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FÍSICO QUÍMICA DE LOS MÉTODOS DE COCINADO Mª Begoña Núñez de la Plaza La charla de hoy pretende alcanzar dos objetivos fundamentales: Comprender las bases fisicoquímicas de los procedimientos culinarios Utilizar la cocina para demostrar la belleza de la ciencia: aplicaciones didácticas de la cocina La Cocina nos hizo inteligentes… En la revista Scientific American,con el título de “La cocina cerebral”, aparece una entrevista con el primatólogo y profesor de Antropología Biológica en la Universidad de Harvard, Richard Wrangham que afirma que “El secreto de nuestra evolución reside en la cocina”. Afirma que el Homo erectus” había desarrollado un 50% más de cerebro que su antecesor el Homo habitalis y reducido notablemente el tamaño de sus dientes y tracto digestivo, debido a la ingesta de alimentos cocinados, más fáciles de digerir y con un mayor contenido proteico ¿Qué haríamos si nos ofreciesen un menú como este? Primer plato: Proteínas desnaturalizadas, polipéptidos, aminoácidos, polisacáridos, celulosa, colesterol, y ácidos linoléico, propiónico y oléico. Segundo plato: Proteínas con isoleucina, leucina, lisina, metionín, hierro, fósforo, magnesio, zinc, niacina y riboflavina Postre: Lactosa, caseína, lactalbumina, calcio y fósforo y además ácido málico, más polisacáridos, ésteres amílico y fórmico y acetaldehído. LABORATORIO Y COCINA – Procedimientos – Instrumentos FINALIDAD DE LA PREPARACIÓN CULINARIA DE UN ALIMENTO Modificar sus cualidades organolépticas y su textura para facilitar su ingestión y elevar el placer gastronómico asociado. Para ello, se somete al alimento a una serie de procesos físicos y químicos que cambian su estructura y generan nuevas sustancias. También se modifican sus propiedades nutricionales y sanitarias del alimento cocinado. En ocasiones el tratamiento del alimento evita su degradación por bacterias: son las técnicas de conservación como en los casos de la salazón, el ahumado o el encurtido Las propiedades nutricionales, en general, empeoran debido a la destrucción química de micronutrientes contenidos en el alimento fresco, pero las propiedades sanitarias mejoran considerablemente, cuando se crean condiciones físico-químicas que retardan la putrefacción. CUALIDADES ORGANOLÉPTICAS a más significativa es, el sabor. Muchas operaciones culinarias provocan la liberación, la concentración o incluso la formación de sustancias sápidas importantes para el disfrute de la comida. No menos importante es el olor; ya que gran parte de la percepción gustativa de los alimentos está relacionada con la liberación en la boca de moléculas volátiles que ingresan en la nariz a través de las coanas nasales. Pudiera parecer que el tacto y el oído tienen menos importancia en la gastronomía, pero recientes investigaciones han permitido conocer que el tacto en boca del alimento es un factor importante en la sensación gastronómica y el oído tiene su papel en la agradable sensación que producen los alimentos crujientes. El último sentido, es la vista: no produce la misma sensación un plato bien presentado y de aspecto agradable que, el mismo alimento servido de cualquier modo. Muchas elaboraciones culinarias tienen como finalidad mejorar el aspecto del plato L PROPIEDADES TEXTURALES La textura es una propiedad colectiva de la materia, el término textura refiere a la sensación que produce al tacto el roce con una determinada sustancia RECEPTORES SENSORIALES PARA LAS TEXTURAS A) Receptores superficiales o sensitivos: En boca, su estimulación define las propiedades físicas de los alimentos, tanto intrínsecas (dureza, resistencia, elasticidad, fibrilaridad) como extrínsecas (tamaño, granularidad, coeficiente de fricción, crujiente, cristalino, ardiente, frío, granizado …). B) Receptores de la postura de la boca y lengua que definen: 1. Las cualidades de los alimentos blandos y sus mezclas: untuosidad, sequedad, hidratación, pegajosidad, etc. 2. Los fenómenos de fractura (crujiente – crocante) percibidos por las encías y los dientes durante la masticación. PROCEDIMIENTOS CULINARIOS PROCEDIMIENTOS CULINARIOS FÍSICOS MEZCLAS CULINARIAS PROCEDIMIENTOS QUÍMICOS ACTIVADOS POR ADICIÓN DE NUEVOS REACTIVOS ACTIVADOS POR ADICIÓN DE CATALIZADORES ACTIVADOS POR TRANSFERENCIA DE CALOR PROCEDIMIENTOS CULINARIOS FÍSICOS: no cambia la naturaleza de los alimentos, sin cambios en la composición Se pueden considerar los siguientes procedimientos físicos: El exprimido El licuado El picado El majado El filtrado El rayado y pulverizado El machacado o golpeado La disminución de la temperatura La formación de mezclas y/o disoluciones MEZCLAS CULINARIAS Se mezclan diversos alimentos para: combinar sus sabores buscar reacciones químicas entre sus componentes. Tradicionalmente se distinguen dos tipos de mezclas: Mezclas heterogéneas o groseras: son aquellas en las que sus componentes son distinguibles a simple vista. En cocina son abundantes los ejemplos de mezclas de este tipo; prácticamente en todas las preparaciones culinarias se pueden distinguir componentes a simple vista. Mezclas homogéneas o disoluciones: son las que presentan propiedades homogéneas lo que suele coincidir con un aspecto homogéneo a simple vista ya que la mezcla se basa en partículas de tamaño inferior a la capacidad de discriminación del ojo humano. La difusión y osmosis en la cocina Al echar una bolsita de infusión en un vaso de agua hirviendo observamos como se tiñe debido a la difusión de sustancias solubles de las hierbas desde un medio más concentrado a otro más diluido, hasta que la concentración dentro y fuera de la bolsita se iguale. Las paredes de la bolsita son permeables. Cuando las membranas son semipermeables, solo permiten el paso del disolvente hasta igualar las concentraciones. Se cogen 3 hojas de lechuga y se sumergen durante 2 horas en agua, en agua salada y en agua azucarada. El primer trozo, aparece fresco y turgente, los otros están lacios En el 1º caso, el agua es un medio hipotónico y debe pasar agua del medio al interior de las células, por eso quedan turgentes, llenas de agua. En los otros , la concentración del medio era mayor que en el interior de la célula (medio Hipertónico) por eso sale agua del interior de las células y adquieren ese aspecto arrugado. La osmosis se utiliza en el secado de jamones, bacalao… PROCEDIMIENTOS CULINARIOS QUÍMICOS Se pueden considerar químicos aquellos procedimientos culinarios que provocan cambios en la composición de las sustancias. Desde este punto de vista se pueden clasificar los procesos químicos culinarios en tres categorías: Procesos activados por adición de sustancias reactivas. Procesos activados por adición de catalizadores Procesos activados por transferencia de calor. PROCESOS ACTIVADOS POR ADICIÓN DE NUEVOS REACTIVOS que cambie las condiciones químicas del medio Se añaden ácidos débiles, vinagre o limón, para desnaturalizar algunas proteínas. Con ello se consiguen dos efectos: El alimento sea más tierno S crean unas condiciones adversas para el crecimiento de microorganismos. Método de conservación Los procedimientos más usados son: ESCABECHAR (carne o pescado) Y ENCURTIR (frutas y verduras) ADOBAR, MACERAR Y MARINAR. se añaden sustancias sápidas en disolución COCCIÓN CON AZÚCAR, CONSERVACIÓN EN ALCOHOL SALAZÓN Y AHUMADO Su finalidad es la creación de condiciones adversas al desarrollo de microorganismos PROCESOS ACTIVADOS POR CATALIZADORES No es habitual que los catalizadores intervengan en procesos culinarios. La bromelina, enzima contenida en la piña tropical es una peptidasa. La adición de bromelina es utilizada en algunas preparaciones para hacer la carne más tierna. Por otro lado dificulta la obtención de platos que utilicen gelatina como viscosante ya que ataca e hidroliza esta proteina debilitando la formación de gel. Otro ejemplo muy corriente