"Erhitzen"
bedeutet im Bereich der Atome, dass sie sich mit jedem Grad
Temperatursteigerung heftiger bewegen. Beim Schmelzen ist die
Bewegung der Teilchen einer Verbindung so groß, dass starre Bindungen
zu den Nachbarn sich lösen. Beim Sieden reicht die
Bewegungsenergie der einzelnen Teilchen aus, dass sie frei von
Schwerkraft und Bindung an Nachbarn einen gegebenen Raum ganz
ausfüllen.
Die meisten chemischen Prozesse
beschleunigen sich bei Erhitzen.
In Lebewesen geschieht das sogar exponentiell: Pro zehn Grad
Temperaturerhöhung verdoppelt sich die Reaktionsgeschwindigkeit. Diese
Steigerung nach der "RGT-Regel - RGT =
Reaktionsgeschwindigkeit zu Temperatur" startet im Kriechtempo ab
Null Grad und endet bei 45 Grad Celsius mit dem Tod des Lebewesens.
Bