מדע בצלחת (R) – לגלות את העולם טעם אחר טעם

עופר שאל: יש מאכל יווני עם גרגירי חומוס שבושלו במים עם הרבה שמן זית, מה שגורם לשינוי המרקם של גרגירי החומוס. מה ההשפעה של הוספת שמן זית לבישול במים?

בתהליך הבישול בחום, התאים שבקטניות מתפרקים וחומרים שונים שהיו ארוזים בגופיפים שונים בתא נשפכים מן התאים אל מי הבישול. בבישול במים, בעיקר המולקולות המסיסות במים יהיו אלה שייצאו מן התאים. כשמוסיפים הרבה שמן למי-הבישול, צפוי שישתנה מאזן החומרים המסיסים במים או בשמן שנכנסים או יוצאים מגרגרי החומוס. בסביבה שומנית, יהיה קל יותר גם למולקולות המסיסות בשמן לצאת אל מי הבישול, ובמקביל מולקולות שמן ייספגו בתוך הגרגרים. כל זאת צפוי להשפיע על המרקם.

כמו כן, שכבת שמן עבה על-פני המים תפריע לאדי המים להתנדף, ופחות מים יתאדו. ייתכן שלקצב האידוי של המים יש השפעה על משך הבישול וכך על המרקם. השמן גם מפוצץ את הקצף שנוצר כאשר חלבונים מסיסים במים יוצאים מן הקטניות ומצפים את בועות האוויר החם, וכך מונע גלישה של הסיר ותורם לבישול יותר מתון.

מעבר למרקם, הוספת השמן תעשיר את טעמי החומוס המבושל. רבות ממולקולות הריח הנדיפות מסיסות בשמן. לכן, שילוב של מים ושמן בבישול יפיק מגוון טעמים עשיר ומורכב. שמן זית יתרום את טעמיו שלו, שייספגו בגרגרי החומוס, ויעזור למצות מהם טעמים מסיסים בשומן.

אבישי שאל: ישנה הלכה הקובעת שאם קמח חיטה נלוש עם מי פירות, לדוגמה מיץ תפוזים או יין (הכוונה למיץ 100% סחוט טרי, ללא תוספת מים), הבצק לא אמור לתפוח. הלכה אחרת קובעת שקמח שעבר קליה לא יתפח שוב. האם הלכות אלה נכונות מבחינה מדעית?

כאשר קמח נרטב, שני חלבונים בקמח, גלוטנין וגליאדין, יוצרים ביניהם מבנה דמוי רשת, הלא הוא הגלוטן. לישה של הבצק גורמת לכך שרשת הגלוטן מסתעפת ומתפתחת ובסופו של דבר תיתן ללחם הנאפה את מבנהו ומרקמו. פירות הם עשירים במים, וסחיטתם נותנת מיץ, המורכב מהמים שבפרי ומחלקים אחרים בתאים שנהרסו. כך שמבחינה זו, אין כל הבדל בין הרטבת הקמח במים "נקיים" או במים שמקורם בפרי. 

אשר לקמח קלוי: בחימום, יווצרו בקמח תגובות מאיאר, תגובות בין תוצרי הפירוק של חלבונים וסוכרים בבצק. תגובות אלה יתנו לקמח הקלוי את צבעו החום ואת טעמיו האגוזיים. כיוון שבתהליך הקלייה חלבונים בקמח מתפרקים, יישארו בו פחות חלבונים שלמים שיוכלו ליצור גלוטן. כדי לקבל לחם תפוח, כדאי לערבב כמות מסויימת של קמח קלוי עם קמח רגיל, שיתרום את עיקר החלבונים לגלוטן. הכנת לחם בעזרת קמח קלוי בלבד תיתן בצק עם מעט מאד גלוטן, אם בכלל, והלחם צפוי להיות צפוף ודחוס. מעט הגלוטן שנוצר לא יוכל לאגור כראוי את הגזים המתפיחים (אדי מים ואוויר חם שנוצרים באפיה ופחמן דו-חמצני מהשמרים), והלחם יתקבל שטוח ביותר. כך שבמקרה זה, נראה שישנה התאמה להלכה המצוטטת.

