Η Χημεία της μαγειρικής

των Χ και Ν Βάρβογλη τους οποιους και ευχαριστώ θερμά

Στον «Αρχοντοχωριάτη» του Μολιέρου ο ήρωας Ζουρντάν ρωτάει τον δάσκαλο της ρητορικής σε τι διαφέρει η ποίηση από την πρόζα. Ο δάσκαλος απαντά ότι η ποίηση έχει ρυθμό και ομοιοκαταληξίες, ενώ η πρόζα είναι όπως μιλάμε στην καθημερινή ζωή μας. Και ο Ζουρντάν απορεί: Τόσα χρόνια μιλάω σε πρόζα και δεν το είχα καταλάβει! Κάτι παρόμοιο συμβαίνει και με τους (ερασιτέχνες) μάγειρες: η μαγειρική τους συνδέεται άμεσα ή έμμεσα με τη χημεία έτσι ώστε θα έπρεπε να απορεί ο καθένας από αυτούς: Τόσα χρόνια ασχολούμαι με τη χημεία και δεν το έχω συνειδητοποιήσει! Σήμερα θα δικαιολογήσουμε αυτή την άποψη παρουσιάζοντας μερικές από τις πιο συνηθισμένες χημικές διεργασίες που συνδέονται με τη μαγειρική.

Ορεκτικά: Μαγιονέζα, ένα φαγώσιμο γαλάκτωμα

Η μαγιονέζα είναι και αυτή ένα γαλάκτωμα και ένα από τα κύρια συστατικά της είναι ένα πολύ συνηθισμένο πρόσθετο τροφίμων που ανήκει στην κατηγορία των λεγόμενων «έψιλον» συστατικών, το Ε322. Υπάρχει και στο ψυγείο σας και λέγεται λεκιθίνη ή αλλιώς κρόκος αβγού!

Οι περισσότεροι έχουν συνδέσει τα γαλακτώματα με καλλυντικά προϊόντα, μια κι αυτός είναι ο τομέας όπου ακούγεται συχνά ο όρος αυτός. Υπάρχει όμως ένα γαλάκτωμα το οποίο καταναλώνουμε με πολλούς διαφορετικούς τρόπους: η γνωστή σε όλους μας μαγιονέζα!

Η μαγιονέζα αποτελείται κατά κύριο λόγο από κάποιο φυτικό έλαιο (π.χ., ελαιόλαδο ή αραβοσιτέλαιο) το οποίο μπορεί να ποικίλλει, ανάλογα με τη χώρα παρασκευής. Αποτελεί περίπου το 80% της μαγιονέζας. Η μαγιονέζα μπορεί επίσης να περιέχει ξίδι, αλάτι, λεμόνι ή και μουστάρδα και περίπου 7% νερό. Το κοινό χαρακτηριστικό όμως είναι ένα πολύ συνηθισμένο πρόσθετο τροφίμων που ανήκει στην κατηγορία των λεγόμενων «έψιλον» συστατικών, το Ε322. Υπάρχει και στο ψυγείο σας και λέγεται λεκιθίνη ή αλλιώς κρόκος αβγού!
Η λεκιθίνη έχει μια πολύ ενδιαφέρουσα ιδιότητα που οι σεφ εκμεταλλεύονται εδώ και εκατοντάδες χρόνια: μπορεί να μετατρέψει ένα ετερογενές, δηλαδή διαχωρισμένο, μείγμα λαδιού και νερού σε ένα ενιαίο προϊόν. Ξέρουμε βέβαια πως το λάδι και το νερό δεν αναμειγνύονται, το βλέπουμε κάθε φορά που βάζουμε ξίδι και λάδι στη σαλάτα. Η λεκιθίνη του αβγού όμως είναι το μυστικό τρίτο συστατικό της μαγιονέζας. Τα μόρια της λεκιθίνης έχουν στο ένα άκρο τους ομάδες που προτιμούν να προσεγγίσουν τα μόρια του λαδιού γιατί έχουν όμοιες ιδιότητες, ενώ στο άλλο άκρο έχουν ομάδες που προτιμούν να προσεγγίσουν τα μόρια του νερού γιατί με εκείνα «ταιριάζουν» περισσότερο. Ετσι τα μόρια της λεκιθίνης λειτουργούν ως συνδετικοί κρίκοι παρεμβάλλοντας τους εαυτούς τους ανάμεσα σε μόρια νερού και σε μόρια λαδιού. Μπορείτε να φανταστείτε το τελικό αποτέλεσμα ως μικροσκοπικές φυσαλίδες νερού καμουφλαρισμένες μέσα σε μόρια λεκιθίνης να πλέουν διάσπαρτες μέσα στο λάδι. Αν έχετε χρησιμοποιήσει και ξίδι, κι αυτό εκεί μέσα θα το βρείτε.


