La cocina-Tiene Química4 [Modo de compatibilidad] cocina_Tiene_Quimica.pdfManzana pequeña con...

Cursos de otoño de la Universidad de Almería 2008

La cocina ¿tiene La cocina ¿tiene ¿¿químicaquímica??qq

Bases moleculares de la cocinaBases moleculares de la cocinaBases moleculares de la cocinaBases moleculares de la cocina

A i V B lAntonio Vargas BerenguelÁrea de Química OrgánicaUniversidad de Almería

La cocina y la cienciaLa cocina y la ciencia

Visita a España de Albert Einstein en 1923Visita a España de Albert Einstein en 1923

Coena ein honorem

Doctoris EinsteinPonticis scientiarum

Cena en Barcelona, el 27 de febrero de 1923

Solida

Cannulae FizeauniensisPenaei Caramote et Mollusci Gaussensis cum jure Magonensi in

perihelioperihelioFabae Laurentzianae catalaunice transformate

Phasianus nycthemerus Minkowskiensis, quatriplex dimentionesHomo platonicus secundum Diogenem cum jure Michelsoniense

Continuos Euclidianus glaciatusEncasadae Furni Sancti Jacobi et Saccharea edulia Weyliensia,

simultaneaFructus Galilei

Liquidaq

Castrum Remedii gravitatoriumXeres Thii Josephi inertialis

Malum parvum cum Doppler eectuXampanyus relativisticus Codorniuensis deectens lucem

Caea sobraliensis cum spirituosibus liquoribus et vectoribus tabacalibus

Sólidos

Canelones a la Fizeau Langostinos y moluscos a la Gauss en salsa mayonesa en el

perihelioe elHabas a la Lorentziana transformadas a la catalanaFaisán plateado a la Minkowski en cuatro dimensiones

Hombre platónico según Diógenes [pollo] en salsa a la MichelsonHelado contínuo euclídeo

Enquesadas del Forn de Sant Jaume, y repostería a la Weyl, simultáneas

Fruta de Galileo

Líquidosq

Castell del Remei gravitatorioJerez inercial Tío Pepe

Manzana pequeña con efecto Doppler [sidra]Champagne Codorniu relativista que reflecta la luz

Café de Sobral [Brasil] con licores espirituosos y vectores de tabaco

¿Qué ve el Químico en la cocina?¿Qué ve el Químico en la cocina?¿¿Carbohidratos

P t íLípidos

Agua

ProteínasAlbúmina

FibrinaVitaminas

AminoácidosSacarosa

L

CaseínaFibrina

Amilosa

Aminoácidos

PorfirinasLactosa

Ácido acéticoColesterol

MineralesPorfirinas

Cloruro sódico

l

Antocianinas

Bicarbonato sódicoÁcido esteárico

áÁcido oleico

..y más

¿Qué ve el Químico en la cocina?¿Qué ve el Químico en la cocina?¿¿

OHO

OHO

OOHO

HO

*O

OHO

OH

HO H2O

O

HOOH

O

OOHO

OH

HO

OOHO

OHO

O

HOOH

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OOHO

OH

HOHO

OHO

*

OHO

n

H2C O

HC O

O

O

nH2C O

O

OH

H3C CH3CH3 CH3

O CH2OHOH

OH

OH

CH3

CH3

O

OHO

HOOH

HO

O

OHHO

CH3COOH

OHOH

OHO

OHO

OH

HO

O

OH

HO

OH

HO

CH3

OCH2OH

OH

NaCl

OHOH

H2C O

O

O H2N COOH

CHCH3H3C

H2CCONH2

H

á

HC

H2C

O

OPO

OO

H2N COOH

H

..y más

¿Qué es cocinar para un químico?¿Qué es cocinar para un químico?¿Qué es cocinar para un químico?¿Qué es cocinar para un químico?

¿Qué es cocinar?¿Qué es cocinar?

¿Qué es cocinar?¿Qué es cocinar?¿Qué es cocinar?¿Qué es cocinar?

cocinar. Guisar, aderezar los alimentos.Diccionario de la Real Academia de la Lengua

guisar. Preparar los alimentos sometiéndolos a la acción del fuego

Diccionario de uso del Español María Moliner

cocinar. Guisar, preparar los alimentos con el fuego., p p gguisar. Preparar los alimentos mediante el fuego y con diversas manipulaciones para

ser comidos.


The Oxford English Dictionary

cooking The action of the verb cookcooking. The action of the verb cook.cook. To act as cook, to prepare food by the action of heat.

Encyclopædia Britannica

cooking The preparation of food for eating by means of heatcooking. The preparation of food for eating by means of heat


Wikipedia. The free encyclopedia

Cocinar es la acción de preparar alimentos para comer Implica un amplio rango deCocinar es la acción de preparar alimentos para comer. Implica un amplio rango de métodos, utensilios y combinaciones de ingredientes para mejorar los sabores, los aromas o la digestión de los alimentos. En general, requiere una selección, medida y combinación de ingredientes de acuerdo con un procedimiento ordenado para alcanzarcombinación de ingredientes de acuerdo con un procedimiento ordenado para alcanzar el resultado deseado. (De la edición en inglés. Traducción del inglés de la definición de la palabra cooking)

¿Qué ve el Químico en la cocina?¿Qué ve el Químico en la cocina?¿¿

Agua

Carbohidratos

Proteínas

Lípidos

El agua HEl agua H22OOgg 22

El agua en la cocina:El agua en la cocina:El agua en la cocina:El agua en la cocina:1.1. Componente mayoritario de los alimentosComponente mayoritario de los alimentos

Carne cruda = 75% de aguaCarne cruda = 75% de aguaCarne cruda = 75% de aguaCarne cruda = 75% de aguaFrutas y verduras = 80Frutas y verduras = 80--95% agua95% agua

2.2. Es el medio en el cual los alimentos se Es el medio en el cual los alimentos se calientan para modificar sus sabores, aromas, calientan para modificar sus sabores, aromas, p , ,p , ,texturas, estabilidad, digestibilidad, etc.texturas, estabilidad, digestibilidad, etc.

