Mail.ruПочтаМой МирОдноклассникиИгрыЗнакомстваНовостиПоискСмотриComboВсе проекты
, Источник: N + 1

Химия на шампуре. Хорошо ли ученые разбираются в приготовлении шашлыка

Наступило лето, а с ним и время походов на природу — за свежим воздухом, теплой погодой и, конечно же, шашлыками. Есть десятки различных рецептов и советов, как правильно жарить шашлык, а также сотни их комбинаций. Споры о том, какое мясо выбирать, с какими специями его мариновать и сколько держать над углями, мы оставим искушенным любителям и профессионалам, а вместо этого попробуем разобраться, какие химические превращения происходят с шашлыком на всех этапах его приготовления.

Приготовление шашлыка, с точки зрения химика, — сложный процесс, на каждом этапе которого происходит большое количество тонких и взаимосвязанных реакций. Если подойти к делу с умом, рецепт хорошего шашлыка будет сопоставим, а то и превзойдет, отдельные методики органического синтеза. И, как в полноценном научном эксперименте, в приготовлении шашлыка есть множество деталей, от которых зависит оптимизация процесса — а значит, вкус и аромат конечного продукта.

Итак, чтобы приготовить шашлык, необходимо выполнить два основных действия: замариновать мясо и обжарить его на углях. Но сперва давайте разберемся, что такое мясо — с точки зрения химии.

Мясо

Фото: depositphotos

То, что мы называем мясом и покупаем в магазине под видом свинины и говядины, на самом деле является скелетной поперечно-полосатой мускулатурой животных. Если, конечно же, мы не будем рассматривать субпродукты, например сердце, которые не используются для шашлыка. Кроме собственно мышечной ткани, к мясу относят еще жировую и соединительную ткань, которая к ним прилегает.

Мышечная ткань имеет любопытное строение. Мы привыкли к тому, что клетки нашего организма обычно очень малы, не различимы глазом. Структурной единицей мышцы является мышечное волокно — и это одна большая клетка длиной несколько сантиметров и диаметром сотни микрометров. Она образуется при слиянии тысяч других клеток, из-за чего в мышечном волокне может быть несколько тысяч ядер.

Главное свойство мышечных волокон — способность сокращаться. Именно так мы (и другие животные) двигаем конечностями — и не только. Это обеспечивают специальные белки — актин и миозин. Это вытянутые молекулы, формирующие длинные пучки внутри клеток. Под действием внешних факторов (нервного импульса) эти пучки начинают двигаться друг относительно друга, стягиваясь к центру. Все волокно разбито на отдельные звенья — саркомеры, скрепленные между собой.

Кроме того, мясо содержит большие количества белков эластина и коллагена в соединительной ткани. Они во многом отвечают за механические характеристики мяса (жесткость и так далее). За цвет мяса отвечает белок миоглобин. В общем, мясо — во многом белковый продукт, но, конечно, и жировых прослоек в нем хватает.

Маринование

Фото: depositphotos

Мясо маринуют для того, чтобы решить сразу несколько задач: сделать его мягче, придать ему дополнительный аромат и провести первичную антимикробную обработку.

Молекулы коллагена, определяющего твердость мяса, в норме образуют прочные волокна, фибриллы. Эта сборка происходит под действием водородных связей — притяжения между частично заряженными (поляризованными) фрагментами аминокислот. Точно такие же связи возникают между молекулами воды — между атомом водорода одной молекулы и кислородом другой.

Многие маринады обладают кислой реакцией из-за наличия в них кислот — чаще всего уксусной (например, в вине, майонезе или уксусе), лимонной и молочной. Кислой средой обладает и соевый соус, а также соус терияки — они содержат большое количество пироглутаминовой кислоты, а также янтарной, лимонной, муравьиной и уксусной. Это означает, что в маринадах есть много катионов водорода, которые способны связываться с молекулами белков, протонировать их. Это изменяет распределение зарядов в молекулах и нарушает тонкую структуру водородных связей, что приводит к изменению геометрии белковых молекул. В результате происходит денатурация белков: волокна коллагена и актина разбухают, размягчаются, коллаген постепенно растворяется.

