Jaka jest sprytna chemia, która może powstrzymać gnicie żywności?

W hotelu w Reykjaviku wystawiono burgera McDonald's i frytki, pozornie nierozłożone po 2,512 dniach – i wciąż liczone. Został kupiony 30 października 2009, w dniu ostatniego McDonalda na Islandii zamknięte. Ale nie musisz jechać do Reykjaviku, żeby go zobaczyć: ma swoje własna kamera internetowa, dzięki czemu możesz oglądać ją z fotela.

Co sprawia, że ​​ten posiłek jest tak długowieczny? Cóż, sam nie badałem tego konkretnego burgera, ale reakcje chemiczne powodują rozkład jedzenia – a ich zrozumienie może pomóc nam zachować jedzenie lepiej i na dłużej.

Zacznijmy od niegotowanego ryżu – w świadomości wielu ludzi jest to artykuł spożywczy, który starcza na długi czas. Eksperci uważają, że polerowany biały ryż będzie przechowywany przez 30 lat, jeśli jest odpowiednio zamknięty i przechowywany w chłodnym, suchym miejscu. Oznacza to w hermetycznym pojemniku z pochłaniaczami tlenu, które usuwają gaz, który może utleniać cząsteczki ryżu.

{youtube}c0En-_BVbGc{/youtube}

Ciepłe jedzenie znika szybciej; Jak być może pamiętasz ze szkolnych lekcji nauk ścisłych, reakcje chemiczne są szybsze w wysokich temperaturach, ponieważ gorętsze cząsteczki mają więcej energii, a zatem są bardziej prawdopodobne, że zareagują podczas zderzenia. To jeden z powodów, dla których mamy lodówki. Ale jest granica. Powyżej pewnej temperatury (ok. 50-100°C) enzymy w bakterii ulegają denaturacji – ich „miejscu aktywnemu”, w którym zachodzi jej aktywność katalityczna i wiąże się z cząsteczkami, aby na nich zareagować, traci swój kształt i nie może dłużej przeprowadzają reakcje.

W 19 wieku Louis Pasteur wynalazł proces, który nosi jego imię. pasteryzacja zabija bakterie powodujące psucie się żywności i dziś stosuje się to głównie do mleka. Mleko pasteryzowane przez podgrzanie do nieco ponad 70°C będzie przechowywane w lodówce przez dwa do trzech tygodni, podczas gdy mleko UHT wytworzone przez podgrzanie do 140°C będzie przechowywane w hermetycznych, sterylnych pojemnikach do dziewięciu miesięcy. Surowe mleko pozostawione w lodówce trwają tylko kilka dni.


wewnętrzna grafika subskrypcji


Żyjąc z ziemi

Krótkie życie żywności było powodem, dla którego średniowieczne armie „żyły z ziemi”, żerując, ale w 1809 r. Francuz o imieniu Mikołaj Appert wygrał nagrodę oferowaną przez jego rząd za proces konserwowania żywności. Pokazał, że żywność zamknięta w pojemniku, aby wykluczyć powietrze, a następnie ugotowana do wystarczająco wysokiej temperatury, aby zabić drobnoustroje, takie jak: Clostridium botulinum przechowywane przez długi czas.

On wynalazł konserwowanie, który wszedł do powszechnego użytku, nie tylko do wyżywienia armii i ekspedycji – natychmiast został przejęty również przez sektor cywilny. Jedzenie w puszkach z pewnością działa?. Na przykład sir William Edward Parry zabrał ze sobą w 26 roku 1824 ton zupy grochowej w puszkach, wołowiny i baraniny na wyprawę w poszukiwaniu Przejścia Północno-Zachodniego. Jedna z tych puszek baraniny została otwarta w 1939 i okazał się jadalny, jeśli nie bardzo smaczny.

I odwrotnie, zimno spowalnia rozwój zarazków. Przechowywanie żywności w lodówce w temperaturze około 5°C spowalnia rozwój drobnoustrojów – ale to nie powstrzymuje. Ludzie żyjący w bardzo zimnych obszarach, takich jak Arktyka, odkryli to wcześniej, oczywiście bez potrzeby używania lodówek. A obserwowanie ryb Eskimosów pod grubym lodem dało Clarence Ptasie Oko idea szybkiego zamrażania żywności; w ten sposób powstają mniejsze kryształki lodu niż zwykłe zamrażanie, co skutkuje mniejszym uszkodzeniem ścian komórkowych, dzięki czemu żywność nie tylko dłużej się przechowuje, ale także lepiej smakuje.