La acidez y basicidad del agua son fuentes de sabor La acidez y basicidad del agua son fuentes de sabor y aromas e influyen en el comportamiento de otras y aromas e influyen en el comportamiento de otras moléculas presentes en los alimentosmoléculas presentes en los alimentos

Moléulas de aguaMoléulas de aguaMoléulas de agua Moléulas de agua

La molécula más pequeña y sencilla de todas las La molécula más pequeña y sencilla de todas las presentes en los alimentospresentes en los alimentospp

Moléulas de agua y enlaces de hidrógenoMoléulas de agua y enlaces de hidrógenoLa polarización del enlace OLa polarización del enlace O--H da lugar a la H da lugar a la formación de enlaces débiles, denominados formación de enlaces débiles, denominados enlaces de hidrógenoenlaces de hidrógeno, que unen centros , que unen centros

défi i d ( )défi i d ( )con déficit de carga (H) con centros con con déficit de carga (H) con centros con exceso de carga (O)exceso de carga (O)

Cada molécula de agua puede llegar a Cada molécula de agua puede llegar a formar entre 1 y 4 enlaces de hidrógenoformar entre 1 y 4 enlaces de hidrógeno

Moléulas de agua y Punto de ebulliciónMoléulas de agua y Punto de ebullición

H2O IV

HF

V

VI

ción

(ºC

)

NH3

VII

de

ebu

llic 3

Pu

nto

CH4

Número de electrones/Molécula

Moléulas de agua y Punto de ebulliciónMoléulas de agua y Punto de ebulliciónAgua líquida

Vapor de agua

¡Los enlaces de hidrógeno tienen que romperse!

Agua líquidaPuntos de ebullición:Agua H2O 100ºCg 2

Alcohol metílico o metanol CH3OH 64.7°CAlcohol etílico o etanol CH3CH2OH 78.4°C

Moléulas de agua y Punto de congelaciónMoléulas de agua y Punto de congelación

0ºC

Agua líquida Hielo

Hielo: el agua en fase sólidaMás espacio entre moléculas

Más ol menMás volumenMenor densidad

Los tejidos animales y vegetales se dañan con la congelación:• Con la congelación, el aumento de volumen de los cristales de hielo g ,rompen las membranas celulares• Con la descongelación (fusión), se liberan los fluidos de las células rotas

Enlaces de hidrógeno y calor Enlaces de hidrógeno y calor específico del aguaespecífico del aguaespecífico del aguaespecífico del agua

El agua líquida se calienta lentamente: El calor específico, es decir la El agua líquida se calienta lentamente: El calor específico, es decir la cantidad de calor que requiere elevar la temperatura una cantidadcantidad de calor que requiere elevar la temperatura una cantidadcantidad de calor que requiere elevar la temperatura una cantidad cantidad de calor que requiere elevar la temperatura una cantidad determinada, del agua es alto. determinada, del agua es alto.

Por ejemplo: Cuesta mucho más calentar agua que aceite. La energía Por ejemplo: Cuesta mucho más calentar agua que aceite. La energía inicialmente se invierte en romper enlaces de hidrógeno.inicialmente se invierte en romper enlaces de hidrógeno.

Atención: ¡El aceite se nos puede quemar si nos descuidamos!

Enlaces de hidrógeno y calor latente Enlaces de hidrógeno y calor latente del aguadel aguadel aguadel agua

El agua líquida absorbe mucho calor cuando se vaporiza y lo libera El agua líquida absorbe mucho calor cuando se vaporiza y lo libera cuando condensa: El calor latente de vaporización del agua es altocuando condensa: El calor latente de vaporización del agua es altocuando condensa: El calor latente de vaporización del agua es alto. cuando condensa: El calor latente de vaporización del agua es alto.

Por ejemplo:Por ejemplo:

El agua se filtra por los poros de la arcilla y en contacto con el ambiente exterior se evapora produciendo un

Calentamiento suave sin tapar la olla: La evaporación absorbe energía de los alimentos y su entornoexterior se evapora, produciendo un

enfriamiento.los alimentos y su entorno, guisándose suavemente

Enlaces de hidrógeno y calor latente Enlaces de hidrógeno y calor latente del aguadel aguadel aguadel agua

Por el contrario, cuando el vapor de agua entra en contacto con una Por el contrario, cuando el vapor de agua entra en contacto con una superficie fria el agua condensa intercambiando el calor latente desuperficie fria el agua condensa intercambiando el calor latente desuperficie fria, el agua condensa intercambiando el calor latente de superficie fria, el agua condensa intercambiando el calor latente de vaporización. vaporización.

Por ejemplo: Cocinar al vapor.........mejillonesPor ejemplo: Cocinar al vapor.........mejillones

Punto de ebulliciónPunto de ebulliciónCuando la presión de Cuando la presión de vapor del agua es igual vapor del agua es igual p g gp g ga la presión a la presión atmosférica, el líquido atmosférica, el líquido , q, q(el agua) hierve. (el agua) hierve. A mayor presión laA mayor presión laA mayor presión, la A mayor presión, la temperatura a la que temperatura a la que hierve el agua es mayorhierve el agua es mayorhierve el agua es mayorhierve el agua es mayor

Con la olla a presión se puedeCon la olla a presión se puedeCon la olla a presión se puede Con la olla a presión se puede calentar el agua hasta 120ºC sin que calentar el agua hasta 120ºC sin que se evapore el agua, los alimentos sese evapore el agua, los alimentos sese evapore el agua, los alimentos se se evapore el agua, los alimentos se cocinanan más rápidamentecocinanan más rápidamente

El agua como disolventeEl agua como disolventeEl b di l i f il lé lEl b di l i f il lé lEl agua es un buen disolvente ya que se asocia facilmente con moléculas con El agua es un buen disolvente ya que se asocia facilmente con moléculas con

carga eléctricacarga eléctrica (ya sea parcial (ya sea parcial ––moléculas polaresmoléculas polares--, o total , o total ––iones) y con iones) y con moléculas con las que puede formar moléculas con las que puede formar enlaces de hidrógenoenlaces de hidrógeno

Por ejemplo: El agua disuelve bien sales minerales, como la sal común (cloruro sódico, NaCl)común (cloruro sódico, NaCl)

El agua como disolventeEl agua como disolventeEl b di l i f il lé lEl b di l i f il lé lEl agua es un buen disolvente ya que se asocia facilmente con moléculas con El agua es un buen disolvente ya que se asocia facilmente con moléculas con

carga eléctricacarga eléctrica (ya sea parcial (ya sea parcial ––moléculas polaresmoléculas polares--, o total , o total ––iones) y con iones) y con moléculas con las que puede formar moléculas con las que puede formar enlaces de hidrógenoenlaces de hidrógeno

Por ejemplo: El agua disuelve bien carbohidratos sencillosEl azúcar doméstico (sacarosa) se disuelve bien en agua por que al mezclarlo con esta, las moléculas de sacarosa quedan rodeadas (solvatadas) por moléculas de agua con las que forman enlaces de hidrógeno.

La capa de moléculas de agua que rodean a la sacarosa, impide la asociación entre moléculas d í l i li ióde sacarosa que provocaría la cristalización.

Sacarosa en estado sólido

Sacarosa disuelta en aguaSacarosa disuelta en agua

El agua como disolventeEl agua como disolventeEl agua El agua NONO es buen disolvente de lípidoses buen disolvente de lípidos

rofí

lica Colina

Á id l i

Par

te h

idr Fosfato

Glicerol

Ácido oleico

rofó

bic

a

Ácidos grasos

Par

te h

idr

Fosfatidilcolina

Agua

El agua como disolventeEl agua como disolventeggEl agua El agua NONO es buen disolvente de lípidoses buen disolvente de lípidos

soci

do

gra

sÁ

c

Agua

Atracción por fuerzas de Van der

Tendencia a formar enlaces de hidrógeno

fuerzas de Van der Waals

EmulsionesEmulsionesUna emulsión es una mezcla de dos líquidos inmiscibles. Un líquido (la fasedispersa) es dispersado en otro (la fase continua). Por ejemplo la mantequilla y la

i ( di ) l l h ( di ) lmargarina (agua dispersa en grasa), la leche (grasa dispersa en agua) y la mayonesa(aceite disperso en agua)

EmulsionesEmulsionesLa mayonesa es una emulsión formada al dispersar aceite en un medio acuoso, la yema de huevo, que contiene un emulsionante denominado lecitina.

Z d li ó (á idYema

Agua 48%Proteínas 17%

ClaraAgua 88%Proteínas

+ +

Zumo de limón (ácido cítrico)o vinagre (ácido acético)

Grasa 33%Proteínas 11% con sus sabores

Salsa de textura cremosa compuestacremosa compuesta por un 80% de aceite

EmulsionesEmulsiones

Se comienza con un pequeño volumen de fase acuosa conteniendo el agente emulsionante (yema de huevo) y se bate mientras se añade lentamente el

it A did i á it t ñaceite. A medida que se incorpora más aceite y este se rompe en pequeñas gotitas, la mezclase hace aparentemente “homogénea” y cremosa.

EmulsionesEmulsionesLa mayonesa es una emulsión formada al dispersar aceite en un medio acuoso, la yema de huevo, que contiene un emulsionante denominado lecitina.

Parte hidrofílica de la lecitina

Agua

AceiteAceite

Parte hidrofóbica de la lecitina

Cocinando huevosCocinando huevosCocinando huevosCocinando huevos

YemaAgua 48%

ClaraAgua 88%

Proteínas 17%Grasa 33%



LDLLDLHDLα-livetinaβ livetinaβ-livetinaγ-livetinaFosvitina

YYemaAgua 48%


ClaraAgua 88%



YemaAgua 48%

ClaraAgua 88%



OvotransferrinaOvomucoideLisozimaOvoalbúmina


Ovotransferrina


H2N CH C

CH2

OHN CH C

CH3

OHN CH C

CH2

OHN CH C

CH2

OHN CH C

CH

O

OH

HN CH C

CH2

OH

O

N

NH

OH CH3 SH

Hi idiSerina Treonina Cisteina

Alanina

OH

Tirosina

Histidina


Zona hidrófilaZona hidrófoba

Plegamiento de la proteína


Calentamiento SSOxidación

Desnaturalización de la proteínaTé i•Térmicamente

•Acidez del medio•Influencia del disolvente


Coagulación de la clara – Desnaturalización de la proteína

SS

SS

SSSS

Moléculas de agua

La cocción de un huevoLa cocción de un huevoen agua hirviendo (100ºC)

3 minutos 8 minutos Mayores tiempos de cocción

Tiempoproducen la degradación de las proteínas con liberación de ácido sulfhídrico (H2S), responsable de i l d d blcierto olor desagradable.

