ومعرفة مثل تلك التفاعلات وتأثير عوامل مثل الحرارة والحموضة أو الخفق وغيرها على الطعام شيء هام للطاهي المحترف لأنه بذلك يزيد من إبداعاته في المطبخ، فكلما ارتفع وعي الطاهي بما يمكن القيام به كيميائيًا، وزادت معرفته بتأثير إحدى المواد على مادة أخرى، زادت عدد الأطباق التي يمكن ابتكارها.

كما أن دراسة التأثير الكيميائي يُفسر عدة ظوافر نتعامل معها يوميًا دون إدراك الأسباب التي أدت لها، مثل تجمد البيض عند السلق بالرغم من أن ذلك يتعارض مع المبدأ المتعارف عليه  بأن السوائل تذوب عند التعرض للحرارة، ولماذا يكتسب اللحم هذا اللون البني عندما ينضج؟، وغيرها من الظواهر التي نشاهدها في المطبخ.

 ومن هنا نوضح لكم عبر هذا المقال بعض التفاعلات الكيميائية الأساسية في المطبخ التي من الضروري أن يدركها كل شيف محترف، لتحسين مهاراته في الطهي وإنشاء أطباق أكثر لذة ، وهم كالآتي:

إن عملية الـ" Denaturation  "  أو تمسخ البروتينات، هي العملية التي يتم فيها تغيير طبيعة جزيئات البروتين المتواجدة في الطعام والتي بطبيعة الحال تغير من خصائص البروتينات وهيئة الطعام وقوامه، وحتى نفهم هذه الخطوة دعونا نوضح أولاً مما يتكون البروتين؟

إن البروتينات هي عبارة عن سلاسل من الأحماض الأمينية المتصلة ببعضها البعض بعدة روابط " Bonds"، منها روابط قوية تربط بين الأحماض الأمينية المتتالية، وروابط أخرى ضعيفة بين الأحماض الأمينية غير المتتالية مما يجعل شكل سلاسل البروتينات ملتفة أو مطوية على بعضها البعض، وهناك روابط أخرى بين كل سلسلة والأخرى، وهي روابط حساسة للغاية وتتأثر بعدة عوامل خارجية منها الحرارة والخفق أو الأحماض.

أي أنه عند تسخين جزيئات البروتين أثناء الطهي، تتفكك الروابط من بعضها وتنفرد سلاسل الأحماض الأمينية وتتكشف وتمتد وتزداد مساحة سطحها، وتصبح الأجزاء المكشوفة من الجزيئات متقبلة للترابط مع جزيئات البروتين الأخرى، وتشكيل شبكة من أشكال الروابط المتقاطعة، ومع استمرار الحرارة تتكون روابط جديدة ولكن في أماكن مختلفة وبعدد أكبر من الروابط القديمة مما ينتج عنه بروتينات معاد ترتيبها جديدة  بخصائص مختلفة أهمها الصلابة وقابلية الأكل.

 ولعل من أشهر الأمثلة على تخثر البروتين هو البيض، وهو ما سوف تناوله بالتفصيل عبر السطور التالية:

لماذا يتجمد البيض عند تعرضه للحرارة ؟

 إن صفار وزلال البيض النيء هما في الأساس عبارة عن أكياس من الماء المتناثر به كمية من البروتينات -حوالي ١٠٠٠ جزيء ماء لكل جزيء بروتين-، لذا يمكن القول أن المكون الرئيسي لما تجده أسفل قشرة البيض هو البروتين، بالإضافة إلى بعض المعادن والكربوهيدرات والدهون في كليهما، فإن بياض البيض يتكون من حوالي ١٢ في المائة من البروتين، أما صفار البيض يتكون من حوالي ١٦ % من البروتين، وتتنوع هذه البروتينات بين أكثر من ١٤٨ نوعًا مختلفًا من البروتين مما يعني أن أي تغيير في بنية تلك البروتينات ستغير بشكل كبير بنية البيضة بأكملها، وسوف تؤثر على خصائصها  وتتحول من الحالة السائلة إلى الصلبة.