יערה שאלה: מה קורה לקונפלור בזמן בישול שגורם לו להפוך מתרחיף לג'ל?

קורנפלור הוא עמילן התירס. עמילן הוא פוליסכאריד – שרשראות ארוכות, ישרות או מסועפות, של מולקולת הסוכר גלוקוז, ומשמש כמאגר האנרגיה של הצמח. העמילן ארוז בגרגרי הצמח בגופיפים קטנים בשם גרנולות. בין שרשראות העמילן שבתוך הגרנולות ישנם קשרים כימיים חלשים בשם קשרי מימן, השומרים על המבנה ה"ארוז" שלהן.

כאשר הגרנולות נרטבות, הן סופגות מים ומתחילות להתנפח. ככל שהן מתנפחות יותר, שרשראות עמילן מתחילות לדלוף מהגרנולות. המבנה ה"ארוז" שהיה לשרשראות העמילן בגרנולות מתרופף, שכן קשרי המימן בין שרשראות העמילן מתפרקים עקב התערבות מולקולות מים בין השרשראות.

חימום מזרז את תהליך יציאת העמילן מהגרנולות, וכעת, השרשראות חופשיות לנוע בנוזל. כיוון שהן ארוכות, הן מסתבכות זו בזו ונקשרות זו לזו, ונוצרת רשת של שרשראות עמילן, שכולאת בתוכה מולקולות מים. מבנה כזה נקרא ג'ל.

ג'ל הוא רשת של חלבונים או של פוליסכארידים הכולאת בתוכה מים.

דוגמא אחרת לפוליסכאריד נפוץ בבישול, שיוצר ג'ל, הוא הפקטין, פוליסכאריד מפירות, שנותן את המרקם לריבות. ג'ל חלבונים מתקבל, למשל, כשמבשלים ביצים (ראו "מה קורה כשמבשלים ביצים").

איך מותאמים גרגרי החיטה להכנת לחם? איך הופך בצק ללחם? מהו גלוטן ומה חשיבותו בהכנת לחם? כיצד פועלים השמרים? האם חייבים ללוש את הבצק? ומה קורה בזמן האפייה? על זאת ועוד בהרצאה על המאכל הבסיסי ביותר, הלחם.

ביום חמישי 6.6.13 יתקיים באוניברסיטת ת"א ערב לחם, בשני סבבים, ב- 18:30 וב- 19:30, במסגרת אירועי "חמישי בקמפוס". הערב יכלול הרצאה שלי והדגמה של האופה-קונדיטור עודד פישר, "במיקסר".

המיקום: רחבת גן הדקלים בקמפוס. הכניסה חופשית, אך 30 הנרשמים הראשונים לכל סבב יקבלו גם טעימות מהמאפים של עודד.

איתי שאל: מה מרכיבי השעורה\חיטה נשאר בבירה בסוף התהליך? האם  מבחינה תזונתית יש לה ערך כלשהו? האם בוויסקי, אחרי כל הזיקוקים, נשאר משהו מהדגן או שזה אלכוהול טהור?

 ישנם מספר שלבים בהכנת בירה. אפרט פה את אלה שבהם מעורבים גרגרי השעורה ורכיביהם.

1) הלתתה (malting). גרגרי השעורה מכילים עמילן, שרשראות ארוכות של גלוקוז, וחלבונים. הם חלק מחומרי התשמורת שמאוחסנים עבור הנבט העתידי בחלק של הגרגר שנקרא אנדוספרם. האלכוהול והבועות בבירה נוצרים בעקבות פעולת שמרים, אשר צורכים סוכר ופולטים אלכוהול ופחמן דו-חמצני, אולם השמרים אינם מסוגלים לפרק עמילן. לכן, לפני ההתססה יש לפרק את העמילן למולקולות סוכר בודדות. עושים זאת על-ידי הלתתה (הנבטה) של גרגרי השעורה.
בתהליך ההלתתה נוצרים בגרגר השעורה אנזימים שונים שמפרקים את העמילן ואת החלבונים שבאנדוספרם ליחידות קטנות יותר (עמילאזות מפרקות עמילן, פרוטאזות מפרקות חלבונים). העמילן מתפרק לקבוצות גלוקוז בעלות אורכים שונים: סוכרים בעלי אחת או שתי יחידות גלוקוז, שהשמרים יכולים לאכול, או שרשראות גלוקוז שאורכן נע בין יחידות גלוקוז בודדות לבין מאות יחידות, ונקראות דקסטרינים. החלבונים יכולים להתפרק לשרשראות קצרות יותר של חומצות אמיניות או לחומצות אמיניות בודדות.
מכין הבירה יכול לשלוט על כמות תוצרי הפירוק של העמילן והחלבונים. כפי שראינו בעבר, תגובות מאיאר, תגובות בין סוכרים לחומצות אמיניות, מובילות ליצירת צבע חום ומולקולות טעם וריח חדשות. לכן, אם מעוניינים בבירה בהירה, מנביטים את הגרגרים לזמן קצר, ולקבלת בירה כהה מנביטים זמן ארוך יותר. בסופו של התהליך מתקבלת הלתת (מאלט), גרגרי דגן מונבטים. להמשיך לקרוא ←

מה עובר על פול הקקאו במסע מהעץ לטבלת השוקולד המוכנה? מה ההבדל בין השוקולדים השונים בחנות? מהו שוקולד איכותי לעומת שוקולד פשוט יותר? מדוע הפרלינים מבריקים ולמה נוצרים כתמים לבנים על שוקולד ישן? האם אפשר להכין שוקולד שלא נמס במדבר? ומדוע שוקולד עושה לנו מצב-רוח טוב כל-כך? על זאת ועוד בהרצאה על "מזון האלים", השוקולד.

ביום ראשון 2.6.13 בשעה 20:00 תתקיים הרצאה על הכימיה של השוקולד ב"בית בדפנה" בעומר. הכניסה מרחוב רותם (מול משעול אתרוג) או מרחוב אשל. הכניסה חופשית.

מה עובר על פול הקקאו במסע מהעץ לטבלת השוקולד המוכנה? מה ההבדל בין השוקולדים השונים בחנות? מהו שוקולד איכותי לעומת שוקולד פשוט יותר? מדוע הפרלינים מבריקים ולמה נוצרים כתמים לבנים על שוקולד ישן? האם אפשר להכין שוקולד שלא נמס במדבר? ומדוע שוקולד עושה לנו מצב-רוח טוב כל-כך? על זאת ועוד בהרצאה על "מזון האלים", השוקולד.

ביום חמישי הקרוב, 9.5.13, ייערך ערב על הכימיה של השוקולד במסגרת אירועי "חמישי בקמפוס" באוניברסיטת תל-אביב. הערב יכלול הרצאה שלי והדגמה של השוקולטייה אלי טראב, ויתקיים בשני סבבים, בשעות 18:30 ו- 20:00. הכניסה חופשית. המיקום: רחבת גן הדקלים בקמפוס.

מאיר שאל: בכל הספרים כתוב שטמפרטורת הקרמליזציה היא 160 מעלות, אך שמתי לב שלעתים קרובות, בקרמליזציה יבשה, הסוכר מתחיל להשחים גם בטמפרטורות נמוכות יותר. הכיצד?