Κυρίως πιάτο: Μπριζόλες και αντίδραση Μαγιάρ

Χωρίς την αντίδραση Μαγιάρ δεν θα γευόμασταν το ωραίο, καλοψημένο εξωτερικά και ζουμερό εσωτερικά κρέας

Πολλοί καυχώνται ότι είναι μαέστροι στο ψήσιμο, λίγοι όμως πετυχαίνουν αυτή τη φίνα γεύση που κάνει το ψητό κρέας τόσο λαχταριστό. Εκείνη την πλούσια γεύση που πλημμυρίζει το στόμα μας και μας ωθεί να κόψουμε άλλη μια μπουκιά από αυτή την μπριζόλα με το σκούρο χρώμα στην εξωτερική επιφάνεια και τη ζουμερή υφή στο εσωτερικό. Σκουπίζετε σχολαστικά τα κομμάτια του κρέατος πριν από το μαγείρεμα; Μαρινάρετε το κρέας αποβραδίς; Τότε, εκτός από καλός μάγειρας, είστε και επιδέξιος χημικός, αλλά δεν το ξέρετε.
Το κρέας αποτελείται κατά κύριο λόγο από νερό (περίπου 75%). Αλλά επίσης περιέχει πρωτεΐνες, ζωικά λίπη (όπως η χοληστερόλη) και λίγους υδατάνθρακες (σάκχαρα). Αν κοιτάξουμε την εικόνα με μεγαλύτερη ανάλυση, θα δούμε με περισσότερη λεπτομέρεια ορισμένα χαρακτηριστικά σημεία των μορίων πρωτεϊνών και υδατανθράκων που οι χημικοί ονομάζουν λειτουργικές ομάδες. Ονομάζονται έτσι γιατί η κάθε ομάδα «λειτουργεί» (συμμετέχει σε αντιδράσεις) με έναν ενιαίο τρόπο. Οι πρωτεΐνες, π.χ., διαθέτουν σε διάφορα σημεία των μορίων τους αμινομάδες (ένα άτομο αζώτου με δύο υδρογόνου) και οι υδατάνθρακες, αντίστοιχα, καρβονυλομάδες (ένα άτομο άνθρακα με ένα οξυγόνου). Τα δύο αυτά τμήματα των πρωτεϊνών και των υδατανθράκων μπορούν, κάτω από τις κατάλληλες συνθήκες, να αντιδράσουν μεταξύ τους παράγοντας νέα μόρια. Η αντίδραση αυτή λέγεται αντίδραση Μαγιάρ, προς τιμήν του γάλλου χημικού Louis-Camille Maillard που τη μελέτησε το 1912. Τα μόρια που προκύπτουν από αυτόν τον τύπο αντίδρασης έχουν μεγάλη ποικιλομορφία, στην οποία οφείλεται η περίπλοκη γεύση των μαγειρεμένων εδεσμάτων. Ακόμη πιο ενδιαφέρον είναι ότι τα μόρια αυτά έχουν τη δυνατότητα να συνεχίσουν να αντιδρούν με αυτόν τον τρόπο και τελικά σε ένα και μόνο κομμάτι μπριζόλας μπορεί να υπάρχουν εκατοντάδες διαφορετικά προϊόντα της αντίδρασης Μαγιάρ.
Ενα γευστικό αποτέλεσμα συνδέεται με την έκταση στην οποία πραγματοποιείται η αντίδραση. Πώς μπορούμε να το εξασφαλίσουμε αυτό; Κατ’ αρχάς με τη θερμοκρασία. Οι αντιδράσεις Μαγιάρ ευνοούνται σε θερμοκρασίες μεταξύ 110°C και 170°C. Προσέξτε όμως: είπαμε ότι το 75% του κρέατος αποτελείται από νερό το οποίο βράζει στους 100°C. Μέχρι να απομακρυνθεί η μεγαλύτερη ποσότητα νερού από την επιφάνεια του κρέατος, η αντίδραση περιορίζεται σημαντικά. Θυμάστε που σας ρωτήσαμε αν σκουπίζετε το κρέας προτού το βάλετε στη σχάρα; Τώρα ξέρετε το γιατί! Προσέξτε μόνο μην το παρακάνετε καθώς θέλουμε στεγνή επιφάνεια αλλά ζουμερό εσωτερικό.
Αλλος τρόπος να επιταχύνουμε την αντίδραση είναι να πολλαπλασιάσουμε τα κέντρα της αντίδρασης. Σας ακούγεται πολύ εξεζητημένο; Εχει ένα πολύ κοινό όνομα: μαρινάρισμα! Στο μαρινάρισμα χρησιμοποιούμε συνήθως λάδι, μπαχαρικά, ξίδι, χυμό λεμονιού, μέλι και ζάχαρη. Τα τελευταία τέσσερα συστατικά στοχεύουν στην επιτάχυνση της αντίδρασης Μαγιάρ, καθώς το μέλι και η ζάχαρη συνεισφέρουν περισσότερους υδατάνθρακες και επομένως καρβονυλομάδες, ενώ το ξίδι και ο χυμός λεμονιού αποδιοργανώνουν τη δομή των πρωτεϊνών και βοηθούν τα προϊόντα της αντίδρασης Μαγιάρ να διεισδύσουν βαθύτερα στο κρέας.
Η αντίδραση αυτή δεν αφορά μόνο τους κρεατοφάγους. Είναι και μέρος της τέχνης της αρτοποιίας. Αν αλείφετε τις δημιουργίες σας, είτε είναι ψωμάκια είτε είναι πίτες, με γάλα ή αβγό, προσφέρετε και πάλι επιπλέον κέντρα στην αντίδραση Μαγιάρ. Στην περίπτωση αυτή έχουμε σε αφθονία υδατάνθρακες (και καρβονυλομάδες) από το αλεύρι αλλά μας λείπουν πρωτεΐνες (και αμινομάδες). Ετσι τις προσθέτουμε είτε με τις πρωτεΐνες του γάλακτος είτε με τις πρωτεΐνες του αβγού.

Επιδόρπιο: Κέικ με γλάσο σοκολάτας

Κέικ – πώς και γιατί φουσκώνει «μόνο του»

