מדע בצלחת

ביום חמישי הקרוב, 15.11.18, יוקדש הוובינר השבועי של האגודה האמריקאית לכימיה לקפה. כריסטופר הנדון מאוניברסיטת אורגון ידבר על הכימיה והפיזיקה של הקפה, וכיצד לבודד את הגורמים המשמעותיים בתהליך ההכנה תוך דגש על שיפור הטעם והרווח. הנדון יתמקד בנקודות הבאות:

כיצד הכימיה של המים משפיעה על הטעמים שאנו מרגישים בקפה, איך טמפרטורת פולי הקפה השלמים משפיעה על פיזור הגודל של חלקיקי הקפה במטחנת קפה, ואיך לשפר את הכנת הקפה (באספרסו ובשיטות הכנה נוספות), תוך איבוד מינימלי של חומר הגלם.

פרטים והרשמה פה.

עוד על מדעי הקפה ומה עושה אותו כל-כך טעים בסרטון הבא של Reactions – ערוץ סרטוני המדע של האגודה:

בתשובה למקטרגיו, שטענו שגילה את תהליך הפיסטור כתוצאה ממזל, ענה לואי פסטר "המזל אינו מחייך אלא למי שמוכנים היטב לבואו" (Dans les sciences d'observation le hasard ne favorise que des esprits préparés) .(או, בתרגום מילולי: במדעי התצפיות, יד המקרה מעדיפה תודעה מוכנה)

אינדול, נמצא ביסמין ובכבד

והמזל האיר פנים גם לתודעה המוכנה של הכימאי פרנסואה בנזי (Benzi) מהחברה השוויצרית Firmenich, שמייצרת תמציות טעם וריח לתעשיית המזון והקוסמטיקה. ב-1999 השתתף בנזי בכינוס הגסטרונומיה המולקולארית, אחד מתוך חמישה שהתקיימו בשנים 1992-2004 בכפר הסיציליאני אריצ'ה (Erice). לאחר שעות של דיונים עם עמיתיו החוקרים, השפים והכותבים על מדע הבישול, בעת ששוטט בסימטאות הכפר, הבחין בנזי בשיחי יסמין פורחים, וצצה במוחו מחשבה מעניינת. ניחוח היסמין מכיל את המולקולה אינדול, וכן גם כבד חזיר. האם ייתכן שטעמם של שני רכיבים אלה ישתלב היטב אם יככבו באותה מנה? בנזי הביע את הרעיון בקרב משתתפי הכנס, ובשלב כלשהו אכן הוכנה מנה מוצלחת של כבד ויסמין.

מריץ' ורץ' יוצא ריצ'רץ', ומשוקולד לבן וקוויאר… השערה חדשה

מתיל הקסנואט, נמצא באננס ובגבינה כחולה

כעבור מספר שנים, ב-2002, כאשר השף האנגלי הסטון בלומנטל גילה במסגרת ניסוייו במטבח שטעמיהם של שוקולד לבן וקוויאר משתלבים היטב ביחד, הוא פנה אל פרנסואה בנזי לבדיקת פשר ההתאמה המופלאה. בנזי מצא ששני רכיבים אלה מכילים טרימתיל-אמינים, מה שיכול להסביר את התאמת הטעמים שלהם. מתלהב מן הגילוי החדש, החל בלומנטל לעבור על מאגרי נתונים המכילים אנליזות של ניחוחות של מאכלים שונים, בחיפוש אחר שילובים נוספים, מבוססים על מולקולות ריח משותפות לשני מאכלים. כך התווספו לרשימה שילובים של אננס וגבינה כחולה, המכילים שניהם מתיל-הקסנואט,  גזר וכוסברה (שילוב לא מפתיע במקומותינו, אך כעת נמצא לו, אולי, הסבר מדעי), או תותים, עלי סלרי ונענע. להמשיך לקרוא ←

