Kemičar u kući (#24): koji kemijski procesi leže iza procesa kuhanja?

U serijalu „Kemičar u kući“ objavljujemo kemijske zanimljivosti iz svakodnevnog života. Želimo vam pokazati kako znanje kemije može svakome, pa i ne-kemičaru, pomoći u svakodnevnom životu.

Nenad Raos nedjelja, 10. siječnja 2021. u 06:00

„When is smoking, it's cooking – when is burning, it's done“ zna se u Americi reći za onog (ili onu) koji slabo ovladava kuharskim umijećem. Kada sam kao momčić u dobi od 11 ili 12 godina pokušao ispeći nekakvu zlevku od marmelade (doista jednostavan kolač), moje je kuharsko djelo ispalo malo čudno. Na vrhu je bilo sve u redu, ali dolje, dolje pri dnu, pri dodiru s plehom…  E, joj, bilo je sve crno i to tako crno da si se u tom crnom mogao ogledati kao u ogledalu. „Ugljen je dobar za želudac“, prokomentirao je moj kuharski eksperiment naš susjed koji je slučajno navratio. Točno. Carbo animalis prodaje se u ljekarnama protiv proljeva i inih probavnih problema. Ovo je pak bio nekakav carbo vegetabilis.

Čovjek je otkrio vatru, a s njome i umijeće kuhanja. Da nema vatre, da nema termičke obrade hrane (da budem precizniji) trgali bismo sirovo meso zubima poput divljih zvijeri. Kuhanje (u zraku, vodi, pari i ulju) je tajna kuhinje, no koja je tajna dobre kuhinje? Ili da postavimo to pitanje sustavnije, znanstveno ispravnije: koji kemijski procesi leže iza procesa kuhanja?

Počnimo s najjednostavnijim i najčešćim sastojkom hrane, sa škrobom. Škrob je polimer glukoze, (C6H10O5)n, a dekstrin je to isto, polimer glukoze, samo je broj n u njegovoj formuli mnogo manji. Kada se škrob grije na temperaturi od 155 do 160 oC on se hidrolizira, a to znači da kemijske veze između monomernih jedinica pucaju, pri čemu se molekula škroba raspada na manje molekule, molekule dekstrina. Dekstrin je sladak, pa u njemu leži tajna slatkoće pomfrita, korice kruha, restanog krumpira, grenadirmarša (nije to ni tako loše jelo kako se na prvi pogled čini), preprženih žganaca i pržene pšenice.

Dekstrin daje prženom jelu ne samo bolji okus nego mu i umnogome povećava prehrambenu vrijednost. Taj je ugljikohidrat naime hrana za crijevne mikrobe, i to one dobre (mikrobe mliječnog vrenja) pa jača crijevnu floru, što osigurava dobru probavu i jača imunitet. Moj recept za jačanje crijevne flore je jogurt s prženom pšenicom uz možebitni dodatak žganaca. (Pšenica se prži sasvim jednostavno. Na vruću tavu bez ikakvog dodatka uspe se šalica suhe pšenice, a zatim miješa dvije-tri minute dok ne potamni. Nakon toga se istrese na tanjur, poklopi i pusti da se ohladi.)

Dekstrin se dobiva, kao što rekoh, prženjem škroba. No nitko ne jede čisti škrob. U krumpiru, brašnu i pšeničnom zrnu ima još i proteina. Tu pak dolazi do nimalo jednostavne kemijske promjene. Riječ je o Maillardovoj reakciji, reakciji što ju je još 1912. godine otkrio i istražio francuski kemičar Louis Camille Maillard. Pri temperaturi od 110 do 170 oC aldehidna skupina šećera reagira s amino skupinom aminokiseline ili proteina uz nastajanje Schiffove baze. Nakon toga dolazi do redukcije veze C=N vicinalnom hidroksilnom skupinom, pri čemu se ona oksidira u keton. Potom slijedi ciklizacija… Iza posve jednostavnih kuharskih postupaka krije se kemija od koje boli glava: rezultat Maillardove reakcije je smeđa boja, a posebice okus i miris koji mami na još. Od te reakcije potječe boja prženog krumpira no i sve slasti kineskih jela priređenih u voku. Pečeni snijeg na kolaču može također svoju boju zahvaliti reakciji francuskog kemičara, jer se u njemu nalazi ovalbumin, protein iz bjelanjka jajeta, kome je dodan šećer.

No za ovo posljednje nisam baš siguran, ili – bolje rečeno – iza prženja zašećerenog tučenog bjelanjka („snijega“) leži još složenija kemija. Riječ je o prženju šećera. Pri prženju šećer pocrni, karamelizira se. Točnije, šećer se tali pri 170 oC da bi se na toj temperaturi počeo karamelizirati. Od takvog se, karameliziranog šećera priređuju bomboni i osvježavajuća pića. Što je Cockta, "piće vaše i naše mladosti"? Ništa drugo nego gazirani šipkov čaj zaslađen karamelom. Karamela ima i u coca-coli. On joj daje tamnu boju.

U nekoj staroj knjizi, izdanoj za vrijeme Drugog svjetskog rata piše: „Kemijski sastav produkata od prženja šećera nije još poznat.“ Nije poznat ni danas. Ono što se zna je da se prženje šećera može povezati s reakcijama eliminacije, dakle reakcijama u kojima organski spoj, u ovom slučaju šećer, gubi kisik i vodik pri čemu dolazi do nastajanja dvostrukih veza i zatvaranja prstena. No ako se s grijanjem pretjera, nastaju policiklički aromatski ugljikovodici, a oni niti su zdravi niti su ukusni. Od njih se može lako zaraditi karcinom želuca. Pri temperaturi iznad 300 oC nastaje katran, a potom grafit – to je onaj carbo vegetabilis  što sam ga dobio na dnu tepsije nakon mog prvog slastičarskog eksperimenta.

I na kraju da odgovorimo na pitanje u čemu je tajna dobre kuhinje? Odgovor je jednostavan: u temperaturi.

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik, sada u mirovini. Autor je više stručnih i 14 znanstveno-popularnih knjiga, među njima i knjige „Deset kemijskih pokusa koji su promijenili svijet“ koja je izišla 2000. godine kao prošireni katalog istoimene izložbe u zagrebačkom Tehničkom muzeju Nikola Tesla. Urednik je rubrike „Kemija u nastavi“ u časopisu Kemija u industriji, za koji piše i redovite komentare. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.