Hóa học trên xiên: Các nhà khoa học nấu thịt nướng giỏi

2024 Tác giả: Malcolm Clapton | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 04:15

Những biến đổi hóa học nào xảy ra với kebab ở tất cả các giai đoạn chuẩn bị của nó.

Theo quan điểm của các nhà hóa học, việc chuẩn bị kebab là một quá trình phức tạp, ở mỗi giai đoạn, một số lượng lớn các phản ứng tinh vi và có liên quan đến nhau sẽ diễn ra. Nếu bạn tiếp cận vấn đề một cách khôn ngoan, công thức cho một chiếc kebab ngon sẽ có thể so sánh với các phương pháp tổng hợp hữu cơ riêng lẻ - hoặc thậm chí vượt qua chúng. Và, như trong một thí nghiệm khoa học chính thức, trong quá trình chuẩn bị thịt nướng, có rất nhiều chi tiết mà sự tối ưu hóa của quá trình phụ thuộc vào - và do đó là hương vị và mùi thơm của sản phẩm cuối cùng.

Vì vậy, để nấu được món thịt nướng, bạn cần thực hiện hai bước chính là ướp thịt và nướng trên than hoa. Nhưng trước tiên, hãy tìm hiểu xem thịt là gì - về mặt hóa học.

Thịt

Những gì chúng ta gọi là thịt và mua trong cửa hàng được ngụy trang dưới dạng thịt lợn và thịt bò thực sự là hệ cơ vân xương của động vật. Tất nhiên, trừ khi chúng tôi sẽ không xem xét nội tạng, chẳng hạn như tim, không được sử dụng để nướng thịt. Ngoài các mô cơ, mô mỡ và mô liên kết, tiếp giáp với chúng, cũng được gọi là thịt.

Mô cơ có cấu trúc kỳ lạ. Chúng ta đã quen với thực tế là các tế bào của cơ thể chúng ta thường rất nhỏ, mắt thường không nhìn thấy được. Đơn vị cấu trúc của cơ là một sợi cơ - và đây là một tế bào lớn dài vài cm và đường kính hàng trăm micromet. Nó được hình thành bởi sự hợp nhất của hàng nghìn tế bào khác, do đó có thể có vài nghìn hạt nhân trong sợi cơ.

Tính chất chính của sợi cơ là khả năng co bóp. Đây là cách chúng ta (và các động vật khác) di chuyển tay chân của mình - và hơn thế nữa. Điều này được cung cấp bởi các protein đặc biệt - actin và myosin. Chúng là các phân tử kéo dài tạo thành các bó dài bên trong tế bào. Dưới tác động của các yếu tố bên ngoài (xung thần kinh), các bó này bắt đầu di chuyển tương đối với nhau, kéo về trung tâm. Toàn bộ sợi được chia thành các liên kết riêng biệt - sarcomeres, gắn chặt với nhau.

Ngoài ra, thịt chứa một lượng lớn các protein elastin và collagen trong mô liên kết. Chúng chịu trách nhiệm phần lớn cho các đặc tính cơ học của thịt (độ dai, v.v.). Protein myoglobin chịu trách nhiệm về màu sắc của thịt. Nhìn chung, thịt chủ yếu là một sản phẩm protein, nhưng tất nhiên, có đủ các lớp chất béo trong đó.

Ngâm chua

Thịt được ướp để giải quyết một số vấn đề cùng một lúc: để làm cho nó mềm hơn, để có thêm hương vị và để thực hiện việc xử lý kháng khuẩn chính.

Các phân tử collagen, chất quyết định độ cứng của thịt, thường tạo thành các sợi chắc, dạng sợi. Quá trình lắp ráp này diễn ra dưới ảnh hưởng của các liên kết hydro - lực hút giữa các đoạn axit amin tích điện một phần (phân cực). Chính xác là các liên kết giống nhau nảy sinh giữa các phân tử nước - giữa nguyên tử hydro của một phân tử này và oxy của một phân tử khác.

Nhiều loại nước ướp có tính axit do sự hiện diện của axit - thường là axit axetic (ví dụ, trong rượu vang, sốt mayonnaise hoặc giấm), chanh và axit lactic. Nước tương và nước sốt teriyaki cũng có môi trường axit - chúng chứa một lượng lớn axit pyroglutamic, cũng như axit succinic, citric, formic và axetic.

