Ciencia en la cocina. 1ª Parte. [Colaboración]

Hace unos días me escribió Alfredo Negro Albañil, doctor en Química y profesor e investigador durante 35 años en las Facultades de Veterinaria y Biología de la Universidad de León. Actualmente es Profesor Emérito y dedica parte de su tiempo a la divulgación científica en conferencias, prensa y otros medios. Alfredo me preguntó si existía la posibilidad de escribir una colaboración en Scientia…y por supuesto accedí muy gustosamente. Les dejo con la primera parte de su post “Ciencia y cocina”. Gracias Alfredo.

Alfredo Negro Albañil

Alfredo Negro Albañil

En este artículo vamos a explicar, de forma simplificada, porqué lo que se hace en la cocina está basado en algún principio físico o en ciertas reacciones químicas. Para una mente científica, con interés por lo desconocido, es muy interesante y gratificante conocer lo que está pasando. Además, cuanto mejor conozcamos los fundamentos involucrados más disfrutaremos de la cocina y podremos evolucionar. Dada la amplitud del tema, lo he dividido en dos partes. La segunda la publicaré en breve.

El trabajo en la cocina es muy similar al que se realiza en un laboratorio químico: seguir protocolos (recetas), pesar cantidades, medir volúmenes, controlar temperaturas, verificar resultados (probar) y, finalmente, recoger y limpiar el material utilizado. La ventaja de la cocina respecto al laboratorio es que al finalizar podemos disfrutar saboreando el producto obtenido.

Comencemos.

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  1. CONSERVACIÓN POR FRÍO Y CONGELACIÓN

Uno de los grandes avances en la cocina ha sido la utilización generalizada de la refrigeración o conservación de alimentos mediante el frio, que mantiene los alimentos a bajas temperaturas entre 1 y 8º C. Esto permite dar durabilidad y calidad sanitaria a los alimentos. La explicación científica es que a bajas temperaturas se ralentizan o incluso se paralizan los procesos de degradación de los alimentos. Además la actividad de los microrganismos que intervienen es la descomposición queda muy reducida a baja temperatura.

Para la conservación de los alimentos a largo plazo la congelación es el método más utilizado ya que mantiene perfectamente las condiciones organolépticas y nutritivas de los alimentos. En la congelación se somete el alimento a temperaturas inferiores a – 18ºC. A esta temperatura el agua forma hielo y queda inmovilizada entre los tejidos. El agua es el único líquido que aumenta de volumen al congelar lo que provoca tensiones internas en los tejidos y origina desgarros en algunos tejidos que pueden producir cambios en la textura y en algunas propiedades organolépticas del alimento. La congelación también se utiliza para eliminar el nematodo parásito Anisakis que se encuentra en algunos pescados.

2,. CALOR

La cocina es el lugar donde se procesan los alimentos y es donde está la fuente de calor.  La elaboración de alimentos, se realiza en la mayoría de los casos mediante calor. Al cocinar los alimentos se modifican muchos de sus componentes físicos y químicos para hacerlos más sabrosos, masticables, digeribles y fáciles de absorber. Por ejemplo, al cocer las verduras se trasforma la pectina o del almidón y gracias a ello pueden ser comestibles por el hombre.

Al cocinar carne o pescado se producen cambios en la configuración de las proteínas, que pasan de forma globular a lineal. Esto hace que sean menos correosas y más masticables y digeribles.

Por acción del calor también se eliminan riesgos alimenticios al destruirse casi todos los patógenos que se pueden encontrar en los alimentos crudos, como es el caso de la Salmonella.

Veamos algunos procesos culinarios donde el calor está presente.

Freír un Huevo. Al añadir un huevo al aceite muy caliente se solidifica rápidamente y cambia de color. Esta modificación se debe a la coagulación o desnaturalización de la albúmina, una proteína presente en la clara del huevo. La desnaturalización de las proteínas es la pérdida del plegamiento de su estructura su estructura tridimensional para pasar a una estructura lineal de sus cadenas de aminoácidos.  Esto se debe a la ruptura de los enlaces entre cadenas que  hace cambiar sus propiedades físico-químicas y funcionales. La desnaturalización se puede producir por varios factores: calor, pH o polaridad del disolvente.

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Asado. Al asar u hornear carnes, pescados, mariscos y productos derivados de la harina, se produce un cambio de color (a rojizo o dorado) y la producción de una serie de aromas y sabores típicos del horneado. Este proceso se debe a una serie de complejas reacciones químicas que se producen entre las moléculas de proteína y los azúcares presentes en esos alimentos. Estas reacciones se denominan reacciones de Maillard o técnicamente, glucosilación no enzimática de proteínas.

