Chimica allo spiedo: gli scienziati sono bravi a cucinare il barbecue

2024 Autore: Malcolm Clapton | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 04:01

Quali trasformazioni chimiche avvengono con il kebab in tutte le fasi della sua preparazione.

La preparazione del kebab, dal punto di vista del chimico, è un processo complesso, in ogni fase del quale si verificano un gran numero di reazioni sottili e interconnesse. Se affronti la questione con saggezza, la ricetta per un buon kebab sarà paragonabile ai singoli metodi di sintesi organica - o addirittura li supererà. E, come in un esperimento scientifico a tutti gli effetti, nella preparazione del barbecue ci sono molti dettagli da cui dipende l'ottimizzazione del processo - e quindi il gusto e l'aroma del prodotto finale.

Quindi, per cucinare un kebab, devi eseguire due passaggi principali: marinare la carne e friggerla sul carbone. Ma prima, scopriamo cos'è la carne, in termini di chimica.

La carne

Ciò che chiamiamo carne e compriamo nel negozio travestito da maiale e manzo è in realtà la muscolatura scheletrica striata degli animali. A meno che, ovviamente, non consideriamo le frattaglie, come il cuore, che non vengono utilizzate per il barbecue. Oltre al tessuto muscolare stesso, anche il tessuto adiposo e connettivo, che è adiacente ad essi, si riferisce alla carne.

Il tessuto muscolare ha una struttura curiosa. Siamo abituati al fatto che le cellule del nostro corpo sono solitamente molto piccole, invisibili all'occhio. L'unità strutturale di un muscolo è una fibra muscolare - e questa è una grande cellula lunga diversi centimetri e con un diametro di centinaia di micrometri. È formato dalla fusione di migliaia di altre cellule, a causa delle quali possono esserci diverse migliaia di nuclei nella fibra muscolare.

La proprietà principale delle fibre muscolari è la capacità di contrarsi. Questo è il modo in cui noi (e altri animali) muoviamo i nostri arti - e altro ancora. Questo è fornito da proteine speciali: actina e miosina. Sono molecole allungate che formano lunghi fasci all'interno delle cellule. Sotto l'influenza di fattori esterni (impulso nervoso), questi fasci iniziano a muoversi l'uno rispetto all'altro, tirando verso il centro. L'intera fibra è divisa in collegamenti separati: sarcomeri, fissati insieme.

Inoltre, la carne contiene grandi quantità di proteine elastina e collagene nel tessuto connettivo. Sono in gran parte responsabili delle caratteristiche meccaniche della carne (tenacità, ecc.). La mioglobina proteica è responsabile del colore della carne. In generale, la carne è in gran parte un prodotto proteico, ma, naturalmente, contiene abbastanza strati di grasso.

marinatura

La carne viene marinata per risolvere contemporaneamente più problemi: per renderla più morbida, per darle un sapore in più e per effettuare un trattamento antimicrobico primario.

Le molecole di collagene, che determinano la durezza della carne, formano normalmente fibre forti, fibrille. Questo assemblaggio avviene sotto l'influenza dei legami idrogeno - l'attrazione tra frammenti di amminoacidi parzialmente carichi (polarizzati). Esattamente gli stessi legami sorgono tra le molecole d'acqua - tra l'atomo di idrogeno di una molecola e l'ossigeno di un'altra.

Molte marinate sono acide a causa della presenza di acidi in esse - il più delle volte acetico (ad esempio nel vino, maionese o aceto), limone e acido lattico. Anche la salsa di soia e la salsa teriyaki hanno un mezzo acido: contengono una grande quantità di acido piroglutammico, nonché acido succinico, citrico, formico e acetico.

Ciò significa che ci sono molti cationi idrogeno nelle marinate che sono in grado di legarsi alle molecole proteiche e protonarle. Ciò modifica la distribuzione delle cariche nelle molecole e interrompe la struttura fine dei legami idrogeno, che porta a un cambiamento nella geometria delle molecole proteiche. Di conseguenza, le proteine vengono denaturate: le fibre di collagene e actina si gonfiano, si ammorbidiscono, il collagene si dissolve gradualmente.

Lo stesso effetto può essere ottenuto senza l'uso di acidi. Ad esempio, alcuni frutti tropicali, come la papaia e l'ananas, contengono enzimi che scompongono l'elastina e il collagene in singoli amminoacidi e le proteasi batteriche e fungine possono allo stesso modo abbattere le proteine delle fibre muscolari. Esistono metodi fisici per ammorbidire la carne, trattenendo a pressioni dell'ordine di diverse migliaia di atmosfere, che porta anche alla denaturazione delle proteine.

La velocità con cui la carne viene marinata dipende anche dalla composizione della marinata. Ad esempio, è stato dimostrato che la presenza di alcol nella marinata accelera il processo di marinatura. Ciò è dovuto al fatto che la membrana lipidica delle cellule si dissolve meglio nell'alcol che nell'acqua. Anche varie sostanze ausiliarie, come i tannini nel vino e nella birra, svolgono un ruolo nell'intenerire la carne.

Vale la pena notare che il decapaggio non porta sempre all'ammorbidimento della carne. In alcune situazioni una marinatura eccessiva (in presenza di troppo acido o alcol) perde acqua e diventa troppo dura. Lo stesso effetto può essere ottenuto cuocendo troppo la carne, quindi la maggior parte dell'acqua semplicemente "volerà via" da essa.

Il secondo effetto più importante è l'antimicrobico. Ma non solo gli acidi ne sono responsabili, ma anche altri componenti della marinata, come le cipolle. Numerosi studi sono stati dedicati a vari metodi per distruggere gli organismi nocivi nella carne; in uno degli autori più curiosi, hanno proposto di aggiungere la lavorazione in un bagno ad ultrasuoni allo schema standard di marinatura della carne nella birra.