Cukier i przyprawy i wszystkie fajne rzeczy

Począwszy od społeczności w gorętszych regionach, takich jak Bliski Wschód, suszona żywność istnieje od tysięcy lat – uważa się, że najwcześniejsze przypadki sięgają 12,000 XNUMX lat p.n.e. Suszenie żywności, czy to przy użyciu słońca (i wiatru), czy nowoczesnych procesów fabrycznych, usuwa wodę z komórek drobnoustrojów, które rozkładają żywność. To zatrzymuje ich reprodukcję i ostatecznie je zabija.

Rozszerzeniem tego jest użycie soli (lub cukru) do konserwowania żywności. Podczas gdy solona wołowina i wieprzowina mogą przywoływać myśli o Royal Navy w czasach Jack Aubrey i Stephen Maturin – bohaterów powieści napoleońskich Patricka O'Briana – proces ten sięga znacznie dalej.

Mistrz i dowódca: Aubrey i Maturin.

{youtube}440l8poSQiA{/youtube}

W średniowieczu solone ryby, takie jak śledź i dorsz, były powszechnie spożywane w północnej Europie, a ryby były oczywiście niezbędne podczas Wielkiego Postu. Komórki mikroorganizmów mają ściany, które są przepuszcza wodę, ale nie sól. Kiedy komórka styka się z solą, zachodzi osmoza, więc woda wydostaje się z komórki, aby spróbować wyrównać stężenie soli wewnątrz i na zewnątrz komórki, i ostatecznie z komórki usuwa się tak dużo wody, że umiera. Nigdy więcej bakterii.

Cukier ma podobny efekt, wystarczy pomyśleć o przetworach owocowych, dżemach czy galaretkach. Palenie również wysusza żywność. Niektóre cząsteczki powstające podczas spalania drewna, jak wanilina, doda smaku, podczas gdy inne, w tym formaldehyd i kwasy organiczne, mają właściwości konserwujące.

Liofilizacja to nowoczesny sposób usuwania wody z jedzenia, być może jest to rodzaj kawy, której używasz. Współcześni producenci wykorzystują coś, co Inkowie w Wysokich Andach opracowali 2,000 lat temu, aby przygotować liofilizowane ziemniaki, znany jako chuño. Praktyka trwa do dziś. Ziemniaki zostawia się na noc, gdy są gwarantowane mrozy, a potem depczą je bosymi nogami, by je zmiażdżyć. Piekące słońce następnie dopełnia zadanie – masz żywność, która wystarczy na miesiące, żywność dla armii Inków lub chłopów z Boliwii i Peru.

A może przyprawy? Dobrze, zarówno cebula, jak i czosnek mają właściwości przeciwdrobnoustrojowe, Jest dowód że stosowanie przypraw w cieplejszym klimacie wiąże się z ich właściwości przeciwdrobnoustrojowe, więc dodanie ich do żywności może pomóc w jej zachowaniu.

Aktywność przeciwbakteryjna niektórych przypraw, w szczególności cynamonu i kolendry, jest prawdopodobnie spowodowana aldehydy – reaktywne cząsteczki zawierające grupę –CHO, utworzone przez utleniające alkohole i zawierające heksenal, cząsteczkę, którą wyczuwamy, gdy trawa jest świeżo skoszona – zawierają.

Przyprawą, która przykuła najwięcej uwagi jest kurkuma, wytwarzana z korzeni rośliny z rodziny imbirowatych, Curcuma longa, a w szczególności zawarta w nim cząsteczka, zwana Curcumin. Kurkuma była używana w żywności w dolinie Indusu ponad 4,000 lat temu, a także w medycynie. Dziś może być użyteczną cząsteczką ołowiu przeciwko Chorobę Alzheimera, a także prawdopodobnie zakłócać różne szlaki sygnałowe związane z nowotworami.

Tak więc za procesami stosowanymi do konserwacji żywności i niektórymi z tych substancji kryje się solidna nauka może mieć ukryte korzyści dla naszego zdrowia. Ten hamburger na Islandii pozostaje jednak tajemnicą. Z pewnością pojawiło się wiele historii w mediach, które próbują zdobyć… dno jego pozornej nieśmiertelności – ale jedynym sposobem, aby mieć pewność, byłoby poddanie go rygorystycznym badaniom naukowym. Może zarezerwuję swój lot.

O autorze

Simon Cotton, starszy wykładowca chemii, University of Birmingham

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Konwersacje. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki

at Rynek wewnętrzny i Amazon