Ας το ξεκαθαρίσουμε ευθύς εξαρχής: δεν υπάρχει αλεύρι που φουσκώνει μόνο του. Εννοούμε, φυσικά, ότι το αλεύρι αυτό καθαυτό δεν φουσκώνει. Αλλα συστατικά δημιουργούν αυτό το αποτέλεσμα και μπορούμε να τα προσθέσουμε από μόνοι μας ή να αγοράσουμε προϊόντα που τα περιέχουν ήδη. Σχεδόν όλες οι συνταγές για κέικ αναφέρουν είτε τη χρήση μπέικιν πάουντερ (baking powder) είτε τη χρήση αλευριού που «φουσκώνει μόνο του». Είτε έτσι είτε αλλιώς, όμως, το χημικό προφίλ τους είναι το ίδιο: η ζύμη απελευθερώνει μικροσκοπικές φυσαλίδες αερίου κατά τη διάρκεια του ψησίματος. Φυσικά εμείς τις βάζουμε εκεί, μασκαρεμένες καταλλήλως.
Οι φυσαλίδες αυτές περιέχουν διοξείδιο του άνθρακα, ένα από τα πλέον διαδεδομένα αέρια στην ατμόσφαιρα του πλανήτη μας. Ακριβώς επειδή είναι ένα αέριο τόσο σημαντικό στον κύκλο της ζωής, η φύση έχει βρει τρόπο να το παγιδεύει και να το ελευθερώνει μέσα από απλές χημικές αντιδράσεις. Ενα μόριο διοξειδίου του άνθρακα και ένα μόριο νερού αναδιατάσσονται μεταξύ τους και σχηματίζουν ένα νέο μόριο που ονομάζεται ανθρακικό οξύ. Το οξύ αυτό είναι εξαιρετικά ασταθές, όταν όμως αντιδρά εκ νέου με άλλα συστατικά προκύπτουν πιο σταθερές ενώσεις όπως το όξινο ανθρακικό νάτριο (διττανθρακική σόδα ή μαγειρική σόδα) και το ανθρακικό νάτριο (σόδα πλύσης).

Εμείς, όταν μαγειρεύουμε, το μόνο που κάνουμε είναι να πάρουμε μαγειρική σόδα και να την προσθέσουμε στη ζύμη μας, μαζί με ένα όξινο συστατικό. Το τελευταίο διασπά τη μαγειρική σόδα απελευθερώνοντας και πάλι αέριο διοξείδιο του άνθρακα και έτσι η ζύμη φουσκώνει. Το μπέικιν πάουντερ μας γλιτώνει λίγο κόπο καθώς διαθέτει και τα δύο απαραίτητα συστατικά, δηλαδή μαγειρική σόδα και όξινο παράγοντα, καθώς και ένα τρίτο συστατικό που δρα ως σταθεροποιητής ως τη στιγμή της χρήσης του. Σας συνιστούμε να χρησιμοποιήσετε μπέικιν πάουντερ για το κέικ σας γιατί η μαγειρική σόδα θα μας χρειαστεί λίγο αργότερα.


Η χημεία κυβερνά το πώς το κέικ φουσκώνει αλλά και το πώς το λαχταριστό σοκολατένιο γλάσο έχει τέλεια υφή

