Comer e beber são os grandes imperativos da VIDA




Escola Secundária de Albufeira
                                      ...
colaboração entre                                GASTRONOMIA MOLECULAR - PORTUGAL
   Cozinheiros                          ...
SOLUÇÕES, DISPERSÕES E SUSPENSÕES
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COMO SE PREPARAM ESPUMAS CULINÁRIAS:
    efeitos mecânicos (claras em castelo)
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AS PROTEÍNAS
       ALGUNS ADITIVOS CONVENCIONAIS
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CARNE - ESTRUTURA MUSCULAR DE MAMÍFEROS, AVES E PEIXES
                                                                   ...
O PEIXE                                              a temperatura da água é inferior à do ambiente terrestre
  o peixe te...
FUNÇÃO DOS HIDRATOS DE CARBONO NA
           OS HIDRATOS DE CARBONO                                                       ...
ALGINATOS
           extraído de algas castanhas - Phaeophyceae                                                           ...
1. Preparar uma emulsão de                 2. Transformar a emulsão
        EMULSÃO E ESPUMA DE CHOCOLATE                 ...
TEORIA DA EVOLUÇÃO DOS SERES VIVOS




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Palestra Gastronomia Molecular

  1. 1. Comer e beber são os grandes imperativos da VIDA Escola Secundária de Albufeira Margarida Guerreiro 27 de Março de 2009 Barcelona, fotografias de Paulina Mata RECEITA (Mousse de chocolate) O QUE É COZINHAR? ........... preparar os alimentos para serem: Parta a tablete em quadradinhos Junte-lhes a margarina, o café e o licor mais facilmente mastigáveis Leve a derreter em banho-maria ou no microondas mais digeríveis Não mexa o chocolate enquanto está a derreter mais saudáveis Bata as gemas com o açúcar mais saborosos (paladar e aroma) e apetitosos (textura, cores, etc) ......... dêem maior prazer (estímulos sensoriais) “... pode ser servida simples, ou, se quiser, pode incluir nozes ou amêndoas”. GASTRONOMIA MOLECULAR - NOVO RAMO DA CIÊNCIA DOS ALIMENTOS A GASTRONOMIA MOLECULAR estuda as Data de nascimento: 1988 transformações físicas, químicas e bioquímicas a Pais: que sujeitamos os alimentos quando são Nicholas Kurti - Físico húngaro da Universidade de Oxford - física das baixas temperaturas e projecto da cozinhados e, ainda, os mecanismos ligados à bomba atómica – 1908-1998 sua percepção pelos nossos sentidos Hervé This - Químico Francês (INRA) – A Gastronomia serve-se dos últimos avanços da físico-química de materiais 1º doutoramento em Gastronomia Molecular Física, da Química, da Biologia, da Medicina, da Sociologia, da Antropologia e do Design para FÍSICA MODERNA – SÉC. XVII propiciar o máximo de prazer na degustação MICROBIOLOGIA – SÉC. XVII QUÍMICA – finais SÉC. XVIII BIOQUÍMICA – SÉC. XX 1
  2. 2. colaboração entre GASTRONOMIA MOLECULAR - PORTUGAL Cozinheiros Cientistas e 2001 transferência de conhecimentos A COZINHA É UM LABORATÓRIO divulgação de Ciência junto de Estudo e compreensão Levantamento de novas questões crianças, jovens e público em geral 2004 Novos equipamentos Novas ideias para investigações experiências e análise de Know why receitas, justificando os passos Know how ALIMENTO E PRAZER CONHECIMENTO experiências culinárias e formação “a evolução faz-se mais pela cooperação entre diferentes do que pela competição entre iguais” Experimentação Divulgação Induzimos