Va notato che la seconda fase della cottura dello shashlik avvia la sintesi di alcuni agenti cancerogeni, sostanze nocive che possono potenzialmente causare il cancro. Ciò vale in particolare per i prodotti della carbonizzazione del grasso che cola sui carboni. Questi includono benzo [a] pirene e altri idrocarburi poliaromatici.

Un'altra classe di agenti cancerogeni derivanti dalla carbonizzazione della carne sono le ammine eterocicliche. Queste sostanze sono in grado di formare complessi con il DNA e influenzare l'attività vitale delle cellule. Uno studio ha anche scoperto che l'assunzione di pirene nella dieta e il rischio di adenoma del colon-retto correlano il consumo frequente di carne affumicata o alla griglia con alcuni tipi di cancro. Di conseguenza, si raccomanda di ridurre il più possibile l'uso di tali sostanze. Ma anche il decapaggio può aiutare qui.

Esistono diversi studi di chimici portoghesi e spagnoli che indicano che alcuni tipi di marinate riducono la probabilità di formazione di questi agenti cancerogeni. Ad esempio, la marinatura nella birra scura inibisce parzialmente l'effetto delle marinate di birra sulla formazione di idrocarburi policiclici aromatici nella carne di maiale alla brace, la formazione di idrocarburi poliaromatici e per ridurre la proporzione di ammine eterocicliche formate, le marinature a base di vino, birra o anche quelli contenenti tè dovrebbero essere scelti. In generale, l'effetto delle marinate sulla formazione di idrocarburi poliaromatici in generale non è ancora ben compreso. Altri possibili inibitori includono cipolle, aglio, spezie e sottaceti con acido citrico.

Frittura

La marinatura, a causa della denaturazione della maggior parte delle proteine, accelera notevolmente il processo di cottura. Ciò evita l'esposizione prolungata al calore e l'evaporazione di troppa acqua. Insieme all'accelerazione della denaturazione delle proteine, la frittura con carbone di legna avvia molti altri processi chimici nella carne.

La prima di queste è la nota reazione di Maillard. È lei che è responsabile della formazione di sostanze organiche dall'odore forte, che danno un odore speciale alla carne fritta. Gli amminoacidi presenti nella carne e negli zuccheri entrano in questa reazione. Di conseguenza, si formano composti eterociclici complessi, derivati di furano, tiofene, alchilpiridine e pirazine.

Il profilo aromatico specifico per ogni tipo di carne è diverso, è determinato dal rapporto tra le concentrazioni di migliaia di sostanze aromatiche formatesi durante la frittura. Nel caso del pollo e del maiale fritti, i prodotti di condensazione della cisteina con gli zuccheri, come il 2-metil-3-furanetiolo e il suo dimero, nonché il 2-furilmetantiolo, svolgono un ruolo importante nell'aroma.

Naturalmente, anche altri amminoacidi reagiscono con gli zuccheri. La metionina, ad esempio, interagisce con gli zuccheri e si degrada a metionale, una sostanza che odora di patate fritte.

È chiaro che proteine e zuccheri non si trovano solo nella carne. Pertanto, la reazione di Maillard gioca un ruolo anche nell'aroma di altri piatti. Ad esempio, i prodotti da forno (e alcuni tipi di riso) odorano di 2-acetilpirrolina, un prodotto di reazione tra prolina e zuccheri. In piccole quantità, questa sostanza si trova anche nella carne fritta.

Il secondo processo chimico è la carbonizzazione dei grassi. I grassi sono esteri del glicerolo e degli acidi grassi organici come stearico, palmitico e così via. Quando trattati termicamente, vengono convertiti chimicamente in aldeidi come esadecanale, esanale e così via. È interessante notare che il roast beef contiene più aldeidi del pollo e del maiale, il che li rende diversi. E il caratteristico odore di agnello è dovuto agli acidi 4-metilottanoico e 4-metilnonanoico.

Il terzo processo è la reazione tra i prodotti della carbonizzazione dei grassi ei prodotti della reazione di Maillard. Questi sono tutti i tipi di alcantioli, alchilpiridine, derivati alchilici di tiofeni, pirroli, tiopirani, tiazoli e così via. La parte alchilica in essi deriva dal componente grasso e la parte eterociclica dal componente Mayar.

Inoltre, durante la cottura della carne si verificano altre reazioni che coinvolgono gli amminoacidi. Pertanto, la cisteina e il glutatione formano tritiolani e ditiazine durante il trattamento termico, che danno anche un contributo significativo all'odore.

Il gusto e l'aroma degli spiedini sono dati non solo dai prodotti di decomposizione di amminoacidi, zuccheri e grassi, ma anche dai prodotti della combustione del carbone. Tra questi, vale la pena evidenziare il siringolo (il suo nome, tra l'altro, deriva dal nome latino di lillà, Syringa vulgaris) e il guaiacolo - si formano durante la scomposizione della lignina, un legante per le molecole di cellulosa nel legno. Queste sostanze conferiscono al kebab (o barbecue) il caratteristico odore di fumo.

Decine di dettagli tecnici del processo di cottura influiscono sul rapporto delle sostanze aromatiche nel kebab finito: temperatura, durata della tostatura, scelta del carbone, carne, marinata, tempo di marinatura. E questa è una grande opportunità per, armati di un metodo scientifico, trovare da soli la tua ricetta ottimale per il barbecue e, forse, anche scrivere un articolo scientifico al riguardo - con una descrizione particolarmente succosa della parte sperimentale.