Βελούδινη σοκολάτα: πως να την πετύχετε και πως να φτιάξετε «σοκο-εμβόλια»
Κάποιοι λένε ότι έχουν γνωρίσει ανθρώπους που δεν τρώνε σοκολάτα, αλλά η επιστήμη δεν έχει καταφέρει ακόμη να αποδείξει την ύπαρξή τους. Εχει όμως μελετήσει με προσοχή το πώς η σοκολάτα παρασκευάζεται. Πού οφείλει αυτή η υπέροχη λιχουδιά τη βελούδινη υφή της και γιατί οι συνταγές για το «στρώσιμο» σοκολάτας διαφέρουν τόσο μεταξύ τους;
Η σοκολάτα, ειδικά η λεγόμενη «υγείας» ή και μαύρη σοκολάτα, αποτελείται βασικά από βούτυρο του κακάο, ένα είδος φυτικού λίπους. Η μαύρη σοκολάτα περιέχει ως και 70% από αυτό.
Από τη φύση τους τα μόρια του βουτύρου του κακάο έχουν την ικανότητα να διατάσσονται στον χώρο με ένα συγκεκριμένο σχέδιο το οποίο ονομάζουμε κρυσταλλική δομή. Για την ακρίβεια, υπάρχουν έξι διαφορετικές δομές σύμφωνα με τις οποίες μπορούν να κρυσταλλωθούν αυτά τα μόρια, η κάθε δομή με διαφορετικές ιδιότητες. Πολλοί θα θυμούνται από το σχολείο τις εντελώς διαφορετικές ιδιότητες των δύο κρυσταλλικών δομών του άνθρακα: διαμάντι (σκληρό – διαφανές) και γραφίτης (μαλακός – αδιαφανής). Κάτι παρόμοιο συμβαίνει και με το βούτυρο του κακάο. Η πιο σταθερή κρυσταλλική δομή είναι η έκτη (VI), αλλά δεν έχει καλή υφή και γεύση, ενώ αυτή που έχουμε συνηθίσει να αγοράζουμε και προσπαθούμε να πετύχουμε στα σπιτικά σοκολατάκια είναι η δομή V. Αν αγοράσετε μια σοκολάτα και δείτε στην επιφάνειά της λευκά σημάδια, πιθανότατα η δομή V άρχισε να μετατρέπεται στην VI.
Είτε πρόκειται για τη βιομηχανική παρασκευή σοκολάτας είτε για το «στρώσιμο» της σοκολάτας που κάνουν οι σεφ, ο στόχος μας είναι να αποφύγουμε όλες τις άλλες κρυσταλλικές μορφές και να στερεοποιήσουμε τη σοκολάτα αποκλειστικά στην κρυσταλλική δομή V. Αυτό είναι εξαιρετικά δύσκολο με οικιακά μέσα αλλά όχι ανέφικτο. Οι συνταγές διδάσκουν πολλούς διαφορετικούς τρόπους, αλλά αυτό που πρέπει να πετύχουμε είναι το εξής: θέρμανση της σοκολάτας με ήπιο και ομοιογενή τρόπο το πολύ ως τους 50°C, γρήγορη ψύξη ως τους 28°C περίπου, ελαφρά θέρμανση εκ νέου ως τους 31°C και νέα ψύξη, με αργό ρυθμό, μέχρι να γίνει η σοκολάτα και πάλι