ქიმია კულინარიაში - ან კულინარიული ქიმია

ალბათ დაგვეთანხმებით, რომ თანამედროვე სამზარეულო შეიძლება გვაგონებდეს ქიმიურ ლაბორატორიას. მხოლოდ იმ განსხვავებით, რომ სამზარეულოს თაროებზე  გვიწყვია ყველა სახის მარცვლეულითა და სანელებლებით სავსე ქილები, ხოლო ლაბორატორიულები დაკავებული აქვს საკვებად გოუყენებელი რეაქტივებით სავსე სპეციალურ ჭურჭელს და ქიმიური სახელწოდებების  "ნატრიუმის ქლორიდისა" ან "საქაროზას"ნაცვლად სამზარეულოში გვესმის ჩვეული, უფრო ნაცნობი სიტყვები -"მარილი" და "შაქარი". თუმცა კულინარიული რეცეპტურის შესაბამისად კერძის მომზადების პროცესი ხშირ შემთხვევეში თამამად შეიძლება შევადაროთ ქიმიური ექსპერიმენტის ჩატარების მეთოდებს.

"ქიმიის შეღწევა კულინარიაში" დაიწყო დიდი ხნის წინ. ამასთან, საკვებთან დაკავშირებული პრობლემების შესწავლას მეცნიერები და მათ შორის ცნობილი ქიმიკოსები სერიოზულად შეუდგნენ  მე-18-19 საუკუნეებში. ასე მაგალითად, ანტუან ლორან ლავუაზიემ აღმოაჩინა ხორცის ბულიონის ხარისხის დამოკიდებულება მის ბულიონის სიმკვრივეზე და ანტუან ოგიუსტ პარმენტიემ შემოგვთავაზა კვების პროდუქტების კონსერვაციის  გზები. ხორცის წვენის ანალიზით გატაცებულმა გამოჩენილმა გერმანელმა ქიმიკოსმა იუსტუს ფონ ლიბიჰმა გამოიგონა ეგრეთ წოდებული ხორცის ექსტრაქტი, რომელიც ჩვენთვის ცნობილია როგორც "ბულიონის კუბურები". მან ასევე შეიმუშავა რძის შემცველი ნარევი - ანუ ბავშვთა თანამედროვე კვების წინამორბედი.

სამართლიანობის თვალსაზრისით, ალბათ უნდა ვაღიაროთ, რომ ბოლო ათწლეულების განმავლობაში ქიმიამ მნიშვნელოვნად შეცვალა ადამიანის კვების ასორტიმენტი. თანამედროვე ქიმიკოსებმა ისწავლეს რძის, ყველისა და სხვა პროდუქტების "წარმოება" სოიოსგან და ნახევარი საუკუნის წინ ქათმის კვერცხის ცილებისა და საკვები ჟელატინის საფუძველზე მათ მიიღეს ხელოვნური  შავი ხიზილალაც კი.

ამასთან, მიუხედავად ფასდაუდებელი სარგებელისა, რომელიც კაცობრიობას მოუტანა ქიმიამ, ადამიანების ნაწილში დაიბუდა  ქიმიოფობია - ქიმიის შიში. ამ ფენომენის პარადოქსი  მდგომარეობს იმაში, რომ თითოეული ჩვენგანი, ამა თუ იმ დონეზე, ყოველდღიურ ცხოვრებაში და მაშინაც კი, როდესაც ფუსფუსებს სამზარეულოში კონტაქტში შედის ქიმიასთან. ამის მიუხედავად, ხშირად ჩვენ  უფრო მეტი ვიცით ზოგიერთ კოსმიურ მოვლენაზე, ან მზეზე მიმდინარე რეაქციებზე, ვიდრე იმ რთული პროცესების შესახებ, რომლებიც მიმდინარეობენ როდესაც ვხარშავთ ან ვბრაწავთ რომელიმე პროდუქტს, თუ ვაცხობთ რამეს.

ადამიანის საკვების ძირითად კომპონენტებს წარმოადგენენ ცილები, ცხიმები, ნახშირწყლები, ვიტამინები და მინერალური ნივთიერები. კულინარიული დამუშავების დროს მათი უმეტესობა განიცდის ქიმიურ გარდაქმნებს, რომლებიც  განსაზღვრავენ მომავალი კერძის სტრუქტურისა და გემოს მახასიათებლებს. ხოლო საკვები პროდუქტების დამუშავების პროცესში მიმდინარე ქიმიური პროცესების ხასიათსა და ბუნებაში ადამიანმა სულ  ცოტა ხნის წინ დაიწყო გარკვევა.

