Indholdsfortegnelse
Madkemi
Der er tre grupper af stoffer, som giver energi. De kaldes de energigivende stoffer. Det er kulhydrat, protein og fedt. Kroppen forbrænder disse stoffer i forbindelse med fordøjelsen og herved frigives energi.
Kulhydrater
Et kulhydrat består af kul og hydrat (vand). Hvilket kan ses i formlen for et monosakkarid, glukose: C6H12O6. Det består af 6 gange kulstof (C) og 6 gange vand (H2O)
Kulhydrater er en den vigtigste energikilde for stort set alle levende organismer, idet kulhydrat omsættes til energi ved forbrændingsprocessen i kroppens celler.
Der findes tre forskellige slags kulhydrater: mono-, di- og polysakkarider.
Monosakkarider
De mindste kulhydrater kaldes monosakkarider, som består af et enkelt sakkarid. Det kunne være glukose eller fruktose. De består af oxygen, hydrogen og kulstof i en karakterisk struktur, og en fælles formel for dem er: C6H12O6.
Mono betyder en.
Disakkarider
Når to sakkarider som binder sig sammen får vi et dissakkarid. Et disakkarid, som består af glukose og fruktose, hedder sakkarose. Det er det, vi kalder almindeligt sukker.
Di betyder to.
Polysakkarider
Stivelse og cellulose består af glukosemolekyler bundet sammen i lange kæder. De er begge polysakkarider, idet et enkelt af disse molekyler kan indeholde op mod 100.000 glukosemolekyler.
Poly betyder mange.
Polysakkarider smager ikke sødt. Men hvis man tager fx et stykke brød og tygger på det uden at synke, vil man efter et stykke tid få en sødlig smag i munden. Det skyldes, at vi i spyttet har enzymet amylase, som nedbryder de lange stivelskæder til glukosemolekyler.
(forsøg 3.8 – fødevareteknologi. Men 1 ud af 5 har ikke amylase i spyttet.)
Fibre
Fibre er ligesom stivelse polysakkarider, men i modsætning til stivelse kan kroppen ikke nedbryde fibre, idet molekylerne bundet sammen på en speciel måde, men vi har alligevel brug for fibre, idet de sætter tarmsystemet på arbejde og forlænger mæthedsfølelsen.
Proteiner
Protein er kroppens byggesten til opbygning af fx muskler og hud, som begge består af proteiner. Vores gener, som bærer arveanlæggene, er også opbygget af proteiner.
Desuden har vi en stor mængde proteiner, som kaldes enzymer. De fungerer som katalysatorer for kroppens kemiske omdannelser.
Proteiner er lange kæder opbygget af 20 forskellige aminosyrer. Der kan være op mod 1.000 aminosyrer i en enkelt proteinkæde. Hver aminosyre har sine egne individuelle egenskaber. Aminosyrerne i et protein bestemmer proteinets samlede egenskaber.
Fedtstoffer
Fedtstoffer er organiske forbindelser med meget højt energiindhold. Fedtstof består kemisk set af tre fedtsyrer bundet til glycerol.
De tre fedtsyrer er de mættede fedtsyrer, og de umættede, som deles op i monoumættede fedtsyrer og polyumættede fedtsyrer.
Mættede fedtsyrer er de usunde fedtsyrer, fordi man får mere energi ud af dem end de umættede, når de forbrændes.
Mættede fedtsyrer har enkeltbindinger mellem alle kulstofatomerne, og de findes især i dyrisk fedt og mælkefedt som smør og ost.
Umættede fedtsyrer er de sunde fedtsyrer, og de har en enkelt eller flere dobbeltbindinger mellem nogle af kulstofsatomerne, og har et lavere smeltepunkt og kogepunkt end de mættede. De findes typisk i fisk og planteolier.
Omega-3 fedtsyrer er umættede fedtsyrer, med en dobbeltbinding mellem 3. og 4. kulstofatom. Omega-3 fedtsyrer er en essentiel fedtsyre dvs. en fedtsyre, vi ikke selv kan lave, men vi skal bruge den mht. opbygningen af cellemembran af visse nerveceller. Omega-3 fedtsyrer findes i fede fisk og nogle planteolier.