στερεή. Τι συμβαίνει με αυτόν τον τρόπο; Με το αρχικό λιώσιμο της σοκολάτας καταστρέφουμε κάθε είδος κρυστάλλων που υπήρχε, οπότε ξεκινάμε από το «σημείο μηδέν». Με τη γρήγορη ψύξη προκαλούμε τον σχηματισμό μικρών ποσοτήτων κρυστάλλων όλων των τύπων. Αλλά μην ξεχνάτε, θέλουμε μόνο τον τύπο V. Εδώ είναι όλη η μαεστρία. Θερμαίνοντας ήπια στους 31°C καταστρέφουμε όλους τους άλλους τύπους κρυστάλλων εκτός από αυτόν που επιθυμούμε. Στη συνέχεια η νέα ψύξη γίνεται παρουσία μόνο κρυστάλλων V, οι οποίοι λειτουργούν ως «σημεία αναφοράς» γύρω από τα οποία στερεοποιείται αργά αλλά με τη σωστή «καθοδήγηση» όλη η μάζα σοκολάτας.
Ολες οι συνταγές έχουν αυτόν τον σκοπό και τον πετυχαίνουν με διάφορους τρόπους. Ο πλέον εγγυημένος όμως για μια επαναλαμβανόμενη συνταγή κρυστάλλωσης είναι ο λεγόμενος εμβολιασμός, η προσθήκη, δηλαδή, μιας μικροποσότητας έτοιμων κρυστάλλων τύπου V στο μείγμα. Η τεχνική του εμβολιασμού είναι εξαιρετικά διαδεδομένη στη χημική βιομηχανία και υπάρχουν αρκετές συνταγές σοκολάτας που επίσης την εφαρμόζουν. Η ιδέα είναι πολύ απλή: βάζουμε εμείς οι ίδιοι τα κέντρα αναφοράς γύρω από τα οποία η υπόλοιπη μάζα θα αρχίσει μια διατεταγμένη κρυστάλλωση. Συνήθως η κατάλληλη χρονική στιγμή γι’ αυτό είναι πριν από την τελική ψύξη, στη δική μας περίπτωση επομένως την ψύξη που ακολουθεί τη θέρμανση στους 31°C. Η χρήση της τεχνικής αυτής προϋποθέτει ότι έχετε ήδη μια επιτυχημένη παρασκευή «στρωμένης» σοκολάτας στο ενεργητικό σας και έχετε κρατήσει μια μικρή ποσότητα από αυτήν. Οπότε η συμβουλή μας είναι να διαλέξετε πρώτα μια συνταγή που να σας φαίνεται απλή και κατανοητή και να την εφαρμόσετε με απόλυτη ακρίβεια. Μην αλλάξετε τις ποσότητες της συνταγής και αναζητήστε τα σκεύη που σας προτείνονται γιατί στόχος είναι ο καλός έλεγχος της θερμοκρασίας. Οταν φτιάξετε μια καλή ποσότητα «στρωμένης» σοκολάτας και νιώσετε εξοικειωμένοι, κρατήστε λίγη στην άκρη για μελλοντική χρήση, με μια συνταγή που θα ακολουθεί την τεχνική του εμβολιασμού. Το θερμόμετρο ακριβείας και ένα σημειωματάριο θα σας είναι απαραίτητα εργαλεία, όποια συνταγή και αν διαλέξετε.