H2S (Degradación de proteínas) + Fe2+ (presente en el huevo) FeS (color verdoso)


ProteínasProteínas Temperatura de desnaturalizaciónTemperatura de desnaturalización

En la claraEn la claraEn la claraEn la clara

OvotransferrinaOvotransferrina 61ºC61ºCOvomucoideOvomucoide 70ºC70ºCLisozimaLisozima 75ºC75ºCOvoalbúminaOvoalbúmina 84,5ºC84,5ºCEEn la yeman la yemaLDLLDL 70ºC70ºCHDLHDL 72ºC72ºCHDLHDL 72 C72 CLivetinasLivetinas 6262--80ºC80ºCFosvitinaFosvitina 140ºC140ºC

65ºC

Desnaturalización de la proteína Ovotransferrina

Un huevo cocinado a 65ºC más de dos horas. Una vez que se alcanza el equilibrio térmico el resultado final no depende del tiempo sino de la q p ptemperatura. A 65ºC el huevo se coagula ligeramente, pero la yema todavía es líquida. No es un huevo pasado por agua, no es un huevo frito, no es un huevo pochado. Es un “L'œuf à 65°C” (huevo a 65 ºC) creación del chef tres estrellas Michelin Pierre Gagnaire y del gastrónomo molecular Hervé This.

La carneLa carneLa carneLa carne

La carne no se suele comer cruda se cocina

Para evitar bacteriasPara evitar bacterias

La carne no se suele comer cruda y se cocina…

Para hacerla más digestivaPara hacerla más digestivaPara mejorar su saborPara mejorar su saborPara reducir su durezaPara reducir su durezaPara reducir su durezaPara reducir su dureza


Agua 75%Agua 75%Proteínas 15Proteínas 15--20%20%Proteínas 15Proteínas 15 20%20%Lípidos 3%Lípidos 3%Sustancias nitrogenadas no proteicas (1%)Sustancias nitrogenadas no proteicas (1%)Glucógeno (1%)Glucógeno (1%)Glucógeno (1%)Glucógeno (1%)Sustancias minerales (1%)Sustancias minerales (1%)

La carneLa carneLa carneLa carneConnectiveConnectiveTissue

La carneLa carneT jid l A i Mi iT jid l A i Mi iTejido muscular: Actina, MiosinaTejido muscular: Actina, Miosina

Miosina

Actina


Proteína: mioglobinaProteína: mioglobinaO2

HHemo

Colores de la MioglobinaColores de la Mioglobina

NNH2O

NNO2

NNH2O

Fe+2

NN

NNFe+2

NN

NNFe+3

NN

NN

NNProteinaGlobina

NNProteinaGlobina

NNProteinaGlobina

Si íSin oxígeno: Oxígeno presente: Sin oxígeno y pérdida de electrón:

M óR j b ill tPú MarrónRojo brillantePúrpura

C l l l id l ió d lC l l l id l ió d lCon el calor, la acidez y la concentración de sal:Con el calor, la acidez y la concentración de sal:Destabilización de la proteína unidaDestabilización de la proteína unidaCausa de la pérdida de un electrón (oxidación)Causa de la pérdida de un electrón (oxidación)


Tejido conectivo: Proteínas Tejido conectivo: Proteínas ––Colágeno y elastinaColágeno y elastina--

La carneLa carneLa carneLa carneTejido conectivo: Proteínas Tejido conectivo: Proteínas ––ColágenoColágeno--

La carneLa carneLa carneLa carneOtros componentes:Otros componentes:

Proteína hélice-αGlicolípido (Lípido y azúcar)

Oligosacárido

FosfolípidosProteína

l b lp

globular

Colesterol

La carneLa carneLa carneLa carneOtros componentes:Otros componentes:

SUSTANCIAS NITROGENADAS NO PROTEICASSUSTANCIAS NITROGENADAS NO PROTEICAS::SUSTANCIAS NITROGENADAS NO PROTEICASSUSTANCIAS NITROGENADAS NO PROTEICAS: : Procedentes de la degradación de proteínas Procedentes de la degradación de proteínas y nucleotidos: y nucleotidos: aminoacidos libres, carnosina, creatina, creatinina, hipoxantina, aminoacidos libres, carnosina, creatina, creatinina, hipoxantina, xantina.xantina.HIDRATOS DE CARBONO: HIDRATOS DE CARBONO: Fundamentalmente procedentes Fundamentalmente procedentes del metabolismo del glucógeno: ácido láctico ácido pirúvicodel metabolismo del glucógeno: ácido láctico ácido pirúvicodel metabolismo del glucógeno: ácido láctico, ácido pirúvico, del metabolismo del glucógeno: ácido láctico, ácido pirúvico, glucosa, glucosaglucosa, glucosa--66-- fosfato, fructosa, ribosa.fosfato, fructosa, ribosa.SALES: SALES: Fundamentalmente sales de fosfato, cationes sodio, Fundamentalmente sales de fosfato, cationes sodio, , ,, ,potasio, magnesio, cinc, calcio.potasio, magnesio, cinc, calcio.VITAMINAS: VITAMINAS: Principalmente del grupo B.Principalmente del grupo B.