de uso de enzimas es la preparación de queso utilizando la renina (cuajo) del estómago de rumiantes. PROCESOS ACTIVADOS POR TRANSFERENCIA DE CALOR Son los más habituales y característicos. Al proporcionar energía a un alimento tienen lugar: Se favorece la reacción entre moléculas originándose nuevas moléculas que contribuyen a su calidad gastronómica. Por su importancia cabe destacar: reacciones de Maillard. el conjunto de reacciones entre azúcares y aminoácidos, ocurren a los 170°C, originan multitud de moléculas sápidas y comunican el característico color dorado. las reacciones de caramelización basadas en la degradación térmica de los azúcares a partir de 150°C. Se desnaturalizan proteínas. En muchos casos las proteínas globulares, como las ovoalbúminas, pierden su estructura en ovillo por el calor y coagulan asociándose en forma de gel químico. También es importante la destrucción de proteínas fibrilares, como el colágeno lo que determina la disgregación del tejido y se hace más tierno. Favorece la solubilidad de sustancias poco solubles como el caso del almidón y también la formación de emulsiones lipídicas permitiendo la incorporación al medio acuoso de grasas presentes en los alimentos. A partir de 100°C el agua líquida pasa a vapor. La formación de vapor en el seno de la preparación tiene un papel destacado en muchas masas utilizadas para bizcochos, pan y otros productos horneados y fritos. La pérdida de agua por vaporización es la base de la concentración de caldos y salsas. MÉTODOS CULINARIOS BASADOS EN LA TRANSFERENCIA DE CALOR Utilizando las diversas formas de transferencia de calor, por separado o combinadas y teniendo en cuanta las condiciones del medio se pueden considerar los siguientes métodos culinarios: Grill y asado a la parrilla: radiación infrarroja El horno tradicional: convección de aire y radiación débil Fritura a la plancha y salteado: conducción Fritura por inmersión: convección en grasas Hervido: convección en agua Hervido al vapor Microondas: radiación La carne Se cocina: Para evitar bacterias Para hacerla más digestiva Para mejorar su sabor Para reducir su dureza Composición: Agua 75% Proteínas 15-20% Lípidos 3% Sustancias nitrogenadas no proteicas (1%) Glucógeno (1%) Sustancias minerales (1%) LA DESNATURALIZACIÓN DE LAS PROTEÍNAS Consiste en romper los enlaces que mantiene la estructura tridimensional de una proteína, es la perdida de su estructura secundaria, terciaria y cuaternaria y quedando la estructura primaria (cadena de polipectidos). Maneras de desnaturalización a) Si aumentamos la agitación de las moléculas al comunicar energía calorífica; es el caso de la coagulación de las proteínas del huevo y de la leche al hacer un flan. El calor suministrado hace que las moléculas de las proteínas adquieran un movimiento tal que es capaz incluso de vencer las fuerzas de repulsión eléctricas. De esta manera se juntan, coagulando la masa del flan. b) Si anulamos las cargas eléctricas; esto es lo que ocurre al añadir un ácido como el zumo de limón o vinagre a la leche. Las cargas eléctricas que contiene el ácido anulan las de las cadenas proteicas al ser de signo contrario y la caseína de la leche coagula. c) Si aumentamos la agitación de las moléculas por medios mecánicos: por ejemplo al batir la clara de huevo, el procedimiento es idéntico al de calentar. d) Si deshidratamos con sustancias como el alcohol que provocan la desnaturalización de las proteinas de la clara del huevo al formar un nuevo enlace entre las cadenas de proteínas. La acetona produce el mismo efecto que el alcohol. LA DESNATURALIZACIÓN DE LAS PROTEÍNAS DEL HUEVO NUEVOS APARATOS DE COCINA El rotaval ELABORACIONES DESTINADAS A EVITAR LAS INTOLERANCIAS O ALERGIAS ALIMENTARIAS: NUEVOS INGREDIENTES PECTINAS "El descubrimiento de nuevos platos contribuye más a la felicidad de la especie humana que el descubrimiento de una nueva estrella“ (Jean-Anthelme Brillart-Savarin)