קרמליזציה, בדומה לתגובות מאיאר, היא תהליך שרשרת שבו נוצרות מולקולות טעם וריח חדשות וכן מולקולות בעלות צבע חום. בעקבות חימום הסוכר, מתפרקות המולקולות שלו ותוצרי הפירוק מגיבים ביניהם ליצירת מולקולות חדשות וכן הלאה. מתקבלת תערובת עשירה של מולקולות טעם, ריח וצבע, ביניהן אצטאלדהיד, חומצה אצטית, אתאנול, אתיל אצטאט, מלטול ופוראן. ככל שעולים בטמפרטורה, התגובה מהירה יותר, ונוצרות יותר מולקולות מרות ופחות מולקולות מתוקות והצבע מתכהה. את הקרמליזציה ניתן לעשות בשיטה היבשה, בה מחממים סוכר לבדו, או בשיטה הרטובה, בה מרתיחים סירופ סוכר עד שכל המים מתאדים, סביב 160 מעלות צלסיוס.

מה מתרחש בתהליך הקרמליזציה? שנים רבות חשבו שבשלב ראשון, בחום גבוה, הסוכר ניתך, ולאחר מכן מתפרק. התכה היא מעבר של חומר גבישי ממצב צבירה מוצק למצב צבירה נוזלי. בדרך-כלל, חומר נקי ניתך בטמפרטורה קבועה וחדה, וללא קשר לזמן ולקצב החימום. זו נקראת "התכה תרמודינמית". למשל, קרח יינתך תמיד בטמפרטורה של אפס מעלות צלסיוס. כימאים משתמשים בנקודת ההתכה כאחד הפרמטרים לזיהוי ואיפיון דרגת הניקיון של חומרים במעבדה.

להמשיך לקרוא ←

על שלוש דרכים לייצוב קצף חלבון ביצה

קצף חלבון ביצה נפוץ מאוד במטבח הפעיל, בעיקר באפייה. הוא מעניק אווריריות לעוגות, למוס ולסופלה ותורם רבות למרקמם הנימוח. כדי שהקצף יוכל להחזיק את התערובת ולתת לה נפח עליו להיות יציב, לא נוזלי מדי ולא קשה מדי.

החלק הלבן של הביצה ידוע בשם "חלבון", מלשון "חלב", על-שום צבעו הלבן. זאת להבדיל מהמולקולות הנקראות "חלבונים", או בשמם הלועזי פרוטאינים. חלבון הביצה, ה"לבן", הוא תערובת המורכבת מ-90% מים והשאר הוא בעיקר חלבונים שונים, כמו אובאלבומין, קונאלבומין, גלובולין ואובומוצין (ovalbumin, conalbumin, globulin, ovomucin). בתוך המים, החלבונים צפים כפקעות סגורות, כאשר החומצות האמיניות ההידרופיליות, אוהבות המים, פונות כלפי המים, והחומצות האמיניות ההידרופוביות, הפוחדות ממים, מכונסות בתוך הפקעת ומוגנות ממגע עם המים.

הקצפת החלבון מכניסה אוויר אל התערובת, וגם גורמת למשיכת פקעות החלבונים ופתיחתן ולהרס המבנה הטבעי שלהם, כלומר לדנטורציה שלהם. בחלבונים הפתוחים, החומצות האמיניות ההידרופוביות מוצאות את עצמן חשופות למים. על-מנת להקטין את מגען עם המים, הן פונות כלפי האוויר שנכנס לתערובת, ומתיישבות על פני השטח אוויר-מים, או מתחברות לחומצות אמיניות הידרופוביות אחרות בסביבתן, בעוד שהחומצות האמיניות ההידרופיליות פונות אל המים. כך נוצר הקצף: אוסף בועות מצופות במעטפת חלבונים וצמודות זו לזו. ככל שממשיכים בטריפה, נכנס יותר אוויר אל התערובת ויותר חלבונים עוברים דנטורציה ומסתדרים בדפנות הבועות לפי "אהבת" או "אי-אהבת" המים של החומצות האמיניות. גם הבועות נעשות קטנות יותר.

להמשיך לקרוא ←