يُذكر هنا أن معظم كرات البروتين الموجودة في بياض البيض لها شحنة كهربائية سالبة وبالتالي تنفر بعضها البعض، مما يحافظ على البياض في الحالة السائلة، أما في الصفار ترتبط بعض البروتينات بالدهون، لذلك على الرغم من أن بعض بروتينات الصفار تصد بعضها البعض، إلا أن الشحنة الكهربائية للبعض الآخر يتم تحييدها عن طريق غلاف من الدهون، مما يجعل بروتينات الصفار أقل نفورًا لبعضها البعض وهذا هو السبب في أن الصفار النيء، على الرغم من أنه لا يزال سائلاً، فهو أقل سيولة من بياض البيض النيء.

يمكنك أيضًا قراءة

ما هي طرق الطهي ؟ وما سمات كل نوع ؟ 

   ١٠ بدائل للبيض تستخدم في وصفات المخبوزات و الحلويات

   أسس طهي لحوم الأبقار الاسترالية مع الشيف طارق إبراهيم  

إذا ماذا يحدث عند طهي البيض؟

مع تعرض البيض للحرارة عند الطهي تنفرد سلاسل البروتينات تدريجيًا ونشاهد تحول لونها من الشفاف إلى الأبيض أو الأصفر بشكل تدريجي، وعند درجة حرارة ١٦٠ فهرنهايت تتكون روابط جديدة في أماكن مختلفة كما سبق وشرحنا، حيث تتخثر البيضة وتتصلب وتحدث عملية الـ" Coagulation ".

ولكن يجب العلم أن الحرارة ليست العامل المؤثر الوحيد على البروتين، بل يمكن لكل من الأملاح والأحماض القدرة على التسبب في تخثر البيض دون حرارة ، وهو ما يفعله على سبيل المثال كريم التارتار، وقد يفعل عصير الليمون الشيء نفسه لكن الماء الموجود في عصير الليمون يمنع تكوين رغوة جيدة.

وأيضًا تعد عملية خفق البيض وحدها كفيلة بتمسخ البروتين أو تغير خصائصه وتخثر البيض من حالته السائلة إلى الصلبة، حيث تتسبب عملية الخفق في تمدد خيوط البروتين، مما يتسبب في انحلال البروتين وكسر الروابط الداخلية بين السلاسل، وتنفرد طيات الأحماض الأمينية لتكوين خيوطًا طويلة تشكل مثل شبكة تسمح باحتجاز الهواء بداخلها مما ينتج عنه قوام أخف، لذلك يستخدم هذا التكنيك في عمل الحلويات الخفيفة.

لذلك ولأن التخثر يحدث بشكل تدريجي، فإن عند خفق بياض البيض للوصول لعمل قمم ناعمة من الرغوة،  يكون قد تشوهت جزيئات البروتين بشكل جزئي ومازالت تحتفظ بمرونتها ولم تتصلب بعد، وتحيط خيوط البروتينات بفقاعات الهواء، وعند تسخينها تتصلب مما يخلق جدارًا واقيًا حتى لا تنفجر فقاعات الهواء، ولهذا السبب تكون أطباق مثل المارينج والسوفليه ناعمة وخفيفة وهشة.  

ونظرًا لأن الدهون تغطي البروتينات المتحولة تمنعها تلك الدهون من الترابط أو التخثر ، ولهذا السبب يعرف الطهاة أن وجود قليل من صفار البيض- الذي يحتوي على الدهون- مع بياض البيض  أثناء عملية صنع المارينج سوف يفسدها، وأيضًا يراعى دائمًا العمل مع بياض البيض في طبق نظيف جاف ليس به أي بقايا دهون.

ويعد البروتين هو المكون الرئيسي الآخر في دقيق القمح، حيث يوجد بالدقيق نوعان من البروتينات هما الـ"Glutenin" والـ" Gliadin "  وهما المسئولان عن تشكيل ما يعرف بـ"الجلوتين - Gluten "، وهو مركب غير قابل للذوبان يمنح العجائن القوام المرن والمطاطي، ويمنح الأطعمة مضغة خاصة مثل المتواجدة في الباستا والخبز، فإن الدقيق الجاف في حد ذاته  لا يحتوي بشكل واضح على مركب الجلوتين، ولكنه يحتوي على نسبة من البروتينات، وعند تحضير المخبوزات ومع إضافة الماء والسوائل، تمتص تلك البروتينات الماء وتتكون من هنا مادة الجلوتين وهي العملية التي تُعرف بـ" Gluten Formation ".

