Kimia pada tusuk sate: apakah para ilmuwan pandai memasak barbekyu

2024 Pengarang: Malcolm Clapton | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 04:00

Transformasi kimia apa yang terjadi dengan kebab di semua tahap persiapannya.

Persiapan kebab, dari sudut pandang ahli kimia, adalah proses yang kompleks, pada setiap tahap di mana sejumlah besar reaksi halus dan saling terkait terjadi. Jika Anda mendekati masalah ini dengan bijak, resep kebab yang baik akan sebanding dengan metode sintesis organik individu - atau bahkan melampaui mereka. Dan, seperti dalam percobaan ilmiah lengkap, dalam persiapan barbekyu ada banyak detail yang bergantung pada optimalisasi proses - dan karenanya rasa dan aroma produk akhir.

Jadi, untuk memasak kebab, Anda perlu melakukan dua langkah utama: mengasinkan daging dan menggorengnya di atas arang. Tapi pertama-tama, mari kita cari tahu apa itu daging - dalam hal kimia.

Daging

Apa yang kita sebut daging dan beli di toko yang menyamar sebagai babi dan sapi sebenarnya adalah otot lurik kerangka hewan. Kecuali, tentu saja, kami tidak akan mempertimbangkan jeroan, seperti hati, yang tidak digunakan untuk barbekyu. Selain jaringan otot itu sendiri, jaringan adiposa dan ikat, yang berdekatan dengannya, juga disebut daging.

Jaringan otot memiliki struktur yang aneh. Kita terbiasa dengan kenyataan bahwa sel-sel tubuh kita biasanya sangat kecil, tidak terlihat oleh mata. Unit struktural otot adalah serat otot - dan ini adalah satu sel besar dengan panjang beberapa sentimeter dan diameter ratusan mikrometer. Ini dibentuk oleh fusi ribuan sel lain, yang karenanya bisa ada beberapa ribu nukleus di serat otot.

Sifat utama serat otot adalah kemampuannya untuk berkontraksi. Beginilah cara kami (dan hewan lain) menggerakkan anggota tubuh kami - dan banyak lagi. Ini disediakan oleh protein khusus - aktin dan miosin. Mereka adalah molekul memanjang yang membentuk bundel panjang di dalam sel. Di bawah pengaruh faktor eksternal (impuls saraf), bundel ini mulai bergerak relatif satu sama lain, menarik ke tengah. Seluruh serat dibagi menjadi tautan terpisah - sarkomer, diikat bersama.

Selain itu, daging mengandung sejumlah besar protein elastin dan kolagen dalam jaringan ikat. Mereka sebagian besar bertanggung jawab atas karakteristik mekanis daging (ketangguhan, dll.). Protein mioglobin bertanggung jawab atas warna daging. Secara umum, daging sebagian besar merupakan produk protein, tetapi, tentu saja, ada cukup banyak lapisan lemak di dalamnya.

pengawetan

Daging diasinkan untuk menyelesaikan beberapa masalah sekaligus: membuatnya lebih lembut, memberi rasa tambahan, dan melakukan perawatan antimikroba primer.

Molekul kolagen, yang menentukan kekerasan daging, biasanya membentuk serat yang kuat, fibril. Perakitan ini terjadi di bawah pengaruh ikatan hidrogen - daya tarik antara fragmen asam amino yang bermuatan sebagian (terpolarisasi). Ikatan yang persis sama muncul antara molekul air - antara atom hidrogen dari satu molekul dan oksigen dari yang lain.

Banyak bumbu yang bersifat asam karena adanya asam di dalamnya - paling sering asetat (misalnya, dalam anggur, mayones atau cuka), lemon dan asam laktat. Kecap dan saus teriyaki juga memiliki media asam - mereka mengandung sejumlah besar asam piroglutamat, serta asam suksinat, sitrat, format, dan asetat.