Cocinando la carneCocinando la carneCocinando la carneCocinando la carneAl aplicar calor sobre la carne, las proteínas se Al aplicar calor sobre la carne, las proteínas se

40ºC40ºC C dC d L i i i d liL i i i d lidesnaturalizandesnaturalizan

ura

40ºC 40ºC –– Carne cruda. Carne cruda. La miosina comienza a desnaturalizar La miosina comienza a desnaturalizar 50ºC 50ºC –– Vuelta y vuelta. Vuelta y vuelta. La carne se hace mas firme. Activiad La carne se hace mas firme. Activiad de las proteínas proteasas (rompen las proteínas de las proteínas proteasas (rompen las proteínas –– ablandamiento ablandamiento

tem

pera

tu

p p ( p pp p ( p pde la carne).de la carne).55ºC 55ºC –– Carne poco hecha. Carne poco hecha. El colágeno comienza a disolverse El colágeno comienza a disolverse en agua (ablandamiento de la carne) formando gelatinaen agua (ablandamiento de la carne) formando gelatina

men

to d

e t en agua (ablandamiento de la carne) formando gelatina. en agua (ablandamiento de la carne) formando gelatina.

Actividad de las enzimas proteasasActividad de las enzimas proteasas60ºC 60ºC –– A punto. A punto. Otras proteínas de fibra desnaturalizan, Otras proteínas de fibra desnaturalizan,

l L i l bi d li ( bi d l dl L i l bi d li ( bi d l d

Incr

em coagulan. La mioglobina se desnaturaliza (cambio de color, de coagulan. La mioglobina se desnaturaliza (cambio de color, de rojo a marrón)rojo a marrón)5050--250ºC 250ºC –– Reacción de MaillardReacción de Maillard produciendo más de 600 produciendo más de 600 ppcomponentes responsable del aromacomponentes responsable del aroma70º70º--75ºC 75ºC –– Carne hecha y muy hecha. Carne hecha y muy hecha. La carne se endurece. La carne se endurece. 100ºC100ºC El t ib d l d i i t dEl t ib d l d i i t d100ºC 100ºC –– El agua se evapora contribuyendo al endurecimiento de El agua se evapora contribuyendo al endurecimiento de la carnela carne

Entrecôte a la brasaEntrecôte a la brasaEntrecôte a la brasaEntrecôte a la brasa

Reacción de MaillardReacción de Maillard

Amino ácidosAmino ácidosAmino ácidosAmino ácidosProteínasProteínas Louis Camille Maillard

Químico y físico francés (1878-1936)LípidosLípidosHidratos de carbonoHidratos de carbono

Reacción de Maillard Reacción de Maillard

H

OOHOH

+ R-NH2 N

HOHOH

RNH

OHOH

R

OHOHOH OHOHOH OOHOH

O

Transposición de Amadori

O

H

O

O

O

O OH

Oxidación de lípidos Aldehídos

O O O OH

OOH

OHCO

O OAmino ácidos

C A á i O OH H

OOH

Compuestos AromáticosMelanoidinas

O

Compuestos carbonílicos

H2SAldehídos

Reacción de Strecker

Compuestos carbonílicos

Más de 1000 moléculas identificadas

AsparaginaAcrilamidaCH2═CH−CONH2

Reacción de MaillardReacción de MaillardReacción de Maillard Reacción de Maillard

Transposición de Amadori

Reacción de Maillard: Aromas Reacción de Maillard: Aromas generados por reacción de azúcaresgenerados por reacción de azúcaresgenerados por reacción de azúcares generados por reacción de azúcares

con aminoácidoscon aminoácidosGlicinaGlicina Ácido Ácido

GlutámicoGlutámicoLisinaLisina MetioninaMetionina FenilalaninaFenilalanina

GlucosaGlucosa Caramelo Caramelo quemadoquemado

PolloPollo Patatas Patatas fritas fritas

ColCol CarameloCarameloqq

quemadasquemadasFructosaFructosa Caldo de Caldo de PolloPollo Patatas Patatas

f if iSopa de Sopa de j díj dí

PerroPerroterneraternera fritasfritas judíasjudías

MaltosaMaltosa Caldo de Caldo de Jamón Jamón Patata Patata RábanoRábano DulceDulceterneraternera asadoasado pasadapasada

SacarosaSacarosa Caldo de Caldo de Carne Carne Carne Carne ColCol ChocolateChocolateterneraternera carbonizadacarbonizada hervidahervida muy muy

cocinadacocinada

Cocinando CarneCocinando Carne

Control óptimo de la temperatura interna de la carne conControl óptimo de la temperatura interna de la carne con

El dorado de la superficie de la carne debido a la reacción de Maillard. Heston Blumenthal, chef tres estrellas Michelin, utiliza un soplete cocinero ppara causar la reacción de forma controlada.

