Від кулінарії — до кулінохімії

Від кулінарії — до кулінохімії

Здавна приготування їжі знаходилось під покровительством грецької богині Куліни, ім'я якої дало назву кулінарії — мистецтву створення страв. Союз цього мистецтва та хімії сприяв народженню нової галузі науки — кулінохімії.

«Ніхто не зробив так багато для поліпшення умов життя людей, як хіміки», — справедливо стверджував нобелівський лауреат Гарольд Крото. Але, незважаючи на неоціненну користь, яку хімія приносить людству, у світі процвітає хемофобія — боязнь хімії. Парадокс полягає ще й в тому, що кожен з живучих нині людей — тією чи іншою мірою хімік. Наприклад, під час прибирання, прання або куховарства.

Справді, сучасна кухня багато в чому нагадує хімічну лабораторію. З тією лише різницею, що кухонні полиці зайняті баночками, наповненими всілякими крупами і спеціями, а лабораторні — уставлені склянками з не призначеними для їжі реактивами. Замість хімічних назв «хлорид натрію» або «сахароза» на кухні звучать більш звичні слова «сіль» і «цукор». Приготування страви за кулінарним рецептом можна порівняти з методикою проведення хімічного експерименту.

Безперечно, окрім необхідних інгредієнтів шеф-кухар вкладає в кожну страву і свою душу. При цьому неважливо, чи дотримується він традицій чи імпровізує. Все це робить кулінарію особливим видом мистецтва і водночас зближує з хімічною наукою.

«Кухонна хімія» зародилась давно. У XVIII-XIX століттях вивченням проблем, так чи інакше пов'язаних з їжею, всерйоз займались багато відомих вчених, і насамперед французькі хіміки (чи не тому французька кухня вважається однією з найбільш витончених у світі?). Засновник сучасної хімії Антуан Лоран Лавуазьє виявив залежність якості м'ясного бульйону від його щільності. Він же, проводячи термохімічні дослідження, дійшов висновку про важливість дотримання балансу калорій, які споживаються людиною з їжею і витрачаються нею під час фізичної активності. Його співвітчизник Антуан Огюст Пармантьє став одним з основоположників школи хлібопечення, агітував за використання цукру, отриманого з буряку, винограду та інших овочів і фруктів, запропонував способи консервації продуктів харчування. Інший французький вчений, Мішель Шеврель, встановив склад і будову жирів. Захопившись аналізом м'ясного соку, видатний німецький хімік Юстус фон Лібіх винайшов так званий м'ясний екстракт, який дожив до наших днів під іменем «бульйонні кубики». Він також розробив молочні суміші — попередники сучасного дитячого харчування. Нарешті, знаменитий французький хімік Марселен Бертло експериментально довів можливість синтезу природних жирів з гліцерину і жирних карбонових кислот. Він вважав, що в недалекому майбутньому хімія позбавить людину важкої сільськогосподарської праці, замінивши звичні хліб, м'ясо і овочі спеціальними таблетками. У їх складі будуть всі необхідні компоненти — азотовмісні речовини (насамперед, амінокислоти і білки), жири, цукри і трохи приправ.

Його прогноз виявився пророчим: сучасні хіміки навчились «виготовляти» молоко, сир та інші продукти із сої, а на основі білків курячих яєць і харчового желатину півстоліття тому вперше отримали штучну зернисту чорну ікру. Однак і сьогодні про реакції, які протікають на Сонці, ми знаємо, мабуть, більше, ніж про найскладніші процеси, які відбуваються, коли ми щось варимо, смажимо, тушкуємо або запікаємо.

Як відомо, основними компонентами їжі людини являються білки, жири, вуглеводи, вітаміни і мінеральні речовини. Більшість їх зазнає хімічних перетворень при кулінарній обробці, визначаючи структуру і смакові якості майбутнього їстівного шедевра.

Однак природу цих хімічних процесів людина почала розуміти відносно недавно. Як це часто буває в науці, перший крок у цьому напрямку був зроблений випадково. «Сьогодні ми можемо провести конденсацію визначеного цукру з будь-якою амінокислотою» — так в січні 1912 року французький лікар і хімік Луї Камілл Майяр резюмував суть свого дивовижного відкриття. Вивчаючи можливість синтезу білків при нагріванні, він отримав речовини, які, як виявилось, визначають колір і запах багатьох готових страв. Майже чотири десятиліття по тому американський хімік Джон Ходж встановив механізм відкритої Майяром реакції і її роль в процесах приготування їжі. Опублікована ним в «Journal of Agricultural and Food Chemistry» робота досі найбільш цитована стаття журналу.

Вчені по праву вважають реакцію Майяра однією з найбільш цікавих і важливих у хімії їжі і медицині: незважаючи на солідний вік, вона ще зберігає чимало таємниць.