Того же эффекта можно достигнуть и без применения кислот. Например, некоторые тропические фрукты, такие как папайя и ананас, содержат ферменты, разлагающие эластин и коллаген до одиночных аминокислот, а протеазы бактерий и амилазы грибов способны аналогичным образом разрушать белки мышечных волокон. Есть и физические методы смягчения мяса — выдерживание при давлениях порядка нескольких тысяч атмосфер, которое тоже приводит к денатурации белков.

Скорость, с которой происходит маринование мяса, также зависит от состава маринада. Например, было показано, что наличие спирта в маринаде ускоряет процесс маринования. Это связано с тем, что липидная оболочка клеток лучше растворяется в спирте, чем в воде. Также свою роль в смягчении мяса играют различные вспомогательные вещества — такие как таннины в вине и пиве.

Стоит заметить, что маринование не всегда приводит к размягчению мяса. В некоторых ситуациях при избыточном мариновании (в присутствии слишком большого количества кислоты или спирта) ткани теряют воду и становятся слишком твердыми. Такого же эффекта можно достигнуть, если пережарить мясо — тогда большая часть воды из него попросту «улетит».

Второй по важности эффект — антимикробный. Но за него ответственны не только кислоты, но и другие компоненты маринада, такие как лук. Различным способам уничтожения вредоносных организмов в мясе посвящено довольно много исследований, в одном из самых любопытных авторы предлагали добавить к стандартной схеме маринования мяса в пиве еще и обработку в ультразвуковой ванне.

Надо заметить, что на втором этапе приготовления шашлыка запускается синтез некоторых канцерогенов — вредных веществ, потенциально способных вызвать рак. В особенности это относится к продуктам обугливания жира, капающего на угли. Среди них есть бензо[a]пирен и другие полиароматические углеводороды. Другой класс канцерогенов, возникающий при обугливании мяса — гетероциклические амины. Эти вещества способны образовывать комплексы с ДНК и влиять на жизнедеятельность клеток. Одно из исследований даже обнаружило корреляцию между частым употреблением копченого или жаренного на гриле мяса с некоторыми видами рака. Соответственно, рекомендуется по возможности уменьшить употребление таких веществ. Но и тут может помочь маринование.

Есть несколько исследований, проведенных португальскими и испанскими химиками, которые указывают на то, что некоторые виды маринада уменьшают вероятность образования этих канцерогенов. Например, маринование в темном пиве отчасти ингибирует образование полиароматических углеводородов, а чтобы уменьшить долю образующихся гетероциклических аминов, следует выбирать маринады на основе вина, пива или даже содержащие чай. В целом же влияние маринадов на образование полиароматических углеводородов в целом все еще не так хорошо изучено. В число других возможных ингибиторов входят лук, чеснок, специи и маринады с лимонной кислотой.

Жарка

Фото: depositphotos

Маринование, за счет денатурации большой части белков, значительно ускоряет процесс готовки мяса. Это позволяет избежать длительного воздействия тепла и испарения слишком большого количества воды. Вместе с ускорением денатурации белков, жарка на углях инициирует в мясе много других химических процессов.

Первый из них — известная реакция Майяра. Именно она отвечает за образование сильно пахнущих органических веществ, придающих особый запах жареному мясу. В эту реакцию вступают аминокислоты, находящиеся в мясе, и сахара. В результате образуются сложные гетероциклические соединения, производные фурана, тиофена, алкилпиридины и пиразины.

Продукты реакции Майяра, основные компоненты запаха жареного мяса. Фото: N+1

Конкретный профиль аромата у каждого вида мяса свой, он определяется соотношением концентраций тысяч душистых веществ, образующихся при жарке. В случае жареных курицы и свинины важную роль в аромате играют продукты конденсации цистеина с сахарами, например, 2-метил-3-фурантиол и его димер, а также 2-фурилметантиол. С сахарами, конечно, реагируют и другие аминокислоты. Метионин, к примеру, взаимодействуя с сахарами, подвергается деградации до метионаля — это вещество имеет запах жареного картофеля.

Понятно, что белки и сахара есть не только в мясе. Поэтому реакция Майяра играет роль в аромате и других блюд. К примеру, запах выпечки (и некоторых сортов риса) обусловлен 2-ацетилпироллином, продуктом реакции между пролином и сахарами. В небольших количествах это вещество возникает и в жареном мясе.

