من أروع تطبيقات الكيمياء في حياتنا اليومية؛ هي كيمياء الطهي. الكثير منا يتعامل بشكل مستمر مع المطبخ، والكثير يحب هذا التعامل. يشتمل الطهي بكل أشكاله على تفاعلات كثيرة جدًا ومتعددة، بداية من الطهي إلى فساد الطعام. كل هذا يعرضه علم الكيمياء بشكل تطبيقي مذهل. فلنتعرف على هذه التفاعلات المدهشة، ونعرف ماذا يحدث ليصبح الطعام مختلفًا هكذا بعد طهيه.
الطهي هو عملية إنتاج أغذية سليمة وصالحة للأكل، عن طريق تجهيز وخلط المكونات، وفي أغلب الحالات باستخدام الحرارة. عملية الطهي وسيلة لمعالجة الطعام، بدونها معظم الأطعمة لن تكون صالحة للاستهلاك البشري.
سنعرض لكم الآن بعض العمليات الأساسية التي يقوم بها الطهي.
أولًا الغليان:
الغليان هنا هو طهي الأطعمة السائلة (مثل الماء، الحليب، والمرق) ويحدث عند نقطة الغليان. ومن الأنواع الشائعة التي يتم غليانها؛ الخضار والأرز والمعكرونة.
ثانيًا الخَبز:
هي عملية طهي الطعام في حرارة جافة في الفرن، أثناء الخبز؛ الرطوبة الموجودة في الطعام تتحول إلى بخار، الذي يختلط بالحرارة الجافة في الفرن لطهي الطعام. الأطعمة الشائعة التي يتم خَبْزُها؛ الخُبز والكعك والمعجنات والحلويات.
ثالثًا الشواء:
هو عملية طهي الطعام باستخدام الحرارة الجافة والمباشرة. هناك العديد من مصادر الحرارة الجافة المستخدمة في عملية الشواء؛ الفحم، الخشب، الغاز أو المشاوي الكهربائية. الأطعمة الشائعة التي تخضع لعملية الشواء هي اللحوم، والأسماك.
والآن، ننتقل إلى الجزء الثاني من الموضوع، لكي نجيب على السؤال؛ ماذا يحدث للطعام عند طبخه؟
التسخين يسبب حدوث سلسلة من التغييرات الفيزيائية والكيميائية. هذه التغييرات تعتمد جدا على نوع الطعام المراد طبخه، والطريقة التي سيتم طبخه بها. هذه التغييرات يمكن أن تكون إيجابية، مثل تحسين نكهة ولون وملمس الطعام، ويمكن أن تكون تغييرات سلبية؛ مثل تقليل القيمة الغذائية، أو توليد مركبات ضارة في الطعام.
والآن، سنعرض بعض التغييرات الكيميائية التي تحدث أثناء الطعام. على سبيل المثال، الخُبز يتحول إلى اللون البني بعد تحميصه، السكر الموجود في الخبز يتكسر لينتج الكربون، هذا التغيير في حاجة إلى الطاقة الحرارية التي يستمدها من الفرن، وهو تفاعل غير انعكاسي.
المثال التالي على التغيير سنعرضه من خلال البروتينات. اللحم والبيض مصادر جيدة للبروتين، جزيئات البروتين يتغير شكلها استجابة لتأثير الطاقة الحرارية التي امتصتها. وهذا يسمى «بالتمسخ» (تغيير طبيعة الشيء)، وهو تغيير دائم. هذا التمسخ يسبب تغيير في ملمس ومظهر اللحم والبيض عند طبخهما. على سبيل المثال:
- اللحم يصبح أكثر تماسكًا، ويتحول من اللون الأحمر إلى اللون البني.
- البيض يتصلب ويتحول من اللون الشفاف إلى اللون الأبيض.
المثال الثاني سنعرضه من خلال الكربوهيدرات. البطاطس من المصادر الجيدة للكربوهيدرات، البطاطس الخام مذاقها سيء وملمسها صلب، أما بعد طبخها يصبح ملمسها أنعم وسهلة الهضم وطيبة المذاق. وهذا بسبب:
- جدران الخلايا تتكسر، مما يؤدي إلى ليونة الملمس.
- الحبوب النشوية تنمو في الخلايا وتنتشر.
والآن، سنجيب على بعض الأسئلة التي تطرق إلينا أثناء تواجدنا في المطبخ، لتجيب عليها الكيمياء.
- ماذا يحدث لللحوم عند طبخها؟
اللحوم عضلة حيوانية، 75% منها ماء، والباقي بروتين (بنسبة 20%) ودهون (بنسبة 5%)، بالإضافة إلى كميات الكربوهيدرات، والأحماض والمعادن.
لذلك ما يحدث عند طهي قطعة من اللحم الخام:
- جزيئات البروتين مرتبطة معًا في لفائف، ولكن عند تعرضها للحرارة، تتكسر هذا الروابط، واللفائف ذاتها تتفكك.
- في نفس الوقت، كميات الماء الموجودة في ألياف العضلات تترشح لتخرج. وهذا هو تفسير صغر حجم شريحة اللحم بعد طبخها.
- يتحول لونها من الأحمر إلى البني نتيجة لتفاعل «الميوجلوبين» (كالهيموجلوبين، الميوجلوبين هو بروتين يختزن الأكسجين في خلايا الدم الحمراء) مع الحرارة. الحرارة تعمل على تحفيز أكسدة ذرات الحديد. ذرات الحديد في البروتين تعمل على فقد إلكترون، ثم تغير اللون من الأحمر إلى البني.
- اللحم الأبيض (الدجاج والديك الرومي) يحتوي على نسبة ميوجلوبين أقل، لذلك فهو يتحول من اللون الوردي إلى اللون الأبيض عند طبخه.
- لماذا يتشعب (يتفرقع) الفشار عند طهيه؟
السر هنا في الحبوب. معظم الحبوب – كالأرز والقمح – لا تتفرقع، وهذا لأن قشرتها الخارجية نفاذة؛ بينما تحتوي حبات الفشار على 13.5% ماء، وعندما يتم تسخين الفشار، فإن الماء الموجود في الحبات يغلي ويتحول إلى بخار. هيكل الحبة منغلق، لذلك فالبخار يولد ضغط بالداخل. وعندما ترتفع درجة الحرارة إلى 180 درجة مئوية، ويصبح الضغط 1000 كيلو باسكال (Pascal)، ينفجر الهيكل.
أحيانًا هناك بعض الحبات لا تتفرقع، ويعود هذا إلى أن إحدى تلك العوامل التي عرضناها لم تعمل، كنقص الماء بالحبة عن النسبة المطلوبة.
ننتقل الآن لجزء جديد من المقال، وهو المواد المضافة إلى الطعام.
كل شيء في الطعام مصنوع من مواد كيميائية، بعضها طبيعي، وبعضها مصطنع. الطعام المعالج يحتوي على مواد كيميائية مضافة إليه. هذه الإضافات لها أدوار مختلفة، كزيادة عمر المنتج، أو تحسين مذاقه ومظهره.
من هذه الإضافات، هي مضادات الأكسدة؛ وهي تعمل على منع الطعام من التفاعل مع الأكسجين.وهناك المُلَوِنات، وهي مواد تعمل على تحسين لون الطعام. أيضًا يوجد محسنات النكهة، وهي مواد تعمل على تحسن نكهة الطعام.وأخيرًا المستحلبات، وهي مواد تساعد على مزج الزيت والماء.
إعداد: Amira Esmail
مراجعة: Muhammad Mossad
المصادر:
#الباحثون_المصريون