ასე მაგალითად, ფრანგმა ქიმიკოსმა ლუი კამილე მეილარდმა, ცილების სინთეზის შესაძლებლობების შეისწავლისას,  გაცხელების შედეგად მიიღო ნივთიერებები, რომლებიც, როგორც აღმოჩნდა, განსაზღვრავენ მრავალი მზა კერძის ფერსა და სუნს (მეილარდის რეაქციის შესახებ  ადრე უკვე ჩვენ ვისაუბრეთ). მაგრამ ყველაფერი ეს არც თუ ისე მარტივია, ვინაიდან მეილარდის რეაქცია წარმოადგენს არა ერთს, არამედ თანმიმდევრული და პარალელური პროცესების მთელ კომპლექსს, რომლებიც მიმდინარეობენ  ხარშვის, შეწვის თუ ცხობის დროს. გარდაქმნების კასკადი იწყება ისეთი შაქრების კონდენსაციით, რომელთა რიცხვს მიეკუთვნებიან გლუკოზა და ფრუქტოზა და იმ ნაერთებით, რომელთა მოლეკულები შეიცავენ პირველად ამინოჯგუფს (ამინომჟავები, პეპტიდები და ცილები). მერე პროდუქტები განიცდიან შემდგომ რეაქციებს და  საკვების სხვა კომპონენტებთან ურთიერთქმედებისას აგრძელებენ  მომდევნო გარდაქმნებს, რომლებიც წარმოქმნიან  აციკლური, ჰეტეროციკლური, პოლიმერული ხასიათის  ნაერთების ნარევებს, რომლებიც განაპირობებენ თერმულად დამუშავებული ნახევარფაბრიკატების სუნს, გემოსა და ფერს. რა თქმა უნდა, პირობებიდან გამომდინარე მიმდინარეობენ სხვადასხვა რეაქციები, რომლებიც განსაზღვრავენ  განსხვავებული სახის საბოლოო პროდუქტის მიღებას. Maillard- ის რეაქციის დროს შეიძლება შეიქმნან ინტენსიურად შეფერადებული და უფერო პროდუქტები, რომლთა ნაწილი შესაძლოა იყოს გემრიელი და არომატული ან, პირიქით, დამძაღებული და უსიამოვნო სუნის მქონე, აგრეთვე გარდაიქმნან  როგორც ანტიოქსიდანტებად და  ასევე შხამებად. ე.ი. Maillard- ის რეაქციამ შეიძლება გაზარდოს პროდუქტების კვებითი ღირებულება, მაგრამ  ასევე შეუძლია მავნეც გახადოს საჭმელი.

მიუხედავად იმისა, რომ არომატების ერთიანი თეორია ჯერ  არ  შექმნილა, ქიმიკოსებმა დაადგინეს, რომ მოლეკულის სტრუქტურის მცირედმა მოდიფიცირებამაც კი ზოგჯერ შესაძლოა მნიშვნელოვნად შეცვალოს ნივთიერების სუნი. საკვებთან დაკავშირებული ამ სახის ყველაზე თვალსაჩინო მაგალითებია ტერპენის ნახშირწყალბადების ლიმონენი და მისი წარმოებული ჟანგბადისშეცველი კარვონი.  (R) - და (S) - ლიმონენებს, რომლებიც განსხვავდებიან მხოლოდ შემცვლელების სივრცითი განლაგებით, შესაბამისად გააჩნიათ ფორთოხლისა და ლიმონის არომატები. კარვონის განსხვავებულ იზომერებსაც ასევე გააჩნიათ სხვადსხვა სურნელი: ერთ მათგანს, (S) -კარვონს აქვს კვლიავის (ზირაკის)  და კამის სუნი, ხოლო  მის ანტიპოდს -  პიტნის ერთ-ერთი სახეობის სურნელი. თუმცა სწორი იქნება ითქვას, რომ ყველა ამ მცენარის სუნი განპირობებულია მათში ამ ნაერთების არსებობით.

სუნით "ექსპერიმენტირების" შედეგად ქიმიკოსებს შეუძლიათ „აიძულონ" ნებისმიერი კერძი, რომ მან გამოცეს  უნიკალური არომატი. მაგალითად, (R) -კარვონის ორი და ბუტანონის სამი ნაწილის შერევის შედეგად პიტნის სუნი ქრება, და მის  ადგილს იკავებს ... კვლიავის (ზირაკის)  არომატი.