Продукты распада жиров, компоненты запаха жареного мяса. Фото: N+1

Второй химический процесс — обугливание жиров. Жиры — это сложные эфиры глицерина и жирных органических кислот, таких как стеариновая, пальмитиновая и так далее. При температурной обработке они химически превращаются в альдегиды, такие как гексадеканаль, гексаналь и так далее. Интересно, что в жареной говядине содержится больше альдегидов, чем в курице и свинине, что и отличает их на вкус. А характерный запах баранины возникает благодаря 4-метилоктановой и 4-метилнонановой кислотам.

Третий процесс — реакции между продуктами обугливания жиров и продуктами реакции Майяра. Это всевозможные алкантиолы, алкилпиридины, алкильные производные тиофенов, пирролов, тиопиранов, тиазолов и так далее. Алкильная часть в них возникает из жировой компоненты, а гетероциклическая — из майяровской.

Кроме того, при обжарке мяса идут и другие реакции с участием аминокислот. Так, цистеин и глутатион образуют при термообработке тритиоланы и дитиазины, которые также вносят существенный вклад в запах.

Сирингол и гваякол, компоненты запаха «дыма», характерного для шашлыка. Фото: N+1

Вкус и аромат шашлыкам придают не только продукты разложения аминокислот, сахаров и жиров, но и продукты горения углей. Среди них стоит выделить сирингол (его название, кстати, происходит от латинского названия сирени, Syringa vulgaris) и гваякол — они образуются при распаде лигнина, связующего вещества для молекул целлюлозы в древесине. Эти вещества придают шашлыку (или барбекю) характерный запах дыма.

На соотношение ароматных веществ в готовом шашлыке влияют десятки технических деталей процесса приготовления: температура, длительность обжарки, выбор угля, мяса, маринада, времени маринования. И это отличная возможность, чтобы, вооружившись научным методом, самому найти свой оптимальный рецепт шашлыка и, может, даже написать об этом научную статью — с особенно сочным описанием экспериментальной части.

Владимир Королёв

Это тоже интересно: 