Строго кажучи, реакція Майяра — це цілий комплекс послідовних і паралельних процесів, які відбуваються при варінні, смаженні і випіканні. Каскад перетворень починається конденсацією відновлювальних цукрів (до них належать глюкоза і фруктоза) зі сполуками, молекули яких містять первинну аміногрупу (амінокислоти, пептиди і білки). Утворені продукти реакції зазнають потім подальших перетворень при взаємодії з іншими компонентами їжі, даючи суміш різноманітних сполук — ациклічних, гетероциклічних, полімерних, які і відповідають за запах, смак і колір напівфабрикатів, які зазнали термічної обробки. Зрозуміло, що залежно від умов протікають різні реакції, які призводять до різних кінцевих продуктів. В реакції Майяра утворюються як інтенсивно забарвлені, так і безбарвні продукти, які можуть бути смачними і ароматними або, навпаки, згірклими і смердючими, бути як антиоксидантами, так і отрутами. Таким чином, реакція Майяра може підвищувати поживну цінність їжі, але може і робити її небезпечною для вживання.

Будь-яка господиня знає, що колір страви істотно залежить від того, як вона готувалась, іншими словами — від умов проведення реакції Майяра. Наприклад, якщо гриби обсмажити в оливковій олії на відкритій сковороді, то вони набувають апетитного золотавого відтінку. Якщо ж їх готувати при помішуванні під кришкою, волога, яка міститься в грибах, не дозволить їм підрум'янитись.

Відомий цікавий психологічний експеримент, коли стіл, заставлений апетитними закусками, освітили так, що кольори останніх змінились до невпізнання: м'ясо набуло сірого відтінку, салат став фіолетовим, а молоко — фіолетово-червоним. Учасники експерименту були не в силах навіть спробувати настільки незвично забарвлену їжу. Ті ж з них, чия цікавість пересилила неприязнь і хто все-таки наважився скуштувати частування, відчував себе кепсько.

Про роль запаху в привабливості страви знає кожен, у кого хоч раз закладало ніс: їжа в цей момент здається абсолютно позбавленою смаку. Як правило, за запах тієї чи іншої страви відповідає набір сполук. Так, чудовий аромат кави являє собою букет більше тисячі (!) пахучих речовин. А запах свіжоспеченого хліба формують близько двохсот компонентів, які належать до різних класів органічних сполук. Серед них спирти, альдегіди, кетони, складні ефіри, карбонові кислоти. Тільки останніх в ньому не один десяток: мурашина, оцтова, пропіонова, гексанова, октанова, бензойна...

Хоча єдиної теорії ароматів досі не створено, хіміки встановили, що навіть незначна модифікація структури молекули здатна іноді істотно змінити запах речовини. Найбільш яскраві приклади подібного роду, які мають відношення до їжі, — терпеновий вуглеводень лімонен і похідний від нього кисневмісний карвон. Так, (R)- і (S)-лімонени, які відрізняються лише просторовим розташуванням замісників, мають апельсиновий і лимонний аромат відповідно. Оптичні ізомери карвона також пахнуть по-різному: один з них, (S)-карвон, має запах кмину і кропу, а його антипод пахне гостролистою м'ятою. Хоча, звичайно, правильніше говорити, що запах всіх цих фруктів і рослин обумовлений присутністю згаданих сполук.

Очевидно, що, «граючи» із запахами, хіміки можуть змусити будь-яку страву виділяти неповторний аромат. Наприклад, при змішуванні двох частин (R)-карвона і трьох частин бутанона запах м'яти зникає, поступаючись місцем аромату кмину.

Зі смаком теж все не просто. Відомі речовини, які мають «декілька смаків». Наприклад, бензоат натрію комусь здається солодкуватим, комусь кислим, у когось після дегустації в роті залишається гіркота, а деякі взагалі знаходять його позбавленим смаку. Розповідають, що якийсь хімік любив пожартувати, пропонуючи своїм гостям спробувати розчин цієї солі (досі солідні компанії та підприємства харчової промисловості використовують її як консервант). На радість господаря, після дегустації цього частування між гостями розгоралась суперечка: кожен намагався довести, що його відчуття від напою — найвірніші.

Чверть століття тому з'явилась заманлива ідея розділити той чи інший продукт на компоненти, а потім скласти з них блюдо з оригінальним букетом смаків і запахів. Так народилась наукова дисципліна, яка отримала назву «молекулярна гастрономія». Її засновниками вважаються професор фізики Оксфордського університету Ніколас Курті і французький фізикохімік Ерве Тіс. Основні цілі нової науки Тіс виклав у дисертації «Молекулярна і фізична гастрономія», яку успішно захистив у 1995 році в Університеті П'єра і Марії Кюрі. Серед членів журі з присудження йому вченого ступеня були нобелівські лауреати Жан-Марі Лен (премія з хімії 1987 року) і П'єр-Жиль де Жен (премія з фізики 1991 року). Фундаментальне завдання молекулярної гастрономії її творці бачили в дослідженні різних процесів, які відбуваються при кулінарній обробці харчових продуктів, і застосуванні отриманих результатів для приготування оригінальних страв. Іншими словами, пропонували підійти до кулінарії з наукової точки зору.