فإن الجلوتين هو عبارة عن خيوط بروتينية ملفوفة ومطوية على بعضها البعض، وكلما كان الجلوتين أقوى ، كلما زادت قدرته على امتصاص الماء، ولهذا إذا قمت باستخدام دقيق عالي البروتين بدلًا من دقيق منخفض البروتين في الوصفة، تتكون لديك عجينة سميكة، نظرًا لامتصاص الدقيق كمية أكبر من السوائل.

وعند القيام بعملية العجن لخليط الدقيق مع الماء، تُسخّن عملية العجن خيوط الجلوتين مما يسمح لتلك البروتينات المطوية بالتمدد والمحاذاة نتيجة للحرارة الناتجة عن العجن، ومن هنا تتكون الروابط  بينها، وتصبح خيوطًا طويلة  تمنح العجينه ملمس جيد وقوام مطاطي، لذلك عادة تكون العجائن في البداية لها شكل متقطع وفضفاض، ومع استمرار العجن تصبح العجينة ناعمة وحريرية، ولذات السبب لا ينصح بالعجن المفرط في بعض العجائن مثل الكيك لتجنب إنتاج كعكة كثيفة القوام.

 وعند توقف العجن، يقل نسبيًا القوام المطاطي في العجين مما يسهل تشكيل العجين، لذلك غالبًا ما يقوم الخبازين بإراحة العجين قبل تشكيله.

وبالإضافة إلى مسئولية الجلوتين عن حجم وقوام وملمس ومظهر المنتجات المخبوزة، إلا أنه له دور كبير في رفع المعجنات أثناء الخبيز، فإن شبكة البروتينات التي تتكون أثناء تكوين الجلوتين تعمل كجدار حاجز للغازات المتكونة أثناء التخمير أو بفعل المواد الرافعة الكيميائية، فتلك الغازات يمكن ببساطة أن تهرب من المعجنات لولا وجود شبكة من ألياف الجلوتين تحتفظ بها داخل العجين.

ويتحري الشيف الحلواني المحترف نسبة البروتينات في نوع الدقيق الذي يستخدمه وفقًا للمنتج الذي يقوم بإعداده، وإليكم الجدول التالي يوضح لكم نسب البروتين المناسبة لأنواع المخبوزات والحلويات المختلفة

تحدث عملية الجلتنة أو الـ" Gelatinization " عندما يتم تسخين حبيبات النشا في سائل، مما يؤدي إلى سماكة السائل.

وتحدث هذه العملية بالتفصيل الآتي، عندما يسخن النشا في السائل، وعند حوالي ٦٠ درجة مئوية، تبدأ حبيبات النشا في الانتفاخ وامتصاص السائل، وبمجرد وصول الخليط إلى درجة حرارة حوالي ٨٥ درجة مئوية، تمتص حبيبات النشا كمية كبيرة من الماء (حوالي خمسة أضعاف حجم الماء الخاص بها) ثم تصطدم ببعضها البعض، وتنفجر في النهاية وتطلق النشا من الحبيبات في السائل وتكون روابط الهيدروجين بداخلها، ومن ثم يتسبب النشا المنطلق في السائل والروابط المتكونة في تكثيف السائل. 

وتكتمل تلك العملية عندما يصل السائل إلى حوالي 96 درجة مئوية، وعندما يبرد الخليط، فإنه يتكاثف أكثر، ويثبت قوامه ويتحول إلى جل عند حوالي 38 درجة مئوية.

ونتيجة هذا التفاعل تنتج مادة هلامية تستخدم في منتجات غذائية كثيرة منها إعداد الصلصات و سلق المعكرونة والمخبوزات والكريمات والحلويات، وإليكم بعض الأمثلة على ذلك:

عند إعداد الصلصات ، يُضاف النشا إلى السوائل أثناء التسخين ومن ثم تمتص النشا السوائل وتتضخم وتكثف قوام الصلصة، سواء كان دقيق أو نشا الذرة أو أي مكان آخر يحتوي على مادة نشوية.

أثناء طهي المعكرونة أو الأرز، حيث تقوم المواد النشوية بهم بامتصاص السوائل ثم تتضخم، ولذلك يتضاعف حجم الأرز والمعكرونة ويصير قوامها ناعم قابل للأكل.

أثناء إعداد الـ"Pan Cakes " تحدث عملية الجلتنة للنشا أيضًا، وهو ما يتسبب في تحول الفطائر من سائل سميك إلى فطائر صلبة وناعمة وهشة.