Điều này có nghĩa là có nhiều cation hydro trong marinades có thể liên kết với các phân tử protein và proton hóa chúng. Điều này làm thay đổi sự phân bố điện tích trong phân tử và phá vỡ cấu trúc tốt của liên kết hydro, dẫn đến thay đổi hình học của phân tử protein. Kết quả là protein bị biến tính: sợi collagen và actin trương lên, mềm ra, collagen tan dần.

Hiệu quả tương tự có thể đạt được mà không cần sử dụng axit. Ví dụ, một số loại trái cây nhiệt đới, chẳng hạn như đu đủ và dứa, chứa các enzym phân hủy elastin và collagen thành các axit amin đơn lẻ, và tương tự như vậy, protease vi khuẩn và nấm cũng có thể phân hủy protein sợi cơ. Có những phương pháp vật lý để làm mềm thịt - giữ ở áp suất khoảng vài nghìn atm, điều này cũng dẫn đến sự biến tính của protein.

Tốc độ ướp thịt cũng phụ thuộc vào thành phần của nước ướp. Ví dụ, sự hiện diện của rượu trong nước xốt đã được chứng minh là có thể đẩy nhanh quá trình ướp. Điều này là do màng lipid của tế bào hòa tan trong rượu tốt hơn trong nước. Các chất phụ trợ khác nhau, chẳng hạn như tannin trong rượu và bia, cũng đóng một vai trò trong việc làm mềm thịt.

Điều cần lưu ý là không phải lúc nào ngâm chua cũng làm cho thịt bị mềm. Trong một số tình huống, ướp quá nhiều (với quá nhiều axit hoặc rượu) sẽ làm mất nước và trở nên quá cứng. Hiệu quả tương tự có thể đạt được bằng cách nấu chín quá thịt - khi đó phần lớn nước sẽ đơn giản "bay đi" khỏi thịt.

Tác dụng quan trọng thứ hai là kháng khuẩn. Nhưng không chỉ axit chịu trách nhiệm cho nó, mà còn các thành phần khác của nước xốt, chẳng hạn như hành tây. Rất nhiều nghiên cứu đã được dành cho các phương pháp tiêu diệt các sinh vật có hại trong thịt; một trong những tác giả tò mò nhất, họ đã đề xuất thêm chế biến trong bể siêu âm vào sơ đồ tiêu chuẩn của việc ướp thịt trong bia.

Cần lưu ý rằng giai đoạn thứ hai của nấu ăn shashlik bắt đầu quá trình tổng hợp một số chất gây ung thư - chất độc hại có khả năng gây ung thư. Điều này đặc biệt áp dụng cho các sản phẩm cháy mỡ nhỏ giọt vào than. Chúng bao gồm benzo [a] pyrene và các hydrocacbon đa thơm khác.

Một nhóm chất gây ung thư khác phát sinh từ sự cháy của thịt là các amin dị vòng. Những chất này có khả năng tạo phức với DNA và ảnh hưởng đến hoạt động sống của tế bào. Một nghiên cứu thậm chí còn phát hiện ra lượng tiêu thụ Pyrene trong chế độ ăn uống và nguy cơ mắc bệnh u tuyến đại trực tràng có liên quan đến việc tiêu thụ thường xuyên thịt hun khói hoặc nướng với một số bệnh ung thư. Theo đó, nên giảm sử dụng các chất đó càng nhiều càng tốt. Nhưng ngâm chua cũng có thể giúp ích ở đây.

Có một số nghiên cứu của các nhà hóa học Bồ Đào Nha và Tây Ban Nha chỉ ra rằng một số loại marinades làm giảm khả năng hình thành các chất gây ung thư này. Ví dụ, ướp trong bia đen ức chế một phần ảnh hưởng của nước ướp bia đối với sự hình thành hydrocacbon thơm đa vòng trong thịt lợn nướng than, sự hình thành hydrocacbon đa vòng và để giảm tỷ lệ amin dị vòng được hình thành, nước ướp dựa trên rượu, bia, hoặc ngay cả những loại có chứa trà cũng nên được chọn. Nhìn chung, ảnh hưởng của marinades đến sự hình thành các hydrocacbon đa thơm nói chung vẫn chưa được hiểu rõ. Các chất ức chế khác có thể bao gồm hành, tỏi, gia vị và dưa chua axit citric.