Composición de frutas y verdurasComposición de frutas y verdurasComposición de frutas y verdurasComposición de frutas y verduras

AguaAgua (90(90--96% en verduras)96% en verduras)

(80(80 90% f )90% f )(80(80--90% en frutas)90% en frutas)

Minerales (0.60Minerales (0.60--1.80%)1.80%)Proteínas, pigmentos, Proteínas, pigmentos, enzimas, aminoácidos,enzimas, aminoácidos,(( ))

Vitaminas Vitaminas

C Ni dC Ni d

enzimas, aminoácidos, enzimas, aminoácidos, ácidos nucleicos, ácidos nucleicos, nucleótidos, nucleósidos, nucleótidos, nucleósidos, etcetcCompuestos NitrogenadosCompuestos Nitrogenados

(1.0(1.0--5.5%)5.5%)

etcetc

(( ))


Hidratos de carbono Hidratos de carbono (90% de la materia seca)(90% de la materia seca)

Azúcares sencillosAzúcares sencillos

OHO

CHOOHHHHO

OHO

HO

HO

OHO

OHO

HOHO

OHD-Glucosa

OHHOHH

CH2OH

HOOH OH

OOHO

OHMaltosa

D Glucosa

CH2OHC O

HHOO

HOHO

HO

OHHO

OHHO

HHOOHHOHH

CH2OH

OHO

OHCH2OH

O

OH

HO CH2OHO

OH2

D-FructosaSacarosa- Azúcar común


pectina(puentes Ca2+)

red

ular

(puentes Ca2 )

celulosanapa

rce

lu

celulosa

hemicelulosa

Mem

bran

elul

arM ce

Composición de frutas y verdurasComposición de frutas y verdurasComposición de frutas y verdurasComposición de frutas y verdurasHidratos de carbono Hidratos de carbono (90% de la materia seca)(90% de la materia seca)

HOHOO

OHO

HO

*O

OHO

OH

HO

OHO

OOHO

HO

OO

HO

O

Azúcares complejosAzúcares complejosAlmidón

O

HOOH

O

OOHO

OH

HO

OOHO

OHO

O

HOOH

O

OOHO

OH

HOHO

OHO

*

OHO

Amilosa

Amilopectinan

HOOH O

HOOH

OHO

OH

O

Celulosa n

O

OOO

O O

O

OH

OO nO

nO

O HO

OH

OO

OHO

OH

OHOO OH OH

O

O

HOOH

COOH

*

Xilano

HemicelulosasGlucanos, mananos,…

O

OHO

OOH

COOCH3

OHO

COOCH3

Pectinas

OOHO O

OHCOOH

OHO O

OHCOOH

OHO O

OHCOOH

*

HOOC

OOH

OOH

n

HO

OOH

n

n

HOOC

OOH

O

HOOC

OOH

OOH

OH

Hidrocoloides Alginatos (procedentes de algas)

O*

OH

Carbohidratos y enlaces de hidrógeno

Enlaces de hidrógeno

Celulosa

Pectina y puentes de calcioPectina y puentes de calcioPectina y puentes de calcioPectina y puentes de calcio

¿Por qué cocinamos las verduras?¿Por qué cocinamos las verduras?¿Por qué cocinamos las verduras?¿Por qué cocinamos las verduras?

Pueden comerse crudosPueden comerse crudosSe ablandan se mejora su digestión y seSe ablandan se mejora su digestión y seSe ablandan, se mejora su digestión, y se Se ablandan, se mejora su digestión, y se intensifican sus saboresintensifican sus saboresS i d l l i i lS i d l l i i lSe pierde color y valor nutricionalSe pierde color y valor nutricional

¿Qué ocurre cuando cocinamos ¿Qué ocurre cuando cocinamos verduras/frutas?verduras/frutas?

Celulosa Ablandamiento

T Liberación de m lé l s r máti smoléculas aromáticas.

Las verdurasMoléculas de agua

Hemicelulosa/Pectinas

Las verduras después de cocidas pierden agua, a

d

T

pesar de cocerse en agua

El caso de las judías El caso de las judías verdesverdes

Celulosa

R

NN

M 2+

R = CH3R = CHO

NN

Mg2+Clorofila

C20H39OOCH2CH2C

OH3COOC


Celulosa

•Hervidas con vinagre – A pH ácido

CH3COOH – ácido acético

H+

R-COO- + H+ RCOOHPectina

• Más difícil la disociación de la pectina, mayores tiempos de cocción• El ablandamiento se facilita por encima y por debajo de pH 4.5


Celulosa

•Hervidas con vinagre – A pH ácido

Pérdida de color verde

R

R

NN

Mg2+HN

N

R

H+

NN

C20H39OOCH2CH2CN

NH

C20H39OOCH2CH2C

OH3COOC

C20H39OOCH2CH2C

H3COOCO

H3COOC

El caso de las judías verdesEl caso de las judías verdesEl caso de las judías verdesEl caso de las judías verdesCelulosa

• H id bi b t ódi N HCO (pH bá i l li )• Hervidas con bicarbonato sódico – NaHCO3 - (pH básico o alcalino)

Repulsiones electrostáticas de las cargas negativas

Pectina-COO-

•Judías verdes de textura muy blanda.