reacções químicas e bioquímicas Formação Consultoria Manipulamos alterações físicas 2007 Controlamos actividades enzimáticas Controlamos a actividade de micróbios DO QUE PRECISAMOS PARA COZINHAR? calor (o “ingrediente invisível”) água (a molécula “pau p’ra toda a obra”) matérias-primas (alimentos, ingredientes) Matérias-primas (alimentos) lenha, gás (butano, Fonte de calor temperatura propano, metano), baixa electricidade, petróleo Água Meio de transferência de calor ar água temperatura Proteínas vapor de água média principais gorduras e óleos componentes Processo de transferência de calor Hidratos de carbono temperatura elevada condução convecção Lípidos (óleos e gorduras) radiação 2
  3. 3. SOLUÇÕES, DISPERSÕES E SUSPENSÕES A maior parte dos alimentos são sistemas com várias fases constituídos por um meio dispersante e um ou mais meios dispersos, ÁGUA sob a forma de gotículas, bolhas ou de partículas de macromoléculas – COLÓIDES ou DISPERSÕES COLOIDAIS Principal componente dos alimentos (excepção: sementes, óleos) Meio de transferência de energia dispersões coloidais (1nm – 0,2 µm) suspensões (> 0,2 µm) Meio reaccional EMULSÕES Meio de limpeza – recipientes, alimentos, mãos, etc GÉIS Meio de dispersão e de solubilização ESPUMAS Principal bebida soluções verdadeiras (< 1nm) EMULSÕES DISPERSÕES COLOIDAIS NA COZINHA FOSFOLÍPIDO dispersão coloidal de líquido L/L em líquido Emulsão G/L Espuma óleo Espuma sólida G/S L/S Gel agente surfactante (emulsionante) água aquecida + S/L água Sol farinha emulsão de água em óleo EMULSÕES ESPUMAS emulsão de água em óleo sistemas constituídos por bolhas de gás dispersas num líquido - glóbulo de gordura geralmente água com várias substâncias dissolvidas – ou num sólido (pão, bolos, etc) meio são semelhantes às emulsões mas com um gás como fase aquoso dispersa - também necessitam de estabilizantes moléculas de emulsionante água enroladas à volta das bolhas de água, através da agente surfactante (emulsionante) interface da água formada por glóbulos de gordura dispersas em água. Estas gotas são estabilizadas por emulsionantes (proteínas, mono e diglicéridos, fosfolípidos ou proteínas) 3
  4. 4. COMO SE PREPARAM ESPUMAS CULINÁRIAS: efeitos mecânicos (claras em castelo) cortiça injecção de um gás sob pressão (CO2, N2 líquido, óxido nitroso (N2O), ar, vapor de água ) reacção química (bicarbonato nos bolos) café capuccino ALGUMAS ESPUMAS CULINÁRIAS: •Leite evaporado mas… são sistemas instáveis •Claras Truques culinários para estabilizar uma espuma T li á i t bili •Gemas •Natas pH – ex: sumo de limão •Chocolate chantilly gelificação •Massa de bolos proteínas – gelatina; polissacáridos - agar, etc •Pão temperatura forno (bolos, merengues); azoto líquido •baixa densidade •baixa condutividade térmica lípidos – musse de chocolate ALGUMAS CARACTERISTICAS •retenção de substâncias aromáticas DAS ESPUMAS açúcar – merengues •elevada viscosidade emulsionanes – lecitina, etc •baixa resistência mecânica GELIFICAÇÃO OS GÉIS FORMAÇÃO DUMA REDE Forma-se um gel quando as ligações entre moléculas são em maior SISTEMAS SEMI-SÓLIDOS número do que as ligações entre as moléculas e a água formam-se géis quando as ligações entre moléculas são em maior nº do que as ligações entre as moléculas e a água ligação entre os polímeros polímeros GEL ALGUNS AGENTES ESPESSANTES/GELIFICANTES polissacáridos proteínas agar-agar gelatina carraginato proteínas do ovo ALGAS alginato proteínas do leite pectina HIDROCOLÓIDES amido ESPESSANTES, GELIFICANTES, ORIGEM VEGETAL konjac ESTABILIZANTES, EMULSIONANTES goma de alfarroba goma guar xantano ORIGEM MICROBIANA gelano metilcelulose SEMI-SINTÉTICOS maltodextrina Paulina Mata 4