גלוטמאט

מאז שהתגלה הטעם אומאמי על-ידי פרופ' קיקונה איקדה ב- 1908, הוא נחקר רבות, הן ברמה המדעית והן הקולינרית. ממצאים חדשים על המורכבות והעושר של הטעם הזה, והקשר שלו לטעמים האחרים בלשון, מתגלים תדיר. אומאמי, "טעים ביותר" ביפנית, הוא הטעם המתובל של חלבונים וחומצות-אמינו, ומאפיין, בין היתר, את טעמם של בשר, עגבניות, גבינות, פטריות ואצות. איקדה גילה את המולקולה הראשונה שנקשרת לקולטן האומאמי בלשון, היא החומצה האמינית גלוטמאט, או חומצה גלוטאמית. הוא בודד אותה מאצות קומבו. בהמשך התגלה שגם החומצה האמינית אספרטאט, או חומצה אספרטית, מפעילה את הקולטן. סטודנט של  איקדה, שינטרו קודמה (Shintaro Kodama) גילה חומר נוסף שנותן את טעם האומאמי, יוניזאט (ribonucleotide-5’-monophosphate – disodium ionisate, IMP) אותו בודד מפתיתי דג בוניטו מיובש, ולאחר מכן נמצא שגם גואנילאט

GMP

(guanine-5’-monophosphate – disodium guanylate, GMP), שבודד מפטריות שיטאקי, הוא מפעיל של הקולטן.

חומרים שמפעילים קולטנים מכונים אגוניסטים. אלה שמעכבים את פעילותם, מכונים אנטגוניסטים. כל אחד מהאגוניסטים שלעיל, בפני עצמו, מעורר את טעם האומאמי, אך התברר ששילוב שלהם יחד מעורר תחושת אומאמי חזקה בהרבה מאשר של כל אחד לבדו. האפקט הסינרגטי הזה, שבו מספר חומרים שפעולה משולבת שלהם נותנת תוצאה משמעותית יותר מאשר של כל אחד בנפרד, יכול להסביר את השילובים האומאמיים שנעשו פופולריים במטבחים שונים, כמו למשל השילוב האיטלקי של גבינת פרמזן ועגבניות (גלוטמאט) ופטריות (גואנילאט), או השילוב במרק הפו הוייטנאמי, שמכיל רוטב אנשובי מותסס (יוניזאט), בצל מטוגן, בקר ורוטב סויה (גלוטמאט). להמשיך לקרוא ←

מדוע ארוחות מטוסים תפלות כל-כך? למה האוכל רך ומוטבע בכל-כך הרבה רוטב? מה פשר ההעדפה למיץ עגבניות בטיסות? ואיך אפשר לשפר את המנות המעופפות בעזרת מחקרים מדעיים?

רבים מנצלים את חופשות הקיץ והחגים לנסיעות לחו"ל. אחד השלבים מעוררי העניין בטיסות המייגעות, במיוחד הארוכות, הוא שלב הגשת הארוחה. כגודל הציפייה כך, לעתים קרובות, גם גודל האכזבה. טעמן של הארוחות בשחקים הוא לעתים קרובות תפל ואינו מעורר-תיאבון. זאת כיוון שהחושים שלנו עובדים אחרת בגובה של סביב 9 קילומטר (30,000 רגל) מעל פני הים. לכן נחווה את אותה ארוחה באופן שונה על-פני האדמה או במרום. ככל שמצטבר יותר מידע על השפעת תנאי הטיסה על גופנו, חברות התעופה מנסות לשפר את הארוחות המוגשות באופן מדעי.

גורמים מרכזיים לשינוי בחוש הטעם שלנו בשחקים הוא האוויר היבש והלחץ הנמוך במטוס. רמת הלחות במטוס נמוכה בכ- 15% מאשר על-פני האדמה, וגורמת לייבוש ריריות האף וליובש בפה. הלחץ בגובה פני הים הוא אטמוספרה אחת, אך בגובה הטיסה הלחץ נמוך בהרבה. כדי שבני-אדם יוכלו לטוס בגובה כזה, מזרימים אל פנים המטוס אוויר דחוס. לחץ האוויר הדחוס לא מגיע לאטמוספירה אחת. כתוצאה מכך, נוזלי הגוף עולים כלפי מעלה וחללי האף נעשים גדושים. כמו-כן, ישנה ירידה ברמת הרוויה של חמצן בדם.

תנאי היובש והלחץ האלה גורמים לירידה ביעילות קולטני הריח. כיוון שחלק משמעותי מחוויית הטעם שלנו מקורה בחוש הריח, רגישות ההבחנה בין טעמים נפגמת, והאוכל מרגיש תפל. חוויה דומה אנו מרגישים כאשר אנו מצוננים והאף סתום, ופתאום האוכל מאבד מעושר הטעמים שלו. בנוסף, היובש והקור ששוררים במטוס מעכבים את התנדפות חומרי הריח הנדיפים, הארומטיים, מן המזון, כך שאנו לא מרגישים ריחות חלשים או מתונים מדי.