Fedtstoffer er upolære stoffer, og kan derfor ikke opløses i vand.
De fedtstoffer, som er flydende ved stuetemperatur, kaldes olier. De, som er faste ved stuetemperatur, kaldes fedt.
Hævemidler
Hævemidler som gær og surdej udvikler gasser, i en dej, der står til hævning. Gasserne kan ikke slippe ud af dejen, fordi proteinet gluten, som findes i korn er i stand til at tilbage den kuldioxid, der dannes under hævningen. Dvs. jo mere gluten melet indeholder, desto bedre hæver den dej, man laver af melet. Desuden er dej med højt glutenindhold bedre til at binde væske. Under bagningen opvarmes glutenproteinets struktur, og det vand, som var bundet i dejen frigives. Man siger det koagulerer. Vandet frigives fra proteinet, men opsuges af den stivelse, der kommer fra melet.
Når kuldioxiden ikke kan slippe ud, udvider dejen sig i stedet som en tyk, klæg ballon.
En gærpakke indeholder ca. fem milliarder encellede svampe. Almindeligt bagegær har det videnskabelige navn Saccharomyces Cerevisiae, som betyder sukkersvamp på korn.
Sukkeret i dejen bliver ved gæringsprocessen omdannet til alkohol og kuldioxid efter følgende reaktionsskema:
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2
sukker ethanol kuldioxid
Gæringsprocessen er en fysiologisk proces hos encellede gærsvampe, som skal foregå i et anaerobt miljø dvs uden ilt. Hvis der er ilt tilstede, vil gærcellerne nemlig kunne nedbryde sukker fuldstændigt via respirationsprocessen:
C6H12O6 + 6O2 → 6H2O + 6CO2
sukker ilt vand kuldioxid
I mere fedtholdige og flydende deje, virker gær ikke som hævemiddel, fordi fedtet omslutter gærcellerne. Til disse deje anvender man i stedet kemiske hævemidler som bagepulver, natron, potaske eller hjortetakssalt.
De kemiske hævemidler er alle salte, der ved påvirkning af fugt, varme eller syre udvikler kuldioxid. Udvikling af kuldioxid foregår under selve bagningen, når dejen er ved at blive fast. Når dejen er ved at blive fast tilbageholdes kuldioxiden.
De kemiske hævemidler består af salte med sammensatte ioner:
NaHCO3 natriumhydrogenkarbonat – natron
Na2CO3 natriumkarbonat – soda
NH4HCO3 ammoniumhydrogenkarbonat
K3CO3 dikaliumcarbonat
Natron (natriumhydrogencarbonat), NaHCO3
Natron omdannes i ovnen til dinatriumcarbonat (soda), kuldioxid og vand. Den kemiske reaktion ser således ud:
2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O
natron soda kuldioxid vand
Soda kan imidlertid give kagerne en ubehagelig sæbeagtig smag og lugt. Derfor bruger man kun natron til dej, hvor der bruges syrnede mælkeprodukter (fx kærnemælk). Syren reagerer med natriumbicarbonat (natron). Herved forsvinder den sæbeagtige smag. Den kemiske reaktion ser således ud:
Na2CO3 + 2H+ → 2Na+ + H2CO3
soda, syre, Na-ioner, kulsyre
Bagepulver er et blandingsprodukt. Det består af natron, vinstenssyre og majsstivelse. Stivelsen fungerer som antiklumpningsmiddel. Syren er tilsat for at ophæve sodasmagen (se kemiske reaktion ovenfor).
Man siger, bagepulver er dobbeltvirkende, fordi det udvikler lidt kuldioxid ved påvirkning af vand. Den største kuldioxidudvikling kommer dog ved varmepåvirkning. Den kemiske reaktion for bagepulver med vinstenssyre:
NaHCO2 + C4H5O6K → C4H4O2KNa + CO2 + H2O
natron, vinstenssyre,vinsurt kali,kuldioxid,vand
Hjortetakssalt (ammoniumhydrogencarbonat), NH4HCO3. Ved opvarmning til ca. 60°C frigives kuldioxid og ammoniak. Den kemiske reaktion ved opvarmning af hjortetakssalt ser således ud:
NH4HCO3 → NH3 + CO2 + H2O
hjortetakssalt, ammoniak, kuldioxid, vand
Potaske (dikaliumcarbonat), K2CO3
Potaske virker kun, hvis der er syre tilstede. Sammen med syre danner potaske kuldioxid. Hævevirkningen i potaske er imidlertid ikke særlig stor og anvendes derfor sammen med hjortetakssalt.