Ini berarti bahwa ada banyak kation hidrogen dalam bumbu yang mampu mengikat molekul protein dan memprotonasinya. Ini mengubah distribusi muatan dalam molekul dan mengganggu struktur halus ikatan hidrogen, yang mengarah pada perubahan geometri molekul protein. Akibatnya, protein didenaturasi: serat kolagen dan aktin membengkak, melunak, kolagen secara bertahap larut.

Efek yang sama dapat dicapai tanpa menggunakan asam. Misalnya, beberapa buah tropis, seperti pepaya dan nanas, mengandung enzim yang memecah elastin dan kolagen menjadi asam amino tunggal, dan protease bakteri dan jamur juga dapat memecah protein serat otot. Ada metode fisik untuk melunakkan daging - menahan tekanan pada urutan beberapa ribu atmosfer, yang juga menyebabkan denaturasi protein.

Kecepatan mengasinkan daging juga tergantung pada komposisi bumbunya. Misalnya, kehadiran alkohol dalam bumbunya terbukti mempercepat proses pengasinan. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa membran lipid sel larut lebih baik dalam alkohol daripada dalam air. Berbagai zat tambahan, seperti tanin dalam anggur dan bir, juga berperan dalam melunakkan daging.

Perlu dicatat bahwa pengawetan tidak selalu menyebabkan pelunakan daging. Dalam beberapa situasi, pengasinan yang berlebihan (dengan adanya terlalu banyak asam atau alkohol) kehilangan air dan menjadi terlalu keras. Efek yang sama dapat dicapai dengan memasak daging terlalu lama - maka sebagian besar air hanya akan "terbang" darinya.

Efek terpenting kedua adalah antimikroba. Tetapi tidak hanya asam yang bertanggung jawab untuk itu, tetapi juga komponen bumbu lainnya, seperti bawang. Cukup banyak penelitian telah dikhususkan untuk berbagai metode penghancuran organisme berbahaya dalam daging; di salah satu penulis yang paling penasaran, mereka mengusulkan untuk menambahkan pemrosesan dalam rendaman ultrasonik ke skema standar pengasinan daging dalam bir.

Perlu dicatat bahwa tahap kedua memasak shashlik memulai sintesis beberapa karsinogen - zat berbahaya yang berpotensi menyebabkan kanker. Hal ini berlaku khususnya untuk produk pembakaran lemak yang menetes ke arang. Ini termasuk benzo [a] pyrene dan hidrokarbon poliaromatik lainnya.

Kelas karsinogen lain yang timbul dari pembakaran daging adalah amina heterosiklik. Zat ini mampu membentuk kompleks dengan DNA dan mempengaruhi aktivitas vital sel. Satu studi bahkan menemukan Dietary Benzo [a] Pyrene Asupan dan Risiko Kolorektal Adenoma untuk menghubungkan seringnya konsumsi daging asap atau panggang dengan kanker tertentu. Oleh karena itu, disarankan untuk mengurangi penggunaan zat tersebut sebanyak mungkin. Tapi pengawetan juga bisa membantu di sini.

Ada beberapa penelitian oleh ahli kimia Portugis dan Spanyol yang menunjukkan bahwa jenis bumbu tertentu mengurangi kemungkinan pembentukan karsinogen ini. Misalnya, pengasinan dalam bir hitam sebagian menghambat Pengaruh Bumbu Bir pada Pembentukan Hidrokarbon Aromatik Polisiklik pada Daging Babi Panggang Arang, pembentukan hidrokarbon poliaromatik, dan untuk mengurangi proporsi amina heterosiklik yang terbentuk, bumbu berdasarkan anggur, bir, atau bahkan yang mengandung teh harus dipilih. Secara umum, pengaruh perendaman terhadap pembentukan hidrokarbon poliaromatik secara umum masih belum dipahami dengan baik. Inhibitor lain yang mungkin termasuk bawang merah, bawang putih, rempah-rempah, dan acar asam sitrat.