אך נוסף לחוש הריח, משתנים גם הטעמים בלשון. מחקר שנערך עבור חברת לופטהנזה בשנת 2010 בסימולטור המדמה תנאי טיסה, כולל היובש והלחץ הנמוך, הראה שבתנאים אלה ישנה ירידה של 20-30% ביכולת לחוש את הטעם המלוח וירידה של 15-20% ביכולת לחוש את הטעם המתוק, לעומת סף הרגישות לטעמים אלה על-פני האדמה. עוד נמצא, שזיהוי ניחוחות פירותיים וחומצות נשאר יציב. לכן, מנות אסייאתיות שומרות על איכויותיהן יותר ממנות אחרות, שדורשות תיבול מודגש יותר. להמשיך לקרוא ←

כשיוצקים דבש מן הצנצנת, למשל, על פרוסת לחם או צלחת, נמשך מן הצנצנת "חוט" סמיך ורציף של דבש, וכאשר הוא פוגע בפרוסה, הוא מסתלסל ונערם בערימה על המשטח. אם לא נזיז את הצנצנת או את פרוסת הלחם, תתקבל תוך דקות ערימה קטנה וסלילית של דבש על הפרוסה. מים, לעומת זאת, ייקוו בכלי אליו מזגנו אותם, ויקבלו את צורתו. נמצא גם, שבתנאים מסויימים, כמו למשל, מים שמטפטפים מברז דולף או נמזגים מגובה של יותר מעשרה סנטימטר, "חוט" המים הרציף נשבר לטיפות בודדות. לעומת זאת, דבש נוזל בחוטים דקים ארוכים ועמידים, שיכולים להגיע אף לאורך של מטר אחד לפני שהחוט יינתק. מדוע זה קורה? הבדל מרכזי בין מים לדבש נובע מהבדלים בצמיגות שלהם.

צמיגות היא המדד להתנגדות של נוזל, או גז, לזרימה. לנוזל צמיג – כמו דבש או שמן – יש התנגדות גבוהה לזרימה, או חיכוך יותר גדול, והוא זורם לאט יותר מאשר נוזל בעל צמיגות נמוכה – כמו מים. כדי להבין את החיכוך אפשר לדמות את הנוזל הזורם כשכבות חומר שמחליקות זו על פני זו. ככל ששכבה אחת מחליקה מהר יותר על-פני שכבה אחרת, כך החיכוך בין השכבות גבוה יותר, ולנוזל יש יותר התנגדות לזרימה. לדוגמא, כשמוציאים יד מחלון מכונית נוסעת, מרגישים התנגדות גדלה והולכת ככל שמהירות הנסיעה מהירה יותר. ואשר לטפטוף, ככל שהנוזל יותר צמיגי, הוא מאט את ההגברה של תנודות או גלים קטנים שמובילים בסוף ליצירת טיפות ושבירת החוט.

גורמים שמשפיעים על הצמיגות של נוזל הם הטמפרטורה והלחץ או הכוח המופעל עליו. כשמחממים נוזל, המולקולות שלו מתחילות לנוע מהר יותר. אנרגית התנועה מתגברת על הכוחות שמושכים את המולקולות זו לזו, ומאפשרות לנוזל להיעשות יותר נוזלי, וכך יורדת הצמיגות שלו. כך, דבש יהיה פחות צמיג ככל שנחמם אותו. אך עדיין, גם בטמפרטורות מאד גבוהות, הוא יהיה סמיך ממים. זאת הודות לרמות הסוכר הגבוהות שהוא מכיל, ולקשרים החזקים בין מולקולות הסוכר (קשרי מימן). להמשיך לקרוא ←

טעימת דבש

רוב הדבש בארץ נצרך בתקופת חגי תשרי. איך נבחר את הדבש המתאים ביותר לארוחות החג הרבות? לצד הדבש הגנרי, הממותג פשוט בתור "דבש", ולא ידוע מקורו, אפשר למצוא בחנויות דבש מפרחי שדה או פרחי בר, וסוגי דבש זני, בעיקר מפרחי הדרים, אקליפטוס או אבוקדו. אל אלה מצטרפים סוגי דבש זני שאפשר למצוא בחנויות בעלות מבחר גדול יותר, בשווקי איכרים, או אצל הדבוראים, כמו דבש מפרחי זעתר, ליצ'י, שיזף, אשל, ואחרים. לעתים מצויין גם האיזור הגיאוגרפי בו גדלים הפרחים מהם הופק הדבש, כמו דבש פרחי דרום או צפון, וכמובן, גם אזכור המכוורת מרמז על המיקום בארץ בו אספו הדבורים את הצוף. סוג הפרחים ומקום צמיחתם, וגם העונה בה נוצר הדבש, משפיעים על הצבע, הטעם, הריח והמרקם של הדבש.

