Колку многу наука зад вкусните селски питулици

Кога народната мудрост ќе се сретне со природните науки, традиционалните рецепти добиваат сосема нова димензија. Селските питулици се одличен пример за тоа како едноставните состојки, правилната обработка на тестото и контролираното загревање создаваат производ со специфична структура, крцкавост и арома.

Една од традиционалните состојки што понекогаш се додава во тестото е мала количина ракија, чија главна алкохолна компонента е етанолот (CH₃CH₂OH).

Но, што навистина се случува на молекуларно ниво кога во тестото се додава ракија? Како етанолот влијае врз протеините од брашното? Зошто при загревање се создаваат водена пареа и алкохолни пареи? И дали навистина ракијата ја прави кората помалку масна?

Одговорите ги наоѓаме во биохемијата на протеините, физичката хемија на водено-алкохолните смеси и термодинамиката на испарувањето.

Биохемија на брашното: создавање на глутенската мрежа

Пченичното брашно содржи два главни типа протеини: глијадини и глутенини.

глијадин     +     глутенин     =       глутен

Кога брашното ќе се измеша со вода, овие протеини се хидрираат и почнуваат да воспоставуваат меѓусебни интеракции.Глијадините главно придонесуваат за вискозноста и растегливоста на тестото, додека глутенините придонесуваат за неговата еластичност и цврстина.Заедно создаваат сложена протеинска структура позната како глутенска мрежа.

Во нејзиното стабилизирање учествуваат:

• Водородни врски.
• Хидрофобни интеракции.
• Јонски интеракции.
• Дисулфидни врски меѓу протеинските молекули.

Дисулфидните врски се особено важни за структурата на глутенините.

Поедноставен хемиски приказ на нивното создавање е:

Протеин -SH + HS-Протеин + 1/2 O₂ → Протеин -S-S- Протеин + H₂O

Ова е шематски приказ на оксидацијата на две сулфахидрилни групи, а не целосен механизам на создавање глутен при месење.Глутенската мрежа му овозможува на тестото да ја задржува формата, да се растегнува и да задржува гасови.Кај питулиците, посакуваната структура е различна од онаа кај лебот: тестото треба да може да се развлекува во многу тенки кори, без прекумерно собирање и кинење.

Етанолот од ракијата и неговото влијание врз протеините

Ракијата содржи вода и етанол, а во зависност од видот и производството може да содржи и мали количества други испарливи органски соединенија.

Хемиската формула на етанолот е:

CH₃CH₂OH

Етанолот има две структурно различни компоненти:

• Неполарен јаглеводороден дел (CH₃-CH₂-).

Поларна хидроксилна група (-OH).

Поради оваа структура, етанолот може да воспоставува водородни врски со водата, но и да влијае врз хидрофобните интеракции во протеинските системи.

Влијание врз хидратацијата на глутенот

Водата е неопходна за хидратација на протеините во брашното и за формирање на глутенската мрежа.Кога во системот се додава етанол, се менуваат физичко-хемиските својства на течната фаза.Молекулите на етанолот и водата воспоставуваат водородни интеракции:

CH₃CH₂OH··· H₂O

Овие интеракции влијаат врз активноста на водата и врз нејзината достапност за хидратација на протеините.Сепак, важно е да се нагласи дека етанолот не ја врзува целата вода и не го запира целосно формирањето на глутенот.Неговото влијание зависи од концентрацијата, количината на додадена течност, видот на брашното и времето на месење.

Влијание врз протеинската структура

Етанолот може да влијае врз растворливоста, конформацијата и меѓусебните интеракции на протеините.

Глијадините се растворливи во водено-алкохолни раствори со соодветна концентрација на етанол. Токму затоа во лабораториите се користат водено-алкохолни смеси за нивна екстракција.

Но, не треба да се заклучи дека малото количество ракија во тестото ги раствора глијадините. Концентрацијата на етанол во тестото е многу помала и условите се различни од лабораториските.Најреално е да се каже дека ракијата може да влијае врз хидратацијата и реолошките својства на тестото, односно врз неговата растегливост, еластичност и отпорност при развлекување.

Термодинамика на етанолот и водата при загревање

Кога тенката кора ќе дојде во контакт со врела површина, започнува интензивен пренос на топлина.

Во тестото има вода и етанол, а нивното загревање доведува до испарување.

Основните физички параметри се:

Етанолот има пониска температура на вриење од водата, но тоа не значи дека целосно ќе испари пред водата.Водата и етанолот формираат смеса во која испарувањето зависи од составот, температурата и парниот притисок на двете компоненти.

Парниот притисок на смесата приближно може да се опише со Рауловиот закон за идеални смеси:

P = xₑ · Pₑ° + xᵥ · Pᵥ°

Каде што:

P – вкупен парен притисок на смесата.

xₑ – молски удел на етанолот во течната фаза.

Pₑ° – парен притисок на чистиот етанол.

xᵥ – молски удел на водата.