Penggorengan

Pengasinan, karena denaturasi sebagian besar protein, secara signifikan mempercepat proses memasak. Ini menghindari kontak yang terlalu lama dengan panas dan penguapan terlalu banyak air. Seiring dengan percepatan denaturasi protein, penggorengan dengan arang memulai banyak proses kimia lainnya dalam daging.

Yang pertama adalah reaksi Maillard yang terkenal. Dialah yang bertanggung jawab atas pembentukan zat organik berbau tajam, yang memberikan aroma khusus pada daging goreng. Asam amino yang ditemukan dalam daging dan gula memasuki reaksi ini. Akibatnya, senyawa heterosiklik kompleks terbentuk, turunan dari furan, tiofena, alkilpiridin, dan pirazina.

Profil rasa spesifik untuk setiap jenis daging berbeda, hal ini ditentukan oleh rasio konsentrasi ribuan zat aromatik yang terbentuk selama penggorengan. Dalam kasus ayam goreng dan babi, produk kondensasi sistein dengan gula, seperti 2-metil-3-furanethiol dan dimernya, serta 2-furylmethanethiol, memainkan peran penting dalam aroma.

Tentu saja, asam amino lain juga bereaksi dengan gula. Metionin, misalnya, berinteraksi dengan gula dan terdegradasi menjadi metional, zat yang berbau seperti kentang goreng.

Jelas bahwa protein dan gula tidak hanya ditemukan dalam daging. Oleh karena itu, reaksi Maillard juga berperan dalam aroma masakan lainnya. Misalnya, makanan yang dipanggang (dan beberapa jenis nasi) berbau seperti 2-asetilpirrolin, produk reaksi antara prolin dan gula. Dalam jumlah sedikit, zat ini juga terdapat pada daging goreng.

Proses kimia kedua adalah pembakaran lemak. Lemak merupakan ester dari gliserol dan asam lemak organik seperti stearat, palmitat, dan sebagainya. Ketika dipanaskan, mereka secara kimia diubah menjadi aldehida seperti heksadekanal, heksanal, dan sebagainya. Menariknya, daging sapi panggang mengandung lebih banyak aldehida daripada ayam dan babi, yang membuat rasanya berbeda. Dan bau khas domba disebabkan oleh asam 4-metiloktanoat dan 4-metilnonanoat.

Proses ketiga adalah reaksi antara produk karbonisasi lemak dan produk reaksi Maillard. Ini semua adalah jenis alkanetiol, alkilpiridin, turunan alkil dari tiofena, pirol, tiopira, tiazol, dan sebagainya. Bagian alkil di dalamnya muncul dari komponen lemak, dan bagian heterosiklik dari komponen Mayar.

Selain itu, reaksi lain yang melibatkan asam amino terjadi saat memanggang daging. Dengan demikian, sistein dan glutathione membentuk trithiolans dan dithiazines selama perlakuan panas, yang juga memberikan kontribusi signifikan terhadap bau.

Rasa dan aroma kebab tidak hanya diberikan oleh produk penguraian asam amino, gula dan lemak, tetapi juga oleh produk pembakaran batu bara. Di antara mereka, ada baiknya menyoroti syringol (omong-omong, namanya berasal dari nama Latin untuk lilac, Syringa vulgaris) dan guaiacol - mereka terbentuk selama pemecahan lignin, pengikat molekul selulosa dalam kayu. Zat-zat ini memberi kebab (atau barbekyu) bau asap yang khas.

Lusinan detail teknis proses memasak memengaruhi rasio zat aromatik dalam kebab jadi: suhu, durasi pemanggangan, pilihan batu bara, daging, rendaman, waktu pengasinan. Dan ini adalah kesempatan bagus untuk, dipersenjatai dengan metode ilmiah, menemukan resep optimal Anda sendiri untuk barbekyu dan, mungkin, bahkan menulis artikel ilmiah tentangnya - dengan deskripsi yang sangat menarik dari bagian eksperimental.