דבש מורכב מכ- 18% מים, והשאר הוא בעיקר סוכרים, בעיקר החד-סוכרים גלוקוז ופרוקטוז. בנוסף, מכיל דבש גם שאריות מזעריות של חומרים נוספים, מהם ייחודיים לפרחים מהם הדבורים אספו את הצוף, כמו מינרלים, חומצות אמינו, חומצות פנוליות, חלבונים. הם אלה שיוצרים את ההבדלים בין סוגי הדבש השונים. כל מקור פרחים תורם לדבש מאפיינים חושיים ייחודיים. למשל, דבש פרחי הדר הוא בהיר ובעל ניחוחות פרחוניים של הדרים ודבש אקליפטוס הוא כהה יותר,ובעל טעמי אדמה וקרמל. דבש פרחי שדה מופק משדות בהם פורחים פרחים רבים ומגוונים, ולכן הגיוני שסוגי דבש משדות פרחים ממקומות שונים, ושנוצרו בעונות פריחה שונות, יהיו גם בעלי מאפייני צבע, טעם וריח אחרים. מה לגבי דבשים זניים ממקומות שונים? ובכן, כמו בטעימת יין, גם בדבש, עם אימון מתאים, אפשר להבדיל בצבע, טעם, ריח, ומרקם של דבש שהופק מאותו סוג של פרחים אך במקומות גיאוגרפיים שונים.

דבש פרחי זעתר, דבש פרחי ליצ'י ודבש פרחי בר

הגוונים השונים, הניחוחות והטעמים המורכבים בדבש מעוררים עניין קולינרי הולך וגובר, וטעימת דבש מקצועית נעשית מקובלת במקומות רבים. בהתבסס על גישה שפותחה באיטליה לפני כשלושים שנה, המומחים טועמים וכותבים הערות בעזרת תיאורים מיוחדים לדבש. בדומה לטעימת שמן-זית, טעימת דבש מקצועית מלווה בבדיקות כימיות לזיהוי ההרכב והאיזור בו הופק הדבש. להמשיך לקרוא ←

ביום חמישי 2.8.18 ב- 21:00 יתקיים וובינר של האגודה האמריקאית לכימיה על הכימיה של בירה מעוננת. בהרצאה ידובר על מה גורם לבירה להיות מעוננת, כיצד משפיעים חומרי הגלם והתהליכים על צלילות הבירה, ומהי הגישה הטכנולוגית שמבטיחה את אותה דרגת צלילות רצויה בכל פעם מחדש. הוובינר יועבר ע"י הפרופסור צ'רלי במפורת', מומחה למדעי הבירה מאוניברסיטת דיוויס.

פרטים והרשמה פה.

ניתוח לב פתוח" (נל"פ) הוא מדור בו ננתח מתכונים שונים ונבין את ההסבר המדעי מאחורי הוראות ההכנה.

אחד ממשקאות הקיץ האהובים הוא קפה קר. ישנן שתי אפשרויות למיצוי הטעמים מגרגרי קפה – בעזרת מים חמים או בעזרת מים קרים. להכנת קפה קר בשיטת המיצוי החם, מממצים את הקפה במים חמים ומקררים אותו (ראו הרחבה למטה). בשיטת המיצוי הקר, ממצים את הקפה במים קרים למשך מספר שעות. אפשר להכין קפה במיצוי קר בעזרת מכשירים ייעודיים שונים, או בעזרת צנצנת מטבח פשוטה, כפי שמתואר כאן. המשקה המתקבל בכל אחת משיטות המיצוי שונה מאד בטעמו.

1) מכינים צנצנת נקיה עם מכסה.

אפשר להשתמש בצנצנת דבש או זיתים ריקה, או במכשיר להכנת קפה שכבר מכיל מסננת, כמו French Press.

2) שמים בכוס שלוש-ארבע כפיות גרגרי קפה טחון.

גודל הגרגרים משפיע על זמן המגע בין המים לגרגרים ועל קצב המיצוי. למיצוי הקר כדאי להשתמש בגרגרים בטחינה בינונית-גסה, כמו בתערובות הקפה שנמכרות בסופר באריזות ואקום, ולא בטחינה דקיקה. ככל שמשך המיצוי ארוך יותר, עדיף שהגרגרים יהיו גסים יותר. אנו מעוניינים במיצוי איטי וסלקטיבי של החומרים מן הגרגרים (ראו סעיף 4).