  5. 5. AS PROTEÍNAS ALGUNS ADITIVOS CONVENCIONAIS ovos, leite, carne, peixe, etc moléculas longas constituídas por aminoácidos dose aconselhada – ESTRUTURA TERCIÁRIA 6 g/dia (consumimos cerca de 9,5 g/dia) globular iões sódio (Na+) e cloreto (Cl-) C12H22O11 α-D-glucopiranosil - fibrosa uns aminoácidos são NaCl cloreto de sódio músculo neutros, ouros são (1→2)-β-D-fructofuranose ácidos e outros básicos proteínas do ovo NaHCO3 hidrogeno CH3COOH ácido acético carbonato de sódio – E500 espessante, gelificante e emulsionante – E260 reacções de Maillard estruturante actividade enzimática PROTEÍNAS NA CULINÁRIA COAGULAÇÃO– agregação das cadeias de proteínas; as ligações desnaturação de proteínas entre as cadeias predominam sobre as ligações com o solvente perda da sua forma nativa (natural) desnaturação coagulação causas: pH calor energia mecânica sais forma-se um “coágulo ou coalho”, que se separa da álcoois torna as proteínas mais assimiláveis e solução e precipita com um papel importante na cozinha acção de enzimas OVOS O PÃO clara gema (60% do ovo, 15% (30% do ovo; 17,5% Temp. (°C) proteína) proteína) gliadinas gluteninas começa a ficar menos e 60 começa a gelificar fluída 65 macia semi-sólida 80 coágulo firme sólida muito firme; textura > 90 dura, seca e pulvurulenta de borracha ≅ 40 - ovalbumina, ovotransferina, globulinas, ovomucóide, etc. moléculas inicialmente alteração das ligações alinhamento das moléculas durante a amassadura no fim da amassadura todas “emaranhadas” Sulfureto de ferro S da decomposição das proteínas da clara e Fe da gema 10 minutos 20 minutos 5
  6. 6. CARNE - ESTRUTURA MUSCULAR DE MAMÍFEROS, AVES E PEIXES CARNE carne ainda crua - 45ºC carne mal passada – 55ºC acima de 60ºC a mioglobina perde a capacidade para se ligar ao oxigénio e o as fibras separam-se separam se e ferro passa d F 2+ a F 3+ de Fe Fe f A carne é constituída por 3 tecidos: desnaturam-se Tecido muscular esquelético – responsável por movimentos (actina e miosina) carne mediamente passada – 65ºC Tecido conjuntivo – funciona como suporte, dando consistência ao tecido muscular (elastina, reticulina e colagénio) O colagénio desnatura-se e passa a gelatina carne bem passada – 70ºC Tecido adiposo – contém gordura que funciona como fonte de energia para o trabalho dos músculos a gordura funde e amacia a carne gel de gelatina A GELATINA uma proteína colagénio gelatina A quente e com água a gelatina forma um sol transparente que gelifica à calor volta dos 35ºC. Se novamente aquecido volta a liquefazer-se moléculas de água A quente, as ligações das moléculas de proteínas devido às suas características anfotéricas pode formar que constituem o colagénio são quebradas e as emulsões (margarinas low-fat) e é estabilizadora de espumas tecido conjuntivo cadeias separam-se – forma-se gelatina esquema e fotografia de Hervé This MAS!!! ACÇÃO DO ANANÁS SOBRE A CARNE Alguns vegetais e frutos contêm enzimas que catalisam a hidrólise das cadeias de proteínas (proteases) carne partida aos pedaços e misturada com pedaços de ananás – bromelaína ananás figos – fiquina papaia – papaína kiwi – actididina a protease do ananás – gengibre – zingibaina bromelaína – catalisa a hidrólise beterraba – betaina das cadeias das proteínas que goiaba constituem as fibras musculares Também não gelifica na presença de chá verde ao fim de algumas horas Fonte: Jack Lang – cookingforengeeniers.com 6