Xào

Ướp, do sự biến tính của hầu hết các protein, làm tăng tốc đáng kể quá trình nấu nướng. Điều này tránh tiếp xúc lâu với nhiệt và sự bay hơi của quá nhiều nước. Cùng với sự gia tốc của quá trình biến tính protein, quá trình chiên bằng than còn bắt đầu nhiều quá trình hóa học khác trong thịt.

Đầu tiên trong số này là phản ứng Maillard nổi tiếng. Chính cô ấy là nguyên nhân hình thành các chất hữu cơ có mùi mạnh, tạo mùi đặc biệt cho món thịt rán. Các axit amin có trong thịt và đường tham gia vào phản ứng này. Kết quả là, các hợp chất dị vòng phức tạp được hình thành, các dẫn xuất của furan, thiophene, alkylpyridine và pyrazine.

Hương vị đặc trưng của từng loại thịt là khác nhau, nó được xác định bởi tỷ lệ nồng độ của hàng nghìn chất thơm được hình thành trong quá trình chiên. Trong trường hợp gà rán và thịt lợn, các sản phẩm ngưng tụ của cysteine với đường, chẳng hạn như 2-metyl-3-furanethiol và chất dimer của nó, cũng như 2-furylmethanethiol, đóng một vai trò quan trọng trong mùi thơm.

Tất nhiên, các axit amin khác cũng phản ứng với đường. Ví dụ, methionine tương tác với đường và phân giải thành methional, một chất có mùi giống như khoai tây chiên.

Rõ ràng là protein và đường không chỉ có trong thịt. Vì vậy, phản ứng Maillard cũng đóng một vai trò trong hương thơm của các món ăn khác. Ví dụ, bánh nướng (và một số loại gạo) có mùi như 2-acetylpyrroline, một sản phẩm phản ứng giữa proline và đường. Với số lượng nhỏ, chất này cũng xuất hiện trong thịt rán.

Quá trình hóa học thứ hai là đốt cháy chất béo. Chất béo là este của glyxerol và các axit béo hữu cơ như stearic, palmitic, v.v. Khi được xử lý nhiệt, chúng được chuyển đổi về mặt hóa học thành các aldehyde như hexadecanal, hexanal, v.v. Điều thú vị là thịt bò nướng chứa nhiều aldehyde hơn thịt gà và thịt lợn, khiến chúng có mùi vị khác nhau. Và mùi thịt cừu đặc trưng là do axit 4-metyloctanoic và 4-metylnonanoic.

Quá trình thứ ba là phản ứng giữa các sản phẩm của quá trình cacbon hóa chất béo và các sản phẩm của phản ứng Maillard. Đây là tất cả các loại alkanethiols, alkylpyridine, các dẫn xuất alkyl của thiophenes, pyrroles, thiopyrans, thiazoles, v.v. Phần alkyl trong chúng phát sinh từ thành phần béo và phần dị vòng từ thành phần Mayar.

Ngoài ra, các phản ứng khác liên quan đến axit amin xảy ra khi nướng thịt. Do đó, cysteine và glutathione tạo thành trithiolans và dithiazines trong quá trình xử lý nhiệt, cũng góp phần đáng kể vào mùi.

Mùi vị và mùi thơm của thịt nướng không chỉ được tạo ra bởi các sản phẩm phân hủy của axit amin, đường và chất béo, mà còn bởi các sản phẩm của quá trình đốt than. Trong số đó, đáng chú ý là syringol (nhân tiện, tên của nó bắt nguồn từ tên Latinh của tử đinh hương, Syringa vulgaris) và guaiacol - chúng được hình thành trong quá trình phân hủy lignin, một chất kết dính các phân tử cellulose trong gỗ. Những chất này tạo cho thịt nướng (hoặc thịt nướng) có mùi khói đặc trưng.

Hàng chục chi tiết kỹ thuật của quá trình nấu ảnh hưởng đến tỷ lệ các chất thơm trong kebab thành phẩm: nhiệt độ, thời gian nướng, lựa chọn than, thịt, nước ướp, thời gian ướp. Và đây là một cơ hội tuyệt vời để, trang bị một phương pháp khoa học, tự mình tìm ra công thức tối ưu cho món nướng và thậm chí có thể viết một bài báo khoa học về nó - với một mô tả đặc biệt hấp dẫn về phần thử nghiệm.