3) יוצקים על גרגרי הקפה כוס מים בטמפרטורת החדר. למילוי הצנצנת, מתאימים את כמויות הקפה והמים לפי גודלה. יחס מקובל הוא ארבע כפיות קפה לכוס מים.

בסוף התהליך מתקבל תרכיז קפה חזק. את מידת חוזקו אפשר להתאים לפי ההעדפה האישית, ובפעמים הבאות לשנות את כמויות גרגרי הקפה והמים.

מים קשים, בעלי ריכוזים גבוהים של סידן ומגנזיום, מאטים את המיצוי. בארץ, המים הנשאבים ברוב המקומות הם קשים, והמים המותפלים רכים יותר. בהתאם למקור המים במקום מגוריכם, אם משתמשים במי ברז, המיצוי אולי יהיה פחות מרוכז מאשר בשימוש במים מסוננים או מים מינרלים. להמשיך לקרוא ←

האגודה האמריקאית לכימיה (American Chemical Society, ACS) מקיימת בכל יום חמישי, 21:00 שעון ישראל, וובינר בנושאים המגוונים והמרתקים מעולם הכימיה.

השבוע יתמקד הוובינר בכימיה של התפתחות הטעמים ביין במהלך היישון.

פרטים נוספים והרשמה פה. ההרשמה חינם, יש מקום ל-1000 נרשמים. חברי האגודה יכולים להאזין להקלטות גם לאחר השידור החי.

מתאן

אחד האתגרים עמם מנסים מדענים להתמודד כבר עשרות שנים הוא כיצד לצמצם את כמות גז המתאן שפולטים עדרי הבקר הרבים בעולם. מתאן, CH₄, הוא אחד מגזי החממה המשפיעים ביותר על ההתחממות הגלובאלית. למרות שכמותו באטמוספירה קטנה בהרבה מזו של פחמן דו-חמצני, יש לו יכולת גבוהה בהרבה ללכידת חום, פי-28 מזו של פחמן דו-חמצני. מצד שני, אורך-החיים שלו קצר יותר, ולכן משערים שלירידה בכמותו צפויה להיות השפעה גדולה על האקלים.

מקורו של רוב המתאן מעשה ידי אדם הוא בחקלאות. עיקרו נפלט משדות האורז ומעדרים של בעלי חיים מעלי-גירה, כמו פרות, כבשים ועזים. מביניהם, הפליטה המשמעותית היא מפרות. פרה במשק חלב מייצרת כ- 200-500 ליטר מתאן ליום, ולפי נתוני משרד החקלאות האמריקאי, יש היום בעולם כמיליארד פרות, רובן בהודו, ברזיל וסין.

העשבים, וצמחים אחרים שהפרה אוכלת, עשירים בתאית, סיבים קשים לעיכול, וגם דלים בנוטריאנטים. במערכת העיכול שלה, שבנויה מארבע קיבות, המזון עובר בשלב ראשון תסיסה ומפורק לרכיבים שגוף הפרה יכול לספוג. בגוף האדם, לעומת זאת, המזון קודם מתעכל בקיבה ולאחר מכן עובר תסיסה במעיים. בתהליכי התסיסה בפרות משתתפים חייקטים שונים, ביניהם חיידקים אנאירוביים, פטריות, וארכיאונים מייצרי מתאן. יצורים אלה צורכים את הסיבים ושאר החלקים הלא מתעכלים מהמזון ומייצרים חומצות כמו אצטאט, פרופיונאט ובוטיראט, שנספגות ומתעכלות על-ידי הפרה, וכן את הגז מימן, אותו הם הופכים למתאן. את המתאן משחררות הפרות מגופן בגיהוק. פעולת הגיהוק דורשת מהפרה מאמץ רב – כ-12% מהאנרגיה שקיבלה מהמזון מתבזבז על פעולה זו במקום להיות מופנה לבניית הגוף, מה שמצריך את הפרה לאכול כמויות אדירות של מזון.

סיעור המוחות המדעי הוביל במהלך השנים למגוון של הצעות לפתרון הבעיה, חלקן ישימות יותר וחלקן פחות. אפשר לחלק את רובן לשתי גישות עיקריות, אחת מתמקדת בתזונת הפרות והשניה בגנטיקה שלהן. להמשיך לקרוא ←