لا تقتصر عملية الكرملة على إعداد صوص كراميل أو كرملة السكر لإعداد أصناف الحلويات، بل أن مكون السكر متواجد في أغلب المكونات الغذائية، فهناك نسبة من السكر في اللحوم، وفي الخضروات وفي المخبوزات المختلفة، وهكذا، ومن هنا نوضح كيف تحدث عملية الكرملة التي نرى تأثيرها بسهولة في لون البني الذي تكتسبه البطاطس عند القلي، أو لون الذهبي لقشرة المخبوزات الخارجية، أو اللون الذي تكتسبه اللحم عند الشواء، وهكذا

فإن أثناء عمليات الطهي يتم استخدام أساليب معينة للحصول على اللون البني للطعام وهو ما يطلق عليه " Browning process  " أي اكتساب الطعام للون غامق، ورائحة زكية، وطعم مكرمل.

ويوجد مصطلحان في هذا الشق من عملية التحمير أو الـ" Browning ":

· الأول هو تفاعل الكرملة أو الـ "   Caramelization Reaction " 

· الثاني هو تفاعل الميلارد " Miallard Reaction "

ويحدث هذان التفاعلان عن طريق تعرض الطعام للحرارة المرتفعة، وينتهي كلاهما باكتساب الطعام لون بني رائع، ويمكن القول أن هذان التفاعلان هما عبارة عن أكسدة  " Oxidation " للكربوهيدرات أو السكريات الكامنة في الأطعمة عند التعرض للحرارة العالية،  فإن عملية الكرملة تحدث للسكر النقي عندما يصل إلى ١٧٠ درجة مئوية، حيث تتفاعل جزيئات الأكسيجين  مع السكريات  فتبدأ مركبات السكر في الإنهيار وتتشكل مركبات جديدة ، وكلما زادت حرارة السكر لكما اكتسب لون أغمق، نرى تفاعل الكرملة عند عمل  "جليز الكراميل "، أو عند شوي حبيبات المارشميلو.

أما عند تفاعل السكريات مع الأحماض الأمينية  المتواجدة في جزيئات البروتين والـ"لايسين" في الأطعمة يطلق عليه تفاعل ميلارد وليس كرملة، حيث ينتج  عن تفاعل الأحماض الأمينية مع السكريات مجموعة جديدة من المركبات المسئولة عن اللون والطعم المكتسب، ويقع هذا التفاعل عند شوي قطعة من اللحم، وأثناء قلي البطاطس، وعند خبز بعض المخبوزات مثل البسكويت والكيك، فهذا اللون الذي تكتسبه هذه الأطعمة ما هو إلا نتيجة تفاعل الأحماض الأمينية مع السكريات والكربوهيدرات المتواجدة في تلك الأطعمة عند التعرض للحرارة، وغالبًا يقع هذا التفاعل بين درجة حرارة ١١٠ إلى ١٦٥ درجة مئوية.  

وتعتمد الحرارة التي تحدث بها عملية تفاعل ميلارد وفقًا لنوع السكر المتواجد في الطعام، فمثلا يتكرمل السكروز " Sucrose "  والذي يتواجد في الجبن، وكذلك سكر الجلوكوز"Glucose " المتواجد في بعض الفواكه والعسل والذرة الحلوة  عند ١٦٠ درجة مئوية، بينما يتكرمل الفركتوز عند ١١٠ درجة مئوية وهو ما يتواجد في المشروم والطماطم والكثير من المنتجات الأخرى.

ختامًا، وبعد عرض بعض التفاعلات الكيميائية التي تحدث أثناء الطهي والتي تؤثر على النكهة والملمس وكذلك اللون، فعليك معرفة أنه ما زال هناك العديد من التفاعلات الاخرى التي لا تخلو عملية الطهي منها، وكونك شيف محترف في مطعم أو فندق، عليك النظر مليًا فيما بعد بكافة خطوات عملك في المطبخ، وتقنيات الطهي التي تستخدمها وحتى المواد الغذائية التي تقرر إضافتها للطبق التي تقوم بابتكاره، وأنظر لكل مادة لديك مثل الملح والسكر والدقيق وغيرها بأنها مركبًا كيميائيًا له خصائص معينة ويؤثر على خصائص المواد الأخرى عندما يمتزجون سويًا، أو حتى أسلوب الإعداد الذي تختاره، سواء شواء أو سلق أو خفق وغيره،  فلكل تقنية تأثيرها الخاص الذي يقع على المواد الغذائية التي بين يديك.