  7. 7. O PEIXE a temperatura da água é inferior à do ambiente terrestre o peixe tem 2 problemas As enzimas e os micróbios estão adaptados a baixas temperaturas e 1. deteriora-se com muita facilidade levam à degradação 2. ao menor descuido fica duro e ressequido e as “lascas” separam- se (deslaçam-se) conserva-se em gelo ou no frigorífico a água é mais densa do que o ar Degradação da TMAO (óxido de trimetilamina) em NH+4 A força exercida sobre os peixes de baixo para cima – a impulsão - limão para neutralizar a base contraria fortemente a força da gravidade A estrutura muscular dos peixes é bastante mais delicada do que a da são ricos em ácidos gordos insaturados de cadeia longa carne fibras musculares mais curtas e menos colagénio solidificam a temperaturas bastante baixas (elevado ponto de fusão) temperatura interior muito pouco cozido 55-60ºC sofrem facilmente oxidações (duplas ligações), originando carne mal passada ≅ 55ºC pouco cozido 61-63ºC compostos de aroma pouco agradáveis bem passada ≅ 70ºC mediamente cozido 63-65ºC muito cozido + 66ºC ENZIMAS COMO EVITAR O ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO? UM EXEMPLO: O ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO Frigorífico - baixas temperaturas → depend. do pH depend. da tempª menor actividade enzimática provocado por enzimas que catalisam a oxidação de Sumo de limão – pH baixo (<5) → alguns compostos menor actividade enzimática enzimática. polifenoloxidase sumo de limão Actividade enzimática adicionado pH óptimo da polifenoloxidase - cerca de 6,0 quinonas, que polimerizam dando origem a polifenóis compostos castanhos - melaninas CLOROFILA a cor verde dos brócolos que estão ao centro é mais viva – cozinhados com bicarbonato de sódio; ao da direito adicionou-se vinagre à água de cozedura CLOROFILA Minutos de cozedura Perda da cor verde (%) Bróculos 5 17 estrutura química semelhante à da mioglobina e 10 41 da hemoglobina, mas com Mg em vez de Fe fotossíntese H+ em meio ácido os desalojam o magnésio e a 6CO2 + 6H2O + luz solar → C6H12O6 + 6O2 molécula – feofitina – passa a cor verde acinzentado insolúveis em água - lipossolúveis 7
  8. 8. FUNÇÃO DOS HIDRATOS DE CARBONO NA OS HIDRATOS DE CARBONO CULINÁRIA sabor espessantes e gelificantes açúcares glucose frutose substrato para fermentações – iogurtes, pão, etc. amido conservantes pectina retenção de humidade entre açúcares redutores e aminoácidos reacções de caramelização e de Maillard celulose entre açúcares hemicelulose 95ºC 150ºC FRUTAS, VEGETAIS, CEREAIS, BATATAS, ETC crú AMIDO - ARROZ arroz japonica arroz indica Os grânulos de amido são constituídos por 2 polímeros de glucose grão longo carolino AMILOSE RETROGRADATION GLUCOSE teor de amilose < 22% cozido teor de amilose > 22% elevada retrogradação baixa retrogradação http://static.howstuffworks.com/gif/play-doh-warm-cool.gif AMILOPECTINA consistência coesa depois de cozido consistência cremosa depois de cozido grãos bem individualizados grande absorção de água as dispersões de agar-agar em O AGAR-AGAR AGAR- água formam um gel com temperatura de gelificação = o agar-agar é extraído de diversos 32º- 45º C e temperatura de géneros de algas marinhas vermelhas da liquefacção de 85 - 95º C classe Rodophyceae % normal ≅ 0,5% mistura de duas fracções de polissacáridos: a agarose, não gelifica em meio ácido nem linear e neutra - fracção gelificante, e a agaropectina, com chocolate (ácido oxálico) polissacárido não-gelificante www.jocooking.typepad.com 8
