الكيمياء

أمثلة متنوعة لكيفية تأثير كيمياء المواد المستخدمة في طبخ الطعام

2002 في رحاب الكيمياء

الدكتور نزار رباح الريس , الدكتورة فايزة محمد الخرافي

KFAS

كيفية تأثير كيمياء المواد المستخدمة في طبخ الطعام الكيمياء

لا يميل الناس حتى الآن إلى الأخذ بالتفسيرات العلمية لاسرار الطبخ وإعداد الوجبات الشهية والصحية ، بل يميلون إلى تطبيق الوصفات التي اعتادوها، مع أن الموسيقى والرسم والنحت وباقي الفنون قد ازدهرت جميعها بفضل البحث العلمي والتكنولوجيا الحديثة . 

فالعلم حسن تكنولوجيا المحافظة على الأعمال الفنية والآثار القديمة وزاد من انتشارها ومعرفة الناس بها .. وكذلك الحال بالنسبة للموسيقى والغناء، وهذا ما يؤكد أن العلم والتكنولوجيا لا يتعارضان مع الإبداع الفني بل يثريانه ويزيدان من انتشاره .

ولا جدال بأن العلم يستطيع تقديم خدمات جليلة لفن الطبخ وإعداد ضروب الطعام .  ذلك أن عمليات الإعداد هذه ما هي إلا خليط من العمليات الفيزيائية والكيميائية ، وفهمنا لهذه العمليات وحسن توجيهنا لها سيؤدي بالضرورة إلى وجبة شهية وصحية .

وفي هذا المساق بدأ يظهر علم جديد وهو الطهي الجزيئي والفيزيائي  molecular and physical gastronomy وهو علم الطعام والاستمتاع به .

 

وقد عقدت الدورة التدريبية الاولى في الطهي الفيزيائي الجزيئي عام 1992 في جزيرة صقلية وكان الصنف الأول هو طبق "بيض مسلوق بالمايونيز".  ولنا الآن أن نتفحص هذا الطبق من منظور علمي.

فالمايونيز يتكون من زيت نباتي وخل أو عصارة ليمون يضاف غليه صفار البيض ثم تخفض هذه المكونات مع بعضها ليتكون المايونيز  ، هذا المستحلب (emulsion) اللذيذ. 

ولو كان أضفنا الزيت إلى الخل وخفقناهما معاً لما امتزجا مع بعضهما ، إذ سرعان ما تنفصل طبقة الزيت عن الخل ، وهنا ندرك أن صفار البيض هو الذي يتسبب في اختلاط الزيت بالخل في مستحلب لا تنفصل مكوناته عن بعضها البعض .  فما هو دور البيض هنا ؟

يحتوي صفار البيض على مادة الليسيثين  Lecithine.  ولجزيئات هذه المادة خاصية النشاط السطحي ، إذ تتكون من قسمين، أولهما محب للماء والآخر محب للزيتن وهكذا تقوم هذه الجزئيات بالإمساك بكل من قطرات الماء الدقيقة (الخل) وقطرات الزيت الدقيقة وتحول دون انفصالهما عن بعضهما البعض لتكونا هذا المستحلب أو المايونيز .

 

ولقد وجد أن صفار البيضة الواحدة يحتوي على نحو غرامين من مادة الليسيثين ، وهذه الكمية تكفي لاستحلاب 3.5 لترات من الزيت في كمية مناسبة من الماء أو الخل ، في حين أن ما اعتاده الناس هو أن صفار البيضة الواحدة يضاف إلى ما لا يزيد على ربع لتر من الزيت .

أما الموضوع الآخر الذي خضع للدراسة العلمية فهو تناول الناس لوجبة من البيض المسلوق ، فقد شاع القلق بخصوص تناول البيض الملوث بجراثيم "السلمونيلا"، مما يدفع الناس للإعراض عن تناوله. 

ولقد دل البحث العلمي على أن صفار البيضة يتخثر ما بين درجتي 65-62 س ، وأن بكتيريا السلمونيلا تموت عند تعريضها بضع دقائق لدرجة حرارة 59 س .  وهذا يعني أن بإمكانك تناول البيضة مطمئناً إذا قمت بسلقها عند درجة حرارة حوالي 62-59 س ولمدة ست دقائق ، إذ تكون قد قضيت على السلمونيلا إن وجدت، ودون أن تضطر إلى تخثير صفار البيضة . 

 

وبذلك يمكنك أكل هذه البيضة أو استخدام محها لتحضير المايونيز دون خوف أو قلق .  وحتى لو تجاوزت درجات الحرارة المذكورة وتسببت في تخثر صفار البيضة فغنها تبقى صالحة للأكل وكذلك لتحضير المايونيز .  ذلك ان مادة اللسيثين لا تتاثر بدرجات الحرارة المذكورة وتبقى محتفظة بخواصها.

وقد تعلم الطباخون بالفطرة والتجربة أن إضافة قليل من الطحين يمنع تخثر صفار البيض عند درجات الحرارة العادية ، ومثال ذلك عن تحضير طبق "العجة".  ونتساءل هنا … لماذا يتخثر صفار البيض بالحرارة ؟ .   وكيف يمنع الطحين حدوث هذا التخثر ؟

يحدث التخثر عند التسخين لأن جزيئات البروتين الطويلة في صفار البيضة تتحرر في المحلول المائي من بعض الروابط الضعيفة مثل الروابط الهيدروجينية والكبريتية التي تربط بعضها ببعض في تشكيلات حلزونية ، ونتيجة لهذا التحرر تتجمع جزيئات البروتين مع بعضها البعض مكونة الخثارة . 

ولكن إضافة قليل من الطحين يعيق هذا التخثر ، لأن جزيئاته تتكون من نوعين من جزيئات النشاء وهي الأميلوز والأميلوبكتين ، وعند التسخين تذوب هذه الجزيئات في الماء أو الوسط الذي يحتوي على جزيئات بروتين صفار البيضة وتحول دون تجمع جزيئات البروتين على بعضها البعض وبالتالي تمنع تكتلها أوتخثرها .

 

وإذا انتقلنا إلى طبخ الأنواع المختلفة من اللحوم ، نجد أن الطرق التقليدية للطبخ تتمثل في معالجة هذه اللحوم في وسط حار وصولاً إلى إنضاجها .  ويتم ذلك بسلقها في الماء أو قليها في الزيت أو الزبدة أو شيها على جسم ساخن . 

وفي كل هذه الطرق تتعرض قطعة اللحم لحرارة الوسط المحيط بها ، وأول ما يتأثر بهذه الحرارة هو سطح قطعة اللحم ثم تنتقل إلى داخلها بالتدريج بالنقل والتوصيل . 

ولما كانت الأجزاء المختلفة من هذه القطعة تتمايز في تعرضها للحرارة أثناء طبخها لا يكون مذاقها وقوامها متجانسين ، وقد ينضج سطح هذه القطعة قبل نضوج داخلها .

 

وقد ظهرت تقنية جديدة لطبخ اللحوم وإنضاجها تعتمد على الموجات الميكروية  (microwave).  إذ أن هذه الموجات القصيرة يبلغ طولها 10 سنتمترات ويمكنها اختراق مسافة كبيرة عبر المواد وتعطي أثناء مرورها طاقة على شكل حرارة . 

ويتوقف تأثيرها على وجود جزيئات قطبية مثل الماء ، ذلك أن هذه الموجات تجعل الجزيئات القطبية تدور وتهتز ، ونتيجة احتكاكها مع المادة تتحول طاقتها الحركية إلى طاقة حرارية .

وعندما يحضر اللحم في فرن الميكروويف يسخن بطريقة متجانسة إلى الدرجة 100° س ويبقى عند تلك الدرجة ما دام يحوي ماء .  وتتميز هذه الطريقة بأنها أسرع من الطرق التقليدية وتستهلك طاقة أقل .

 

وننتقل الآن إلى طريقة جديدة لتحضير البوظة (الأيس اكريم) ابتكرها أحد الباحثين في جامعة بريستول في إنجلترا ، الذي تمكن من تحضير كمية من البوظة في دقيقتين تكفي فطام ما يزيد عن مائة من الحضور . 

بحسب الطريقة التقليدية لتحضي البوظة يخفق مزيج البيض والسكر والمنكهات ويترك ليتجمد ببطء .  لكن الطريقة الجديدة تعتمد على تحضير المزيج السابق ثم إضافة النتروجين السائل (درجة حرارته 96-° س) .

حيث تتجمد هذه المكونات خلال اقل من دقيقتين ذلك أن النتروجين السائل عند إضافته وتعرضه لحرارة الجو العادية يفور بشدة ويكون كمية وافرة من الغاز والتي تزيد من حجم البوظة وتؤثر على قوامها .

مجلة العلوم
‫‪الهرمونات الجنسية  تفسر سبب إصابة الرجال أكثر بالفيروس
قلم:       ميريديث وادمان
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
في يناير ذكرت إحدى أولى النشرات العلمية عن المصابين بفيروس كورونا المستجد  Novel coronavirus في ووهان بالصين، أن ثلاثة من كل أربعة أدخلوا المستشفى كانوا ذكورًا. ومنذ ذلك الوقت أكدت بيانات من مختلف أنحاء العالم أن الرجال يواجهون خطرًا أكبر للإصابة بمرض شديد أو الوفاة، وأن الأطفال مستَثْنَوْن بشكل كبير. مؤخرًا، توصل العلماء الذين يبحثون في الكيفية التي يؤدي  الفيروس بها إلى الوفاة ... (قراءة المقال)
مجلة العلوم
‫‪دراسات كبيرة تذوي آمال عقار الهيدروكسي كلوروكوين
قلم:      كاي كوبفرشميدت
ترجمة:   د. عبد الرحمن سوالمة
تغطية مجلة ساينس Science لأخبار كوفيد-19 يدعمها مركز بوليتزر Pulitzer Center.
عبر ضباب مزاعم الاستغلال، والأمل، والمبالغة في الدعاية، والتسييس الذي يكتنف الدواء هيدروكسي كلوروكوين Hydroxychloroquine، دواء لعلاج الملاريا Malaria الذي أعلن عنه كعلاج لمرض كوفيد-19 COVID-19، تبدأ حاليا الصورة العلمية بالتجلي.
الهيدروكسي كلوروكوين الذي أثنى عليه رؤساء كمعجزة شفائية محتملة ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪الإشكاليات الطبية لمرض كوفيد 19
. جمال المطر اختصاصي في أمراض الأذن والأنف والحنجرة، الكويت
تعد الكائنات الحية الدقيقة والفيروسات من العوامل الممرضة الشائعة للإنسان، ويتميز بعضها عن بعض بعدد من الخصائص والسمات. فبعض الفيروسات يصيب النباتات وبعضها يصيب الحيوانات، وهناك أنواع تصيب الإنسان مسببة له أمراضاً متنوعة مثل متلازمة عوز نقص المناعة المكتسبة الإيدز، والتهاب الكبد الفيروسي، والحصبة. ويشهد العالم حاليا أول جائحة يسببها فيروس كورونا الذي ينتمي إلى فصيلة فيروسات واسعة ... (قراءة المقال)
‫‪مجرة درب التبانة و جيرانها
لسلام عليكم .. في كثير من حلقات البرنامج السابقة تكلمنا عن اهم عناصر المجموعة الشمسية التي نعيش فيها من كواكب و أقمار و كيوكبات و احزمة .. و انتهينا بشرح عن بلوتو و حدود المجموعة الشمسية .. ولكن هذه المجموعة تقع و تدور ضمن كيان و محيط اكبر .. و هي المجرة التي نعيش فيها و تحوي الملايين و الملايين من النجوم المشابهة لشمسنا و غيرها من الشموس و نطلق عليها درب التبانة .. في هذه الحلقة سنسافر في رحلة كونية بعيدة نتعرف فيها على بنية المجرة و مكوناتها ... (قراءة المقال)
أخبار العلوم
‫‪التعديل الوراثي التخلّقي يصل إلى الحمض النووي الريبي
قلم: كين غاربر، في شيكاغو بولاية إلينوي
ترجمة: صفاء كنج
انتقلت فكرة تأثير الواسمات الكيميائية في الجينات على تعبيرها الخارجي دون تغيير تسلسل الحمض النووي اختصاراً: الحمض DNA من كونها مسألة مفاجئة في الماضي إلى أن صارت مادة مقبولة تُدرس في الكتب.
ظاهرة التعديل الوراثي التخلقي Epigenetics، وصلت إلى الحمض النووي الريبي المرسال اختصاراً: الجزيء mRNA، وهو الجزيء الذي يحمل المعلومات الوراثية من الحمض النووي إلى مصانع تصنيع البروتين في ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪هل تنجح هيئة الخدمات الصحية في مشروع تتبع الاتصالات الذي تعده؟
جرّب الفرع الرقمي لهيئة الخدمات الصحية الوطنية اختصاراً: الفرع NHSX تطبيقا App سيخبرك ما إذا خالطت أي شخص ظهرت عليه أعراض كوفيد -19. ولكن ما هي التكلفة المترتبة على خصوصيتك جراء ذلك؟
إن أحد التحديات الكبيرة التي تطرحها مكافحة فيروس كوفيد-19 COVID-19 هو أنه معدٍ قبل ظهور أي أعراض على الأشخاص المصابين به. ويمكن أن يساعد تتبع الأشخاص الذين اختلطوا بالمصاب على الحد من انتشار الفيروس، من خلال معرفة عدد الأشخاص الذين ربما نقل إليهم المريض ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪من خارج هذا العالم
وب بانينو Rob Banino @robertbanino صحفي مستقل يعمل في بريستول
الحياة على المريخ أعالي البحار، الجزيرة الكبيرة، هاواي، الولايات المتحدة الأمريكية
بذلة الفضاء ليست أول ما يخطر في ذهن أي شخص يزور هاواي. هذا إلا إذا كان سيقضي ثمانية أشهر في موئل هاواي لاستكشاف الفضاء بالتناظر والمحاكاة Hawaii Space Exploration Analog and Simulation اختصاراً: الموئل HI-SEAS على بركان ماونا لوا. ويتيح الموئل HI-SEAS للباحثين دراسة كيفية تعامل الناس مع ... (قراءة المقال)
مجلة مدار
‫‪حرائق الغابات الأسترالية: هل هناك ما يمكن فعله لوقف احتراق العالم؟
يل ماكغويرBill McGuire أستاذ فخري متخصص بالمخاطر الجيوفيزيائية والمناخية في يونيفرسيتي كوليدج لندن UCL، وهو مدير مشارك لمعهد الطقس الجديد New Weather Institute ومناصر لحركة علماء من أجل المسؤولية العالمية Scientists for Global Responsibility. سينشر فيلمه البيئي Skyseed في وقت لاحق من عام 2020.
على كوكبنا الذي تزداد حرارته، فإن حرائق الغابات حاليّاً هي واحدة من أكثر الكوارث الطبيعية المرعبة والمكلفة من بين جميع الكوارث الطبيعية الأخرى. من ... (قراءة المقال)
التقدم العلمي
‫‪المكملات الغذائية... ضرورة صحية أم ترف عصري
. أمجد قاسم
يحرص كثير من الناس على تناول مجموعة من المكملات الغذائية التي تعرف باسم المضافات التغذوية Nutritive Additives مع وجباتهم الغذائية، من أجل التمتع بصحة جيدة والعيش طويلاً، وتحصين أجسادهم قبل مواجهة الأمراض المختلفة. وتسوق كثير من الشركات العالمية لفوائد هذه المكملات في حملات دعائية، فتحيطها بهالة سحرية وتكسبها بعض الصفات المبالغ فيها في كثير من الأحيان. فأين تكمن الحقيقة؟ وهل تناول المكملات الغذائية على اختلاف أنواعها أمر صحي ... (قراءة المقال)