Ωρα για καθάρισμα: Σόδα, όχι μόνο για χώνεψη


Η μαγειρική σόδα είναι το καλύτερο καθαριστικό για τα λίπη που έχουν απομείνει στα σκεύη μετά το μαγείρεμα. Η χημεία εξηγεί το γιατί

Σας έριξαν στη μοιρασιά και σας έμεινε μια στοίβα με πιάτα και ταψιά για πλύσιμο; Αν κρατήσατε τη μαγειρική σόδα, όπως σας συμβουλέψαμε προηγουμένως, μην ανησυχείτε. Τα λίπη, ειδικά αυτά που ξεραίνονται στο ψήσιμο ή στο τηγάνισμα, είναι το πιο δύσκολο κομμάτι του καθαρισμού των μαγειρικών σκευών. Και ο λόγος που είναι δύσκολο είναι ότι τα λίπη δεν διαλύονται στο νερό, επομένως είναι πολύ δύσκολο να τα απομακρύνουμε χρησιμοποιώντας νερό. Ενας πολύ καλός διαλύτης για τα λίπη αυτά είναι εκείνος που χρησιμοποιείται στα βερνίκια των νυχιών. Αλλά δεν είναι και πολύ καλή ιδέα να τον βάλουμε στην κουζίνα μας. Οπότε τι μας απομένει; Να κάνουμε τα λίπη διαλυτά στο νερό με μια χημική αντίδραση. Το κατάλληλο αντιδραστήριο γι’ αυτό υπάρχει στις περισσότερες κουζίνες και είναι απλά η μαγειρική σόδα. Το νάτριο της σόδας παίρνει τη θέση ενός υδρογόνου από τα λίπη και τα μετατρέπει σε άλατα με νάτριο, ένα είδος σαπουνιού. Το άλας αυτό είναι ευδιάλυτο στο νερό και έτσι απομακρύνονται τα υπολείμματα του λίπους. Ολα τα τεχνάσματα, βέβαια, έχουν τα όριά τους, οπότε, αν κάψατε το φαγητό, πιθανότατα δεν έχουν απομείνει μόρια λίπους για να κάνουν αυτή την αντίδραση παρά μόνο κατεστραμμένη (οξειδωμένη) οργανική ύλη. Οπότε μπορεί να χρειαστείτε καινούργιο σκεύος!

Η δρ Νατάσα Βάρβογλη είναι χημικός σε ελληνική φαρμακοβιομηχανία.
Ο κ. Χάρης Βάρβογλης είναι καθηγητής του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ.