«В кислой среде происходит денатурация белка»: химик — о популярных кулинарных лайфхаках с точки зрения науки

— Многие популярные кулинарные лайфхаки основаны на химических процессах. Например, считается, что соль, добавленная в воду при варке бобовых, замедляет их приготовление. Как это объясняется с точки зрения химии? 

— На самом деле солить или не солить воду при варке бобовых в начале приготовления достаточно спорный вопрос среди кулинаров. Основной аргумент против заключается в том, что хлорид натрия замедляет процесс клейстеризации крахмала — и фасоль не разваривается.

Однако данные научных исследований показывают, что того количества соли, которое обычно добавляют в воду при варке, слишком мало, чтобы существенно повлиять на набухание крахмала. Кроме того, в умеренных концентрациях хлорид натрия может даже повышать вязкость, способствуя проникновению воды в структуру зерна. 

Важно и то, что оболочки зёрен бобовых богаты пектинами — веществами, которые помогают сохранять плотность и целостность зерна. Дополнительную прочность этой структуре придают связи пектина с кальцием. В подсоленной воде часть кальция может замещаться натрием, из-за чего оболочка становится мягче. Так что с точки зрения науки в приготовлении фасоли в подсоленной воде скорее есть преимущества, чем недостатки.

— Правда ли, что кислая среда (например, уксус) замедляет приготовление картофеля? С чем это связано?

— Это действительно так. Основная причина связана с пектином, который входит в состав клеточных стенок картофеля. В кислой среде он образует гель, который способствует большему сцеплению между клетками. Вода хуже проникает в ткань, а сам картофель медленнее размягчается при варке, то есть варится дольше.

• Gettyimages.ru
• © Casiana Nita / 500px

— Почему добавление соды помогает луку быстрее карамелизироваться? Какие химические процессы при этом происходят?

— Здесь важно уточнить, что при карамелизации лук приобретает насыщенный вкус и золотисто-коричневый цвет в результате реакции Майяра, то есть взаимодействия между сахарами и аминокислотами, из которых состоят белки. Такая реакция плохо протекает в кислой среде, в то время как в тканях лука среда именно слабокислая. Сода создаёт слабощелочную среду, которая ускоряет реакцию Майяра, благодаря чему лук быстрее приобретает румяный цвет и более выраженный сладковатый вкус.

Интересно, что кофейные зёрна приобретают вкус, цвет и аромат тоже благодаря реакции Майяра.

— Ещё один популярный лайфхак — добавление уксуса для приготовления идеального яйца пашот. Какую роль играет уксус в этом рецепте?

— И при высоких температурах, и в кислой среде происходит денатурация белка, то есть утрата его первоначальной структуры. Большинство белков хорошо растворяются в воде, но при денатурации становятся нерастворимыми. Именно поэтому сырое яйцо жидкое, а варёное — твёрдое. 

При приготовлении яйца пашот есть риск, что белок успеет растечься в воде до того, как свернётся. Поэтому подкисление воды уксусом поможет ускорить процесс денатурации и тем самым сохранить аккуратную форму яйца.

• Gettyimages.ru
• © photo_Pawel

— Известно, что нарезанные фрукты быстро темнеют. Почему это происходит и как лимонный сок помогает предотвратить процесс (тоже популярный лайфхак)?

— Потемнение фруктов и овощей связано с тем, что в их клетках содержатся полифенольные соединения (природные антиоксиданты), а также фермент полифенолоксидаза, который ускоряет их окисление. Пока клетки целы, эти вещества не взаимодействуют друг с другом. Однако если плод порезать, то структура ткани нарушается, полифенолы вступают в прямой контакт с ферментом и кислородом и запускается реакция окисления. В результате образуются коричневые пигментированные соединения. 

Лимонный сок помогает замедлить этот процесс, потому что содержащиеся в нём кислоты снижают активность полифенолоксидазы. Именно поэтому обработанные лимонным соком овощи и фрукты дольше сохраняют свежий вид.

— Перед жаркой мяса советуют дать ему «дойти» до комнатной температуры и посолить заранее. Действительно ли эти рекомендации влияют на вкус и текстуру мяса?

— Да, оба эти совета верны с точки зрения химии. Предварительное медленное размораживание мяса может повлиять на вкус и структуру продукта. Резкий переход к повышенным температурам при приготовлении приводит к неравномерному нагреву: при жарке внешние слои приготовятся слишком быстро, а внутренние не успеют прогреться — и мясо подгорит снаружи, но останется сырым внутри.

Более того, может произойти разрушение клеток с потерей влаги и изменение структуры волокнистой части мяса, которая тоже состоит из белков. Всё это ухудшит структурные и вкусовые качества продукта. 

Что касается соли, здесь действительно важен момент её добавления. Если посолить мясо непосредственно перед жаркой, соль вытянет часть влаги только из внешних слоёв, что может способствовать образованию более выраженной корочки. Но для равномерного распределения соли по ткани мясо лучше солить заранее, как минимум за 40 минут до приготовления. 

Кроме улучшения вкусовых качеств, длительная обработка солью или рассолом частично изменяет структуру мышечных белков, повышая влагоудерживающую способность тканей. В результате мясо после приготовления получится более сочным.

• Gettyimages.ru
• © pidjoe

— Расскажите, пожалуйста, о других малоизвестных кулинарных лайфхаках, основанных на химических процессах. В каких ещё случаях знание химии помогает улучшить блюдо?

— На самом деле таких примеров довольно много. Например, для размягчения структуры мяса можно использовать кислоты (в частности, маринование в лимонном соке, йогурте или уксусе). В основе этого процесса также лежит денатурация белков мяса. 

Похожим образом работают и некоторые ферменты, расщепляющие белки. Ими богаты, например, ананас и киви, поэтому эти фрукты тоже могут использоваться в маринадах.

Другой полезный лайфхак — добавление небольшого количества воды и крахмала в омлет. Вода при нагревании испарится и оставит поры, за счёт чего омлет получится более воздушным. А крахмал — как полимер — послужит каркасом и будет препятствовать сильному уплотнению структуры.

Ещё есть интересный способ осветлить бульон, если он получился слишком мутным. Для этого в тёплый бульон необходимо добавить яичный белок и повторно прокипятить. Как я уже отмечала, при денатурации белок сворачивается, поэтому он «захватит» взвешенные частицы, из-за которых бульон выглядит мутным. После этого его можно процедить, чтобы удалить белок, — бульон станет заметно прозрачнее.