Хочешь, чтобы друзья готовили шашлык правильно? Поделись с ними статьей — жми кнопку ниже!
Хиты продаж и новинки
Самые лучшие цены на смартфоны
Комментарии
121
Муся Черезвая
В ответ на комментарий от Мария Кузнецова
Мария Кузнецова
Нужен сᴱᵪ.партнер. Нет времени искать. Переписка тут. Искать по фамилии.
СсылкаПожаловаться
вау
СсылкаПожаловаться
DrGluck
В ответ на комментарий от Мария Кузнецова
Мария Кузнецова
Нужен сᴱᵪ.партнер. Нет времени искать. Переписка тут. Искать по фамилии.
СсылкаПожаловаться
Как приятно читать такое объявление от женщины! Вряд ли я подойду, к сожалению, хотя бы потому, что живу в Канаде.
СсылкаПожаловаться
Мария Кузнецова
tech-mail.ᴼᴼᴼ
СсылкаПожаловаться
Мария Кузнецова
Нужен сᴱᵪ.партнер. Нет времени искать. Переписка тут. Искать по фамилии.
СсылкаПожаловаться
Хвостиков Вадим
В ответ на комментарий от Денис Авдеев
Денис Авдеев
нельзя такие новости подавать религиознутым папуасам, они учёных вешать начнут
СсылкаПожаловаться
Отличный крммент, молодец!
СсылкаПожаловаться
Рамзия Муксинова
В ответ на комментарий от Алексей Архипов История переписки2
Алексей Архипов
Что делать с киви? Выжимать сок?
СсылкаПожаловаться
осторожнее с киви, действительно не более 15 минут, не знаю как папайя или ананас, но киви просто супер разлагатель (коллагена поди, как пишут эти авторы). При переборе мясо просто просыпется через любую решетку, даже мелкую на угли.
СсылкаПожаловаться
zzz zzz
Чё там ево жарить ??! Наливай - да пей!
СсылкаПожаловаться
Евгений
В ответ на комментарий от Сергей Давыдов История переписки3
Сергей Давыдов
У говядины, самая мягкая часть вырезка. 1,5-2 кг. Вырезается с почечной части туши. Это поварская обвалка. К магазинной не имеет отношения. А по спине идёт тонкий край, это говядина, именно с неё нарезаются классические антрекоты. У свинины корейка. У баранины, классический и очень дорогой шашлый по-карски. Максимум обычно грамм 400, тоже почечная часть и таких 2 куска с барана. Весь смысл хорошего шашлыка, купить хорошее не мороженое мясо. И не старое. Ну и угли хорошие. Всё.
СсылкаПожаловаться
Свежее и молодое мясо, а если это будет еще и мягкая вырезка по моему даже мариновать не надо. Соль, перец и на мангал.
СсылкаПожаловаться
Сергей Давыдов
В ответ на комментарий от Евгений История переписки2
Евгений
У баранины самое лучшее это вдоль позвоночника вырезка, у коровы это с лопатки. Свинью не знаю, не ем, может быть и шея.
СсылкаПожаловаться
У говядины, самая мягкая часть вырезка. 1,5-2 кг. Вырезается с почечной части туши. Это поварская обвалка. К магазинной не имеет отношения. А по спине идёт тонкий край, это говядина, именно с неё нарезаются классические антрекоты. У свинины корейка. У баранины, классический и очень дорогой шашлый по-карски. Максимум обычно грамм 400, тоже почечная часть и таких 2 куска с барана. Весь смысл хорошего шашлыка, купить хорошее не мороженое мясо. И не старое. Ну и угли хорошие. Всё.
СсылкаПожаловаться
Евгений
В ответ на комментарий от Владимир Винокуров
Владимир Винокуров
Чтобы не жевать мускулатуру я на шашлык выбираю шею, это самое нежное мясо.
СсылкаПожаловаться
У баранины самое лучшее это вдоль позвоночника вырезка, у коровы это с лопатки. Свинью не знаю, не ем, может быть и шея.
СсылкаПожаловаться
Justa Rixa
а можно просто пожрать охотничьих сосисок и не париться
СсылкаПожаловаться
Сергей Гурин
Более бесполезной статьи о шашлыке я ещё не читал.
СсылкаПожаловаться
x3m
лучше бы Макдоналдс и Бургер Кинг научили правильную еду готовить.
СсылкаПожаловаться
SEVERAL
В ответ на комментарий от Шура Балаганов
Шура Балаганов
А как же наши предки раньше ели мясо убитых на охоте животных готовя его на огне- наверно и не плохо себя чувствоволи
СсылкаПожаловаться
только не доживали до 50 а так наверное неплохо себя чувствовали
СсылкаПожаловаться
kela killaust
интрастинг так ещё - жить в этих квартирах не канцерогенно, пожирать странную жрачку из мазаганов полезно, а вот покушать шашлык и рак словишь)), как жэж пастухи доживают до 120 лет, наверно с раком, а может он не так уж и вреден получается.
СсылкаПожаловаться
Николай Кузнецов
А я маринад с топором делаю. В горшок мясо лук топор. Потом на палку насаживаю и на костёр. Хорошо под бражку идёт))))))
СсылкаПожаловаться
Жакобир
Весьма канцерогенное это блюдо-ШАШЛЫК- и даже если он овощной.... Поэтому уходите люди от этого....все реже и реже жарьте его и употребляйте под водочку и прощайтесь с ним, прощайтесь.....
СсылкаПожаловаться
Игорь Скрипунков
"Nik Vas14 минут назад
Шашлык - еда бомжей и пастухов. Баталов извинялся за эпизод в фильме "Москва слезам не верит", где пропагандировался шашлык. Такое впечатление чтовсе голодные и вышли на природу только пожрать и нагадить." - ты тупой кретин!
СсылкаПожаловаться
Евгений Борисов
Люблю шашлык из раков, но раков жалко
СсылкаПожаловаться
Nik Vas
Шашлык - еда бомжей и пастухов. Баталов извинялся за эпизод в фильме "Москва слезам не верит", где пропагандировался шашлык. Такое впечатление чтовсе голодные и вышли на природу только пожрать и нагадить.
СсылкаПожаловаться
Чтобы оставить комментарий, вам нужно авторизоваться.
Вы не ввели текст комментария
Вы не ввели текст комментария
Обнаружили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.
Подпишитесь на нас