  9. 9. ALGINATOS extraído de algas castanhas - Phaeophyceae -M-G-M-G-M- polímeros de 2 açúcares: ácido D-manurónico e ácido L-gulurónico M – ácido manurónico -M-M-M-M-M- G – ácido gulurónico cálcio (Ca++) -G-G-G-G-G- zonas que se ligam preferencialmente à água - zonas de junção entre cadeias - gelificante espessante OS LÍPIDOS óleos gorduras solução de cloreto de cálcio os géis de alginato podem ser aquecidos TRIGLICÉRIDO ÁCIDOS GORDOS E o leite, iogurtes, azeitonas e outros alimentos ricos em cálcio? ,g , glicerina ESFERIFICAÇÃO INVERSA gelificar o preparado na solução de alginato imiscíveis com a água MAIONESE FUNÇÕES DOS LÍPIDOS NA CULINÁRIA 1 OBSERVADA AO MICROSCÓPIO ÓPTICO Lubrificantes e agentes “crocante” formada por gotas de gordura Sabor dispersas em água Preparações dalguns molhos 2 Emulsionante Estas gotas são estabilizadas por proteínas e/ou por lípidos (mono e Meio de transferência de calor diglicéridos, fosfolípidos) Impedem a formação de glúten nas massas de bolos e bolachas, envolvendo as partículas de amido AS PROTEÍNAS DAS CLARAS TAMBÉM Para untar formas 3 SÃO AGENTES SURFACTANTES MAION E S E D E C L AR AS 9
  10. 10. 1. Preparar uma emulsão de 2. Transformar a emulsão EMULSÃO E ESPUMA DE CHOCOLATE chocolate em espuma CHOCOLATE CHANTILLY DE HERVÉ THIS 225 de chocolate e pouco menos por agitação forte e sobre uma de um líquido (200 ml de água, tigela com gelo sumo, café, etc) levados ao calor emulsão chocolate + água COMPOSIÇÃO QUÍMICA MÉDIA NATAS CHOCOLATE Água (%) 57 <1 Gordura (%) 37 52 Hidratos de carbono (%) 3 30 chocolate Chantilly Proteínas (%) 2 13 também roquefort chantilly, foie gras chantilly, azeite, etc arrefecimento lento arrefecimento rápido GELADO – UMA EMULSÃO EM ESPUMA INGREDIENTES • gordura • açúcares • compostos lácteos (caseína, proteínas do soro) pequeno nº de cristais de grande nº de cristais de • estabilizantes (alginato, goma de alfarroba, pectina, xantano) grandes dimensões pequeninas dimensões • emulsionantes (gema de ovo, mono e diglicéridos) • água (principalmente proveniente do leite) Azoto líquido (-196ºC) arrefecimento muito rápido cristais de H20 muito pequeninos gelado mais aveludado e muito arejado pelo N2 introduzido Mas se misturarmos tudo e levarmos bolhas de ao congelador obtemos um gelado? ar Mexendo continuadamente as bolhas de cristais de azoto vão formando a espuma, e surgem gelo em simultâneo, minúsculos cristais de gelo. Obtém-se uma estrutura muito solução de É necessário gás e a formação sedosa açúcar, etc duma espuma “Em 1966 Cutileiro começa a usar máquinas eléctricas de corte da SERÁ QUE A CIÊNCIA PODE PRODUZIR pedra, o que lhe permitiu dedicar-se DANOS IRREPARÁVEIS NA COZINHA? exclusivamente ao mármore. Começam então a surgir os torsos, as paisagens, as caixas, as árvores e as flores.” “… com efeito na série de objectos efeito, de 1988, em que pela 1ª vez utiliza a pistola spray que permite a Noronha da Costa o recurso à projecção de……” “Todo o Mundo é composto de mudança. Há quem pense que sim... Mas ... Tomando sempre novas qualidades…” 10
  11. 11. TEORIA DA EVOLUÇÃO DOS SERES VIVOS GASTRONOMIA DARWIISTA óregãos vinagre Charles Darwin (1809 - 1882) alho cravinho 11

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