Osmose
Osmose er diffusion af vand gennem en semipermeabel membran. Så længe der er flest vand molekyler på den ene side vil diffusionen overvejende gå fra den side, hvor der er flest vandmolekyler, til den side, hvor der er færrest. Ved hjælp af osmose udlignes koncentrationen af vand på hver side af membranen.
Overfladen på celler er semipermeable. Hvis en celle fx kommer ned i en meget salt opløsning vil vandet blive trukket ud af cellen, og cellen skrumper sammen. Bakterier og de fleste svampe er encellede organismer. Hvis de kommer ned i en stærk saltopløsning vil de skrumpe sammen og efterhånden dø. Og det er netop osmose man bruger, når man konserverer fisk i en opløsning af salt og vand, hvor fisk og salt skiftevis bliver lag på lag. Saltet beskytter fisken mod bakterie- og svampeangreb.
Sukker bruges på samme måde til at forlænge opbevaring af fx frugt. Det kendes fra marmelade. Sukker kan opløses på samme måde i vand som salt, men hvis man laver en mættet opløsning med sukker i vand, der er 100°C og derefter afkøler det får man en overmættet opløsning. En overmættet opløsning har en osmotisk effekt, der er op til fem gange stærkere end en mættet opløsning.
Netop det bruger man, når man sukkersylter frugt til fx marmelade. Sukkeret trækker vandet ud af frugten ved osmose og hindrer dermed bakterier og svampe i at gro i marmeladen.
Emulsion
En emulsion er en blanding to ikke-blandbare stoffer. (fx olie og vand). En emulsion kan dannes blot ved at ryste de to væsker godt sammen, men denne emulsion er ikke stabil og vil skilles igen. Det skyldes, at når to væsker ikke er blandbare, vil de ordne sig således at kontakten imellem dem er mindst mulig. (Det er et udtryk for den kraft, som kaldes overfladespæding.)
En emulsion kan stabiliseres ved tilsætning af en emulgator. En emulgator virker ved at nedsætte overfladespændingen mellem de to væsker, og de forbliver derfor blandet.
Eksempler på emulsioner:
Asfalt
Kosmetiske cremer
Magarine
Mayonnaise
Mælk
Smør
Yoghurt, og andre syrlige mælkeprodukter
Vand er et polært stof, fordi det er lidt positivt ladet i den ene ende, og lidt negativt ladet i den anden ende.
Olie er et upolært stof, fordi det ikke har sådan ladningsfordeling.
Polære stoffer kan kun blandes med andre stoffer, der består af polære molekyler.
Upolære stoffer kan kun blandes med andre stoffer, der består af upolære molekyler. Polære og upolære stoffer kan derfor ikke blandes, og dermed heller ikke olie og vand.
Polære stoffer er hydrofile (vandelskende)
Upolære stoffer er hydrofobe (vandskyende)
(Tiltrækkelse af vand og olie med elektrisk opladet stang, som viser, at vand er polært og olie upolært: Fællesforsøg, Ny fysik/kemi 7, s. 71. At intet sker med oliestrålen, men vandstrålen bliver tiltrukket skyldes, at vandmolekyler er polære og olimolekyler upolære)
For at blande et polært og upolært stof må man tilsætte en emulgator. Den holder sammen på blandingen af olie og vand.
Hvordan virker en emulgator?
En emulgator kan enten fastholde små dråber vand i olie eller små dråber olie i vand, så dråberne er ligeligt fordelt.
I en emulsion vil emulgatoren lægge sig i alle skilleflader mellem olien og vandet, så de ikke direkte kommer i kontakt med hinanden.
(Byg et emulgator-molekyle:)
H O H H H H H H H H H H H H H H H H H
H – C – O -C – C C C C C C C C C C C C C C C C C H
– H H H H H H H H H H H H H H H H H
H C O H
–
H C O H
–
H C O H
–
H
Vi kan tydeligt se, at molekylet består af en lang carbonkæde, hvortil der er knyttet mange hydrogen-atomer og nogle få oxgen-atomer.