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3.  MAYONESA

La mayonesa, desde el punto de vista científico, es una emulsión,  una “dispersión” de dos líquidos inmiscibles en pequeñas gotas. Sabemos que él agua y el aceite no se pueden mezclar. Famoso es el dicho “son como el agua y el aceite”. La mayonesa es una salsa compuesta por aceite (fase lipídica) de carácter apolar y huevo (fase acuosa, 88% de agua en la clara) de carácter polar y por tanto no se pueden mezclar, a no ser que intervenga un “agente emulsionante”. En el caso de la mayonesa el agente emulsionante es la lecitina contenida en la yema de huevo. La lecitina es un fosfolípido, una molécula de cadena larga que tiene un extremo polar o hidrofílico que se une a la fase acuosa y otro apolar o hidrofóbico que se une al aceite. Al batir la mezcla se forma una mezcla estable constituida por diminutas gotas de ambas fases unidas por la lecitina. ¿Por qué “se corta la mayonesa”? Se debe a que el agente emulsionante no cumple la función de “unir” las dos fases. No se forma la emulsión y se separa el aceite del huevo. Esto puede ser debido al exceso de uno de los componentes, a la temperatura no óptima o una acidez inadecuada (pH),

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4. NATA MONTADA

La nata montada es un coloide líquido-gas, también llamado aerosol. Un coloide es una mezcla compuesta por dos tipos de partículas de un tamaño comprendido entre 0,002 µm y 100 µm. Unas partículas son minoritarias (fase dispersa) y otras mayoritarias, (fase dispersante). En la nata montada la nata es la fase dispersa y la dispersante es un gas. Los coloides no son estables y con el tiempo se separan ambas fases, por lo que la nata vuelve a su estado líquido.

Los envases para producir nata montada instantánea están presurizados con una mezcla de nitrógeno gas (E941) y óxido nitroso N2O (E942). Al abrir la boquilla el gas se expande violentamente y se forma el aerosol, obteniéndose la nata montada. Este método es muy utilizado en la cocina por su comodidad, inmediatez y por la excelente presentación que aporta, sobre todo a la repostería. 

5. SALAZONES Y ALMÍBARES

Las salazones y almibares son procedimientos muy antiguos de conservación de alimentos. En ambos casos los alimentos están inmersos en disoluciones muy concentradas de sal (en el caso de las salazones) y de azúcares (en el caso de los almíbares). Esta concentración es muy superior a la concentración en el interior de las células de cualquier microorganismo presente en el alimento, lo que provoca la aparición de un desequilibrio de la presión osmótica en las células de lo microrganismos presentes. Para compensar el agua sale del interior de las células (plasmólisis), ocasionando su destrucción y evitando así la proliferación de cualquier tipo de microrganismo, sea o no patógeno. También se inhibe la actividad enzimática y bacteriana, lo que daría lugar a la descomposición del alimento.

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6. VARIACIÓN DEL COLOR CON LA ACIDEZ

La acidez de un alimento se determina gracias a su pH. El agua tiene pH=7,0 y en los alimentos varía desde el limón y vinagre (cuyo pH es el orden de 2,5-3,0) a 8,5 en el caso del huevo.

Seguramente habrás observado variaciones importantes en el color de algunos alimentos al añadirles limón o vinagre. Veamos un ejemplo. La lombarda recién cocida tiene un color morado muy intenso. Al añadirle limón o vinagre cambia inmediatamente su color a rosa pálido. Esto se debe a la presencia de antocianina, un pigmento natural del tipo de los flavonoides cuya estructura química (y por tanto su color) cambia al variar el pH del medio en que se encuentra. A esta propiedad se le denomina efecto batocrómico.

Las antocianinas se encuentran en muchas frutas oscuras: frambuesa, zarzamoracerezauva azul y negra y muchas verduras. Su color varía con el pH. En medio ácido toma coloraciones rojizas mientras que en un medio alcalino  adquiere coloración púrpura.

Hemos visto como la ciencia está presente en la cocina y espero haber aclarado algunas  de las razones. Para no hacer un artículo demasiado largo en semanas próximas publicaré una segunda parte dedicada a explicar los fundamentos científicos de los aparatos utilizados en la cocina.

(CONTINUARÁ)

Alfredo

 

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