გემოს ეფექტებთან დაკავშირებითაც ყველაფერი არც თუ ისე მარტივია. ცნობილია ნივთიერებები, რომლებსაც გააჩნია "რამდენიმე გემო". მაგალითად, ნატრიუმის ბენზოატი ზოგ ადამიანს მოტკბოდ, ზოგს მომჟავო გემოს მქონედ მოეჩვენება. მისი გასინჯვის შემდეგ  ზოგიერთს პირში სიმწარის გემო შერჩება, ვინმე კი მას საერთოდ გემოს არმქონედ ჩათვლის. ერთმა ქიმიკოსმა სტუმრებს ხუმრობით შესთავაზა ამ მარილის ხსნარის გემოს მოსინჯვა (ამ მარილს კვლავ იყენებენ კვების მრეწველობაში როგორც კონსერვანტს) და დაუსრულებლად იცინოდა, როდესაც გასინჯვის შემდეგ, სტუმრებს შორის შეიქმნა დავა, რადგან თითოეული  ამტკიცებდა, რომ სასმელის გემოს მისი აღწერა - ყველაზე სწორია.

რამოდენიმე ათწლეულის წინ გაჩნდა მაცდუნებელი იდეა, რომ ესა თუ ის პროდუქტი დაიყოს მის შემადგენელ კომპონენტებად, შემდეგ კი ახლებურად  აეწყოს კერძში, ორიგინალური გემოსა და სურნელის არაჩვეული ნაკრების სახით. ასე დაიბადა ახალი მიმართულება, სახელწოდებით "მოლეკულური კულინარია". მისმა დამფუძნებლებმა (ოქსფორდის უნივერსიტეტის ფიზიკის პროფესორმა ნიკოლას კურტიმ და ფრანგმა ფიზიკოქიმიკოსმა ჰერვე ტისმა) მოლეკულური გასტრონომიის ძირითადი ამოცანა  დაინახეს პროდუქტების კულინარიული დამუშავების პროცესში მომხდარი პროცესების კვლევისა და მიღებული შედეგების ორიგინალური კერძების მომზადებისთვის გამოყენებაში.

იხ მასალები და ინგრედიენტები მოლეკულარულ სამზარეულოში

რა ხერხებს იყენებენ მოლეკულარული კერძების მოსამზადებლად?

კულინარიისა და საბუნებისმეტყველო მეცნიერებების სინთეზის ერთ-ერთი შთამბეჭდავი შედეგი  აგრეთვე გახდა ხორცის კერძების დაბალი ტემპერატურის  რეჟიმში მომზადების  მეთოდი. აღმოჩნდა, რომ ყველაზე წვნიანი და ნაზი ხორცი მიიღება 55 С- ზე, ხოლო უფრო მაღალი ტემპერატურა ხელს უწყობს წყლის ინტენსიურ  აორთქლებას და ხორცის წვენების განადგურებას.

გარდა ამისა, აღმოჩნდა, რომ საკვები პროდუქტების ფიზიკო-ქიმიური თვისებების ცოდნა  იძლევა იმის  შესაძლებლობას, რომ ერთი ინგრედიენტი  ჩავანაცვლოთ სხვა ინგრედიენტით.  მაგალითად, მოხარშული კრემის მომზადებისას, ქათმის კვერცხის ცილის ნაცვლად, რომელიც როგორც ცნობილია - ალერგენია, წარმატებით შეგვიძლია  გამოვიყენოთ ეფექტური ბუნებრივი ქაფშემქნელი საშუალება აგარ-აგარი, რომელიც წარმოადგენს პოლისაქარიდების ნარევს და მიიღება წითელი და ყავისფერი ზღვის მცენარეებისგან.

ამასთან, უნდა ითქვას, რომ მრავალი კვლევისა და აღმოჩენის მიუხედავად, მეცნიერებისა და მ.შ. ქიმიის წინაშე კულინარიის სფეროში ჯერ კიდევ ბევრი შეუსწავლელი საკითხი რჩება. ხოლო პროდუქტების კულინარული დამუშავების მეცნიერული გაგება და გამოყენება აუცილებელი გახდა არა მხოლოდ ტრადიციული სამზარეულოსათვის, არამედ კულინარიის დარგში ახალი ტექნოლოგიების განვითარებისათვის.