Denne ende, hvor oxygen-atomerne findes er polær, mens den anden ende, som kun består af carbon- og hydrogen-atomer, er upolær.
En emulgator består altid af lange molekyler, der er polære i den ene ende og upolære i den anden. Når emulgatoren hældes ned i et glas med vand og olie, vil emulgator-molekyler lægge sig i grænselaget mellem olie og vand med den upolære del oppe i olien og den polære del nede i vandet. Hvis blandingen af vand og olie rystes, dannes der små oliedråber i vandet. Når emulgatormolekylerne møder en oliedråbe, kan den upolære ende trænge ind i olien, mens den polære del af molekylet ikke kan trækkes med ind. Den bliver hængende på ydersiden af oliedråben. Til sidst vil hele dråbens yderside bestå af den polære del af emulgatormolekylerne, og denne del opløses fint i vand. Emulgatoreren lægger sig på denne måde omkring hver enkelt lille dråbe og holder dem adskilt fra alle andre dråber, så to oliedråber ikke kan “smelte” sammen til en større.
En emulsion som fx mælk kaldes en “fedt i vand”-emulsion, idet der er mest vand i opløsningen, mens en emulsion som fx smør er en “vand i fedt”-emulsion.
Foruden mad bruges emulgatorer i fx skocreme og i medicinske produkter som salver og lignende, og i mange kosmetiske produkter som fx bodylotion og ansigtscreme. Sådanne hudcremer er “fedt i vand”-emulsioner.
Konservering
Konservere betyder at bevare. Når man gør maden mere holdbar, siger man, at man konserverer den.
Man kan konserve med osmose.
Ved at tørre korn, svampe, ærter og blommer kan holdbarheden forlænges med år.
Kød, pølser og fisk holder vinteren over, hvis de saltes, tørres og røges.
Man bruger køleskab og frysere, når maden skal holde sig.
De gamle konserveringsformer anvendes stadig til tørring, røgning, saltning og syltning med sukker og eddike.
Mælken sættes i køleskabet, frugt og grønt opbevares køligt og mørkt og brødet pakkes ind.
Frugt syltes til marmelade, så det kan holde sig vinteren over.
Madens holdbarhed forlænges gennem korrekt opbevaring og konservering.
Enzymer
Enzymer er katalysatorer. En katalysator er et stof, der uden selv at blive forbrugt kan fremme en kemisk proces. Det kunne være ved at forøge reaktionshastigheden for en kemisk reaktion eller starte en proces ved en lavere temperatur.
Enzymers funktion er specifik dvs. de kun virker på et bestemt stof og kun katalyserer en bestemt reaktion. Det stof, som enzymer passer med kaldes enzymets subtrat, og det stof, der dannes, når subtratet og enzymet reagerer kaldes produktet.
Enzymerne er tilpasset individets omgivende miljø. Enzymer fra jordbundsbakterier fungerer bedst, ved en temperatur på ca. 8°C, mens menneskets enzymer er mest effektive ved ca. 37°C. Den temperatur, hvor enzymet fungerer bedst, kaldes enzymets temperaturoptimum. Det betyder samtidig, at enzymet fungerer dårligere jo længere temperaturen er fra enzymets temperaturoptimum.
Enzymerne er også tilpasset omgivelsernes pH-værdi. I vores mavesæk har vi en meget lavet pH-værdi på ca. 2. De enzymer, vi har i mavesækken, fungerer fint ved den lave pH-værdier. Til gengæld kan de ikke fungere i resten af kroppen, hvor pH-værdien er højere. Svampe lever ofte i et surt miljø. Derfor er deres enzymer også tilpasset en lavere pH.
Hver eneste kemiske proces i kroppen har et specifikt enzym som katalysator. Det betyder, at der i alle verdens levende organismer findes mange tusinde forskellige enzymer. Nogle enzymer bruges, når føden skal nedbrydes. Andre enzymer bruges i processer, hvor nye stoffer bygges op, så den levende organisme kan vokse og formere sig.