El caso de las judías verdesEl caso de las judías verdes

Celulosa •Hervidas en agua dura – con alto contenido de Ca2+

COO-

COO-

-OOC

COO- -OOC

g

COO- -OOC

COO-

COO- -OOC

-OOCCa2+COO- C 2+

COO-

COO-

-OOC

-OOC

COO--OOC

COO-

COO- -OOC

OOCCOO-

COO- -OOC

-OOCCa2+

COO-

OOC

-OOCCa2+COO-

COO -OOC

-OOCCa2+

Ca2+

COO-

-OOC

-OOCCOO-

COO

-OOC

COO

COO- -OOC

-OOC

Ca2+

PectinaEl Calcio Ca2+

COO

COO- -OOC

OOC

Ca2+

Ca

COO

COO- -OOCCa2+COO- -OOCCa2+

COO-

COO-

-OOC

-OOCCOO-

COO--OOC

-OOCCa2+

COO- -OOCCa2+

forma puentes entre las cadenas de

COO- -OOCCa2+

COO-

COO- -OOC

-OOCCa2+

Ca2+

COO-

COO- -OOC

-OOCCa2+

Ca2+

COO-OOCCa2+

COO- -OOCCa2+

COO- -OOCCa2+

pectinas. COO- -OOCCa2+

COO- -OOCCa2+

•Más difícil la disociación de la pectina, mayores tiempos de cocción

Los AlginatosLos AlginatosO

O

HO

COOH

Los AlginatosLos AlginatosHO

OOH

OHO

OOH

COOCH3

COOCH3

Pectinas

OOHO O

OHCOOH

OOH

COOH

OOH

COOH*

HOOC

OOH n

OHO

OOH

COOC 3

n

HO HO O OHO O

n

HOOC

OOH

O

HOOC OOH

OH

O

HOOC

OOH

O

*

OH

COO- COO- -OOCCa2+

COO-

COO-

-OOC

-OOC

COO-

COO- -OOC

-OOCCa2+

Ca2+ • Se obtienen a partir de extractos de algas• Agentes gelificantes• Cuanto más presencia de ácido

COO-

COO-

-OOC

-OOC

-OOC

COO-

COO- -OOC

-OOCCa2+

Ca2+

• Cuanto más presencia de ácido gulurónico, mejor gelificante• Estables hasta 150ºC

COO-

OOC

-OOC

COO- -OOCCa2+

El ravioli esférico de crema de El ravioli esférico de crema de guisantes guisantes

El “ravioli esférico" se obtiene sumergiendo una pequeña cantidad de puré de guisante, espesado con alginato, en una disolución acuosa de cloruro cálcico. Así se forma una fina película similar a la que envuelve la yema del huevo. Con este sistema, Adrià creó el ravioli esférico de crema de guisantes

CaramelizaciónCaramelización

OHOHOO

HO

CHOOHHHHOOHHOHH

CH2OHC O

HHOOHH

OHO

HO

HO

OOH

HO

HO CH2OHO

OHHO

HO OHD-Glucosa

OHHCH2OH D-Fructosa

Sacarosa- Azúcar comúnTransposición de Lobry de BruynOHOH2C

OHHCH2OH

OOH CH2OHO

OH

CH2OHOH

Calentamiento, H+

OHOHOO

HO

OH OHOHOHO

HO+

p y yOCHO

2

5-hidroximetil-2-furaldehído

OH

OHOO OHO OH HO OH

D-Glucosa

DAF - Dianhidrofructosas

35%

Otros compuestosDAF - Dianhidrofructosas

(identificadas unas 14 moléculas de estructura parecida)

Otros compuestos

Cromatogramas de CG comparando un caramelo pastelero Cromatogramas de CG comparando un caramelo pastelero (arriaba) de otro obtenido de una gran superficie (abajo)(arriaba) de otro obtenido de una gran superficie (abajo)

Caramelo de sacarosa/azúcar común

“Falso”Falso caramelo

Química y GastronomíaQuímica y Gastronomía“… Llegará un día en el cada uno llevará consigo “… Llegará un día en el cada uno llevará consigo

para su alimentación una pastillita nitrogenada, para su alimentación una pastillita nitrogenada, su terroncito de materia grasa su trocito desu terroncito de materia grasa su trocito desu terroncito de materia grasa, su trocito de su terroncito de materia grasa, su trocito de fécula o de azúcar, su frasquito de especias fécula o de azúcar, su frasquito de especias aromáticas, adaptada a su gusto personal; todo aromáticas, adaptada a su gusto personal; todo se producirá económicamente y en cantidades se producirá económicamente y en cantidades inagotables por nuestras fábricas ....... Ese día, inagotables por nuestras fábricas ....... Ese día, la química habrá realizado en el mundo unala química habrá realizado en el mundo unala química habrá realizado en el mundo una la química habrá realizado en el mundo una revolución radical…. El hombre ganará en revolución radical…. El hombre ganará en templanza y en moralidad, porque dejará de templanza y en moralidad, porque dejará de i i d l i í l d t ió d li i d l i í l d t ió d l

Marcellin BertholetQuímico francés

vivir de la carnicería y la destrucción de las vivir de la carnicería y la destrucción de las criaturas vivientes.”criaturas vivientes.” (1894)(1894)

(1827-1907)

El mito de las píldoras alimenticiasEl mito de las píldoras alimenticiaspp

Just Imagine (1930) Soylent Green (1973)David Butler (director) Richard Fleischer

(director)

2001: A Space Odyssey (1968)Stanley Kubrick (director)(Fotograma: Máquina de alimentos)

El mito de las píldoras alimenticiasEl mito de las píldoras alimenticiaspp

E l l NASA l i l íldEn los sesenta la NASA populariza las píldorasalimenticias

El mito de las píldoras alimenticiasEl mito de las píldoras alimenticiasEl mito de las píldoras alimenticiasEl mito de las píldoras alimenticias

“ Y él ó d l él ld í í“ Y él ó d l él ld í í“..Y él pensó que de alguna manera él saldría y a vería “..Y él pensó que de alguna manera él saldría y a vería un mundo muy futurista con toda clase de un mundo muy futurista con toda clase de dispositivos extremadamente supermodernos que dispositivos extremadamente supermodernos que volaban por el aire, y píldoras mágicas volaban por el aire, y píldoras mágicas alimenticias y todo eso. ¿Y en lugar de eso, qué alimenticias y todo eso. ¿Y en lugar de eso, qué encontró? ….” encontró? ….”

The Future of Humanity The Future of Humanity (Conferencia impartida (Conferencia impartida N k C ll f E i i N b 8N k C ll f E i i N b 8

Isaac Asimov (1920–1992)en Newark College of Engineering, November 8, en Newark College of Engineering, November 8, 1974)1974)

Químico EEUU (nacido en Rusia) y escritor de ciencia ficción

Comida para el futuroComida para el futuroComida para el futuroComida para el futuro

El i l i i l i i li á lEl i l i i l i i li á lEl mito popular que anticipa que la ciencia alimentará al El mito popular que anticipa que la ciencia alimentará al hombre mediante píldoras no tiene ninguna base hombre mediante píldoras no tiene ninguna base científica.científica.científica.científica.El cuerpo necesita de su aporte energético a través de El cuerpo necesita de su aporte energético a través de compuestos químicos en un volumen equivalente a su compuestos químicos en un volumen equivalente a su p q qp q qdieta habitual.dieta habitual.El disfrute de la comida es tan importante para la El disfrute de la comida es tan importante para la

i l í h l i i li l í h l i i lpsicología humana como el aspecto nutricional es para psicología humana como el aspecto nutricional es para su cuerpo.su cuerpo.La comida del futuro debe resultar atractiva tantoLa comida del futuro debe resultar atractiva tantoLa comida del futuro debe resultar atractiva tanto La comida del futuro debe resultar atractiva tanto visualmente como organolépticamente visualmente como organolépticamente

Ciencia y Gastronomía:Ciencia y Gastronomía:Ciencia y Gastronomía: Ciencia y Gastronomía:

Aplicación de la ciencia a la práctica culinaria y, en Aplicación de la ciencia a la práctica culinaria y, en general, a los fenómenos gastronómicos.general, a los fenómenos gastronómicos.g gg goo Comprensión científica de las prácticas culinarias Comprensión científica de las prácticas culinarias

tradicionalestradicionalestradicionalestradicionalesoo Nuevas aportaciones y prácticas culinarias Nuevas aportaciones y prácticas culinarias

( l li( l li(nuevos platos, alimentos, nuevas texturas, (nuevos platos, alimentos, nuevas texturas, nuevos sabores, etc.)nuevos sabores, etc.)

oo Nuevas técnicas culinariasNuevas técnicas culinarias

Gastronomía Molecular/Química de la Cocina/ Gastronomía Molecular/Química de la Cocina/ Química Culinaria: Química Culinaria:

La aplicación de los principios científicos a la comprensión y La aplicación de los principios científicos a la comprensión y j d l ió d é i ó ij d l ió d é i ó i d lid limejora de la preparación doméstica y gastronómicamejora de la preparación doméstica y gastronómica de alimentos de alimentos

Peter Barham (Profesor de Física, Universidad de Bristol, Gran Peter Barham (Profesor de Física, Universidad de Bristol, Gran Bretaña)Bretaña)El arte y la ciencia de elegir, preparar y comer buena comidaEl arte y la ciencia de elegir, preparar y comer buena comida, , Thorvald Pedersen (Profesor emérito de Química de los alimentos, Thorvald Pedersen (Profesor emérito de Química de los alimentos, Royal Veterinary and Agricultural Unversity de Dinamarca)Royal Veterinary and Agricultural Unversity de Dinamarca)Royal Veterinary and Agricultural Unversity de Dinamarca)Royal Veterinary and Agricultural Unversity de Dinamarca)El estudio científico de lo delicioso,El estudio científico de lo delicioso, Harold McGee (escritor sobre Harold McGee (escritor sobre ciencia de los alimentos)ciencia de los alimentos)L G í l l i bj i (1) lL G í l l i bj i (1) lLa Gastronomía molecular tiene cuatro objetivos: (1) la La Gastronomía molecular tiene cuatro objetivos: (1) la modelización de las prácticas culinarias ("definiciones"); (2) el modelización de las prácticas culinarias ("definiciones"); (2) el inventario y la exploración físicoinventario y la exploración físico--química de las "precisiones" química de las "precisiones"

li i (3) l l i f ili i (3) l l i f i i d li d lculinarias; (3) la exploración físicoculinarias; (3) la exploración físico--química de la componente química de la componente artística de la práctica culinaria; (4) la exploración físicoartística de la práctica culinaria; (4) la exploración físico--química química de la componente "amor" de la cocina; de la componente "amor" de la cocina; ((Hervé This, QuímicoHervé This, Químico--Físico del Físico del Institut National de la Recherche Agronomique de Francia)Institut National de la Recherche Agronomique de Francia)

The S. Pellegrino world's 50 best restaurants 2008

1 El Bulli Spain World's Best Restaurant1 El Bulli Spain Best in Europe

2 The Fat Duck UK

3 Pierre Gagnaire France

4 Mugaritz Spain Chefs Choice

5 The French Laundry USA Best Restaurant in

Americas

6 P S USA6 Per Se USA

7 Bras France

8 Arzak Spain

9 Tetsuya's Australia Best Restaurant in 9 Tetsuya s Australia Australasia

10 Noma Denmark

Nuevas TécnicasNuevas TécnicasNuevas TécnicasNuevas Técnicas

Laboratorio del Grupo de Carbohidratos de la Universidad de Almería

Cocina del restaurante “The Fat Duck” de Heston Blumenthal

ConclusionesConclusionesConclusionesConclusiones

La cocina tiene mucha química

Cocinar no es una actividad científica, peroCocinar no es una actividad científica, pero la ciencia ayuda

Somos Química, luego existimosQ , g

(Anónimo)

La cocina-Tiene Química4 [Modo de compatibilidad] cocina_Tiene_Quimica.pdfManzana pequeña con...

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