حیاتی سلول ها تأثیر می گذارند. حتی یک مطالعه نشان داد که مصرف بنزو در رژیم غذایی پیرن و خطر ابتلا به آدنوم کولورکتال، مصرف مکرر گوشت دودی یا کبابی را با برخی سرطان ها مرتبط می کند. بر این اساس توصیه می شود تا حد امکان مصرف این گونه مواد را کاهش دهید. اما ترشی در اینجا نیز می تواند کمک کننده باشد.

مطالعات متعددی توسط شیمیدانان پرتغالی و اسپانیایی وجود دارد که نشان می دهد انواع خاصی از مارینادها احتمال تشکیل این مواد سرطان زا را کاهش می دهند. به عنوان مثال، ترشی کردن در آبجو تیره تا حدی از تأثیر مارینادهای آبجو بر تشکیل هیدروکربن‌های معطر چند حلقه‌ای در گوشت خوک کبابی زغالی، تشکیل هیدروکربن‌های پلی آروماتیک جلوگیری می‌کند و برای کاهش نسبت آمین‌های هتروسیکلیک تشکیل‌شده، مارینادهای مبتنی بر شراب، آبجو یا حتی آنهایی که حاوی چای هستند نیز باید انتخاب شوند. به طور کلی، تأثیر مارینادها بر تشکیل هیدروکربن های پلی آروماتیک به طور کلی هنوز به خوبی درک نشده است. سایر مهارکننده های احتمالی عبارتند از پیاز، سیر، ادویه جات ترشی جات و ترشی اسید سیتریک.

سرخ کردن

ترشی کردن، به دلیل دناتوره شدن بیشتر پروتئین ها، به طور قابل توجهی روند پخت را سرعت می بخشد. این امر از قرار گرفتن طولانی مدت در معرض گرما و تبخیر بیش از حد آب جلوگیری می کند. همراه با تسریع دناتوره شدن پروتئین، سرخ کردن زغال چوب باعث آغاز بسیاری از فرآیندهای شیمیایی دیگر در گوشت می شود.

اولین مورد از آنها واکنش معروف Maillard است. این او است که مسئول تشکیل مواد آلی با بوی قوی است که بوی خاصی به گوشت سرخ شده می دهد. اسیدهای آمینه موجود در گوشت و قندها وارد این واکنش می شوند. در نتیجه، ترکیبات هتروسیکلیک پیچیده، مشتقات فوران، تیوفن، آلکیل پیریدین ها و پیرازین ها تشکیل می شوند.

مشخصات طعم خاص برای هر نوع گوشت متفاوت است، با نسبت غلظت هزاران ماده معطر تشکیل شده در هنگام سرخ کردن تعیین می شود.در مورد مرغ و گوشت خوک سرخ شده، محصولات تغلیظ شده سیستئین با قندها مانند 2-متیل-3-فورانتیول و دایمر آن و همچنین 2-فوریل متانتیول نقش مهمی در رایحه دارند.

البته اسیدهای آمینه دیگر نیز با قندها واکنش نشان می دهند. به عنوان مثال، متیونین با قندها تعامل می کند و به متیونین تبدیل می شود، ماده ای که بوی سیب زمینی سرخ شده می دهد.

واضح است که پروتئین ها و قندها فقط در گوشت یافت نمی شوند. بنابراین واکنش میلارد در عطر سایر غذاها نیز نقش دارد. به عنوان مثال، محصولات پخته شده (و برخی از انواع برنج) بوی 2-استیل پیرولین، محصول واکنش بین پرولین و قند می دهند. این ماده به مقدار کم در گوشت سرخ شده نیز وجود دارد.

دومین فرآیند شیمیایی زغال‌کردن چربی است. چربی ها استرهای گلیسرول و اسیدهای چرب آلی مانند استئاریک، پالمیتیک و غیره هستند. هنگام عملیات حرارتی، آنها از نظر شیمیایی به آلدهیدهایی مانند هگزادکانال، هگزانال و غیره تبدیل می شوند. جالب اینجاست که گوشت کباب حاوی آلدئیدهای بیشتری نسبت به مرغ و گوشت خوک است که طعم آنها را متفاوت می کند. و بوی مشخصه بره به دلیل اسیدهای 4 متیل اکتانوئیک و 4 متیل نونانوئیک است.

فرآیند سوم واکنش بین محصولات کربنی شدن چربی ها و محصولات واکنش Maillard است. اینها همه انواع آلکانتیول ها، آلکیل پیریدین ها، مشتقات آلکیل تیوفن ها، پیرول ها، تیوپیران ها، تیازول ها و غیره هستند. قسمت آلکیل در آنها از جزء چربی و قسمت هتروسیکلیک از جزء مایار ناشی می شود.

علاوه بر این، واکنش‌های دیگری که شامل اسیدهای آمینه می‌شود، هنگام برشته کردن گوشت رخ می‌دهد. بنابراین، سیستئین و گلوتاتیون در طی عملیات حرارتی تری تیولان ها و دی تیازین ها را تشکیل می دهند که نقش مهمی در ایجاد بو دارند.

طعم و عطر کباب ها نه تنها توسط محصولات تجزیه اسیدهای آمینه، قندها و چربی ها، بلکه توسط محصولات حاصل از احتراق زغال سنگ نیز بدست می آید. در میان آنها، شایان ذکر است که سیرینگول (به هر حال، نام آن از نام لاتین یاس بنفش، Syringa vulgaris آمده است) و گایاکول - آنها در هنگام تجزیه لیگنین، یک اتصال دهنده برای مولکول های سلولز در چوب، تشکیل می شوند. این مواد به کباب (یا کباب) بوی دود خاص خود را می دهند.

ده ها جزئیات فنی فرآیند پخت و پز بر نسبت مواد معطر در کباب تمام شده تأثیر می گذارد: دما، مدت زمان برشته کردن، انتخاب زغال سنگ، گوشت، ماریناد، زمان ترشی کردن. و این یک فرصت عالی است تا با استفاده از یک روش علمی، دستور العمل بهینه خود را برای کباب کردن خود بیابید و، شاید، حتی یک مقاله علمی در مورد آن بنویسید - با توصیفی خاص از بخش تجربی.