Pᵥ° – парен притисок на чистата вода.François-Marie Raoult

Кај реалните водено-алкохолни смеси постојат отстапувања од идеалното однесување, па законот претставува приближување.

Испарување и создавање порозна структура

Еден од најважните процеси при подготовката на тенките кори е испарувањето на влагата.

Кога тестото се загрева, водата преминува од течна во гасовита состојба:

H₂O (l) → H₂O (g)

Истовремено, етанолот испарува:

CH₃CH₂OH (l) → CH₃CH₂OH (g)

Создавањето водена и алкохолна пареа придонесува за промена на внатрешната структура на тестото.

Во зависност од температурата, дебелината и почетната влажност, пареата може да создаде ситни празнини и пори во кората.

Кога влагата ќе се намали, структурата станува посува и покршлива, што придонесува за крцкавоста.

За идеализирано однесување на гасната фаза може да се користи равенката:

P · V = n · R · T

Каде што:

P – притисок.

V – волумен.

n – количество на гас во молови.

R – универзална гасна константа.

T – апсолутна температура во келвини.

Важно е да се разбере дека оваа равенка го опишува однесувањето на гасот, но сама по себе не докажува дека испарувањето на етанолот создава лиснати слоеви.Лиснатата структура зависи и од начинот на развлекување, формирањето слоеви, влагата и термичката обработка.

Реологија на тестото: зошто тенките кори се развлекуваат?

Реологијата е науката што ги проучува деформацијата и течењето на материјалите.Тестото е сложен вискоеластичен систем: истовремено покажува својства на течност и на еластично цврсто тело.При развлекување на питулиците, важно е да постои рамнотежа меѓу:

• Еластичноста – способноста на тестото да се враќа во првобитната форма.
• Пластичноста – способноста трајно да ја задржи новата форма.
• Растегливоста – способноста да се издолжува без да се кине.

Мала количина ракија може да придонесе за промена на овие својства преку промената на составот на течната фаза.Но, конечниот ефект зависи и од количината на вода, квалитетот на брашното, времето на одморање и механичката обработка.

Впивање на мастите: капиларни појави и структура на кората

Едно од интересните прашања е зошто некои тенки кори изгледаат лесни и крцкави и покрај тоа што се премачкуваат или прелеваат со маснотија.Впивањето масло во порозните структури е сложен физички процес.

На него влијаат:

• Големината и поврзаноста на порите.
• Површинските својства на кората.
• Вискозноста на маслото.
• Температурата.
• Времетраењето на контактот со маснотијата.
• Количината на преостаната вода.

Кај порозните материјали, движењето на течностите може да се објасни со капиларни појави.За идеализирано капиларно навлегување може да се користи равенката на Лукас-Вашбурн:

L² = (r · γ · cos θ / 2η) · t

Каде што:

L – растојание на навлегување на течноста.

r – радиус на капиларот.

γ – површински напон.

θ – контактeн агол.

η – динамичка вискозност.

t – време.

Оваа равенка покажува дека впивањето зависи од структурата на порите и својствата на течноста.Водената пареа што излегува од загреаното тесто може привремено да влијае врз навлегувањето на течната маст, но не претставува трајна или целосна бариера против маслото.Затоа не е научно оправдано да се тврди дека етанолот целосно го спречува впивањето масти.

Зошто питулиците стануваат крцкави?

Крцкавоста е резултат на комбинација од физички и хемиски процеси:

1. Испарување на водата и намалување на влажноста.
2. Создавање порозна и кршлива структура.
3. Термички промени во протеините и скробот.
4. Појава на кафеави соединенија и ароми при доволно висока температура преку реакцијата на Maillard.
5. Промена на механичките својства на кората при ладење.

Реакцијата на Maillard претставува серија реакции меѓу редуцирачки шеќери и амино-групи од аминокиселини или протеини:

Редуцирачки шеќер + аминокиселина → кафеави производи и ароматични соединенија

Токму овие реакции придонесуваат за карактеристичната боја и арома на термички обработените теста.

https://ehemija.mk/hemija-za-site/maillard-reakcija.html

Традиционалните селски питулици се одличен пример за сложената интеракција меѓу биохемијата, физичката хемија и термодинамиката.

Глутенските протеини ја одредуваат структурата и растегливоста на тестото. Етанолот од ракијата може да влијае врз хидратацијата и протеинските интеракции. При загревањето, водата и етанолот испаруваат, а промените во влажноста и структурата придонесуваат за создавање крцкава кора.Сепак, конечниот квалитет на питулиците не зависи само од ракијата, туку од целокупниот состав на тестото, односот на течностите, начинот на развлекување, температурата и времето на печење.Можеби токму во тоа е убавината на традиционалната кујна: генерации наназад луѓето преку искуство откриле постапки чија научна основа денес можеме да ја објасниме преку молекули, интеракции, топлина и физички закони.