Методи обробки та консервації продуктів, які застосовуються в молекулярній гастрономічній хімії, помітно відрізняються від звичних. Одним з вражаючих результатів синтезу кулінарії та природничих наук став низькотемпературний спосіб приготування м'ясних страв. Виявилось, що найбільш соковите і ніжне м'ясо виходить при 55°С. Більш висока температура сприяє інтенсивному випаровуванню води і руйнуванню м'ясного соку. Знання фізико-хімічних властивостей харчових продуктів дозволяє замінювати один інгредієнт іншим. Так, при приготуванні крутого заварного крему замість курячого білка, який, як відомо, являється алергеном, можна з успіхом використовувати агар-агар. Ця суміш полісахаридів, яка видобувається з червоних і бурих морських водоростей, — ефективний природний піноутворювач.

У 1992 році в Італії пройшов перший Міжнародний семінар з молекулярної і фізичної гастрономії. Відтоді зустрічі прихильників цієї науки стали регулярними. На них збираються вчені, дієтологи, кухарі та ресторатори, зацікавлені у використанні нових технологій для досягнення балансу смаків, близького до ідеального, і створення справжніх кулінарних шедеврів.

Не так давно престижні європейські ресторани відкрили у себе спеціальні кулінарні лабораторії. А в деяких університетах і коледжах світу почали готувати бакалаврів кулінології. Нова дисципліна об'єднує кулінарне мистецтво і науку про продукти харчування та технології їх переробки. Можливо, з часом кулінологія виллється в новий розділ органічної або харчової хімії.

Незважаючи на досить активну піар-кампанію в пресі, ідеї молекулярної гастрономії не стали поки модним трендом сучасної кулінарії: більшість шеф-кухарів (не кажучи вже про домогосподарок) як і раніше готують за відомими рецептами, які передаються від кухаря до учня, не вдаючись до допомоги хімії та фізики для поліпшення вже існуючих фірмових страв або розробки нових рецептур.

Втім, хіміки не лише краще за інших розбираються в процесах, які відбуваються при приготуванні їжі, але й, як правило, являються гурманами та вправними кулінарами. Так, основоположник хімічної термодинаміки Джозайя Гіббс захоплювався приготуванням салатів, які вдавались йому краще, ніж будь-кому з його домочадців. Приготовані вченим апетитні страви називались нехитро: «гетерогенні рівноваги».

Звичайно, питань про те, що відбувається з поживними речовинами при нагріванні в каструлі і на сковорідці, поки залишається багато. Розуміння цих процесів необхідне не лише для традиційної кухні, а й для розвитку нових технологій приготування їжі.

Хазяйці — на замітку

У 2009 році побачила світ книга «Що куховарять в хімії: як провідні хіміки досягають успіху на кухні», в якій відомі хіміки світу (зокрема нобелівські лауреати) поділились своїми досягненнями на «науковій кухні» і рецептами улюблених страв кухні домашньої. Професор Геттінгенського університету Армін де Майере — один з тих, хто, прийшовши додому, не проти змінити лабораторний халат на кухонний фартух. Область його наукових інтересів — хімія похідних циклопропану — оригінальних сполук, які лише на перший погляд здаються простими. З читачами книги він поділився рецептом, який він зберіг ще зі студентської лави. Він зізнався, що стравою, приготованою за цим рецептом в травні 1960 року, йому вдалось здивувати свою подругу Уте Фітцнер, яка чотири роки по тому стала його дружиною. Ось цей рецепт.

Для приготування трапези на чотири персони потрібно: 600 г м'ясного фаршу (свинина та яловичина, 50:50), 4-5 цибулин середнього розміру, 100 г жирного бекону, 50 г томатної пасти або 50-100 г кетчупу, 400 г спагеті, сіль, солодкий і гострий перець. Тонко нарізаний жирний бекон підсмажте на великій сковороді, додайте дрібно порізану цибулю і при постійному перемішуванні обсмажте її до золотавого кольору (проведіть реакцію Майяра). Потім додайте м'ясний фарш і продовжуйте смажити, не забуваючи добре помішувати. Коли м'ясо буде готове, додайте томатну пасту або кетчуп. За бажанням можна використовувати також різні приправи або гострий соус. Вміст сковороди продовжуйте перемішувати, за необхідності додаючи воду, щоб вийшла кашоподібна маса. Зваріть спагеті і, не давши їм охолонути, змішайте з отриманою м'ясною заправкою. Блюдо подавайте гарячим. Запропонована рецептура, можливо, один з перших прикладів комбінаторної кухні. Справді, як і в комбінаторній хімії, змінюючи співвідношення інгредієнтів, які використовуються в рецепті, можна отримувати різні страви.

 

Коментарі

Ввійдіть або зареєструйтесь, щоб залишати коментарі.
Читайте також

Кількість видів рослин та тварин, що знаходяться у всіх категоріях червоних списків зникаючих видів рослин та тварин. Карти складені за даними Червоних книг кожної з країн.

X

Вхід

Завантажую...