Functional food
Function food (funktionelle fødevarer) hører ind under Novel Food. Det er fødevarer med bestemte virkninger. De kan fremme sundheden eller forebygge sygdomme. Novel food kan være produkter fra organismer, vi ikke før har spist eller som er produceret ved en helt ny metode. Novel food kan også være gensplejsede fødevarer eller fødevarer, der indeholder nogle helt nye kemiske forbindelser. Berigede fødevarer er et eksempel på Novel food. Det er almindelige fødevarer, der er tilsat ekstra sitaminer eller mineraler. Der kan være forskellige grunde til at berige en fødevare. Nogle fødevarer mister en del af deres naturlige indhold af vitaminer, når de bearbejdes. Så kan fabrikken få tilladelse til at tilsætte vitaminerne, så fødevarerne indeholder den samme mængde vitamin som den oprindeligt gjorde. I andre tilfælde tilsætter man et stof til nogle almindelige fødevarer for at fremme folkesundheden. Hvilket man fx gør i Danmark, hvor man tilsætter jod til salt, fordi danskerne førhen fik for lidt jod, hvilket kan give sygdommen struma.
i funktionelle fødevarer er der enten tilsat stoffer med sundhedsfremmende virkning eller naturligt forekommende skadelige stoffer er blevet fjernet. Fødevareindustrien definerer funktionelle fødevarer som fødevarer eller fødevareingredienser, som udover næringsværdien har en dokumenteret positiv virkning på individets sundhed eller mentale eller fysiologiske evner.
I Europa har man formuleret tre krav, som skal opfyldes for, at en fødevare er fuktionel:
- Funktionelle fødevareprodukter skal være rigtige fødevarer eller drikkevarer. Piller, naturlægemidler eller kosttilskud, er ikke funktionelle fødevarer.
- Funktionelle fødevarer/drikkevarer skal have en dokumenteret virkning, når de indtages i normale mængder.
- De fysiologisk gavnlige virkninger skal være veldokumenterede.
Man har udviklet funktionelle fødevarer mod at:
Forbedre fordeøjelsen, styrke immunsystemet, sinke aldringsprocesser fx svækkelse af synet, stimulere intellektuelle evner og fysiske præstationer, forbedre spædbørns vækst og udvikling, forebygge fedme fx ved at øge forbrændingen og forebygge mod hjertekarsygdomme, blodtryk og sukkersyge.
Funktionelle fødevarer i fremtiden
I Danmark er der en stigende interesse for kost, sundhed og ikke mindst forekomsten af livsstilssygdomme. Alligevel er danskerne meget forbeholdne over for funktionelle fødevarer. Flere og flere er dog positive, når det drejer sig om at forebygge deres egne sundhedsproblemer.
Tilsætningsstoffer:
Farvestoffer tilsættes for at give madvarerne en bestemt farve.
Konserveringmidler er tilsat for at mug og bakterier ikke skal ødelægge maden og eventuelt gøre den giftig.
Aroma-stoffer giver maden forskellig smag og lugt. Mange aroma-stoffer består af naturlige smagsstoffer fra krydderier, frugter og planter. Andre aroma-stoffer er blot stoffer, der tilfældigvis lugter og smager godt.
Anti-oxidanter er stoffer, der skal hindre, at luftens oxygen angriber og ødelægger fødevarerne. Det sker især med fødevarer, der indeholder fedt og olie. Hvis smør og olie ikke er lukket lufttæt til, bliver det hurtigt harsk og kommer til at smage og lugte grimt.
Konsistents-midler er stoffer, der giver maden den rette konsistent. Eller hindrer miden i at skilles ad i flere bestanddele. De kan deles i 3 grupper:
Fortykningsmidler gør en væske mere tyktflydende eller gør en væske helt stiv.
Stabiliseringsmidler bruges, når et stofs konsistens ikke må ændre sig med tiden.
Emulgatorer er stoffer, der bruges, når fedt og vand skal blandes.
Postivlisten har levnedsmiddelstyrelsen udgivet for at undgå, at der i fødevare-industrien bruges for farlige stoffer. Man kan her læse hvilke stoffer der må tilsættes til bestemte madvarer, og hvor meget der må tilsættes. Hvert stof har et E-nummer, som også anvendes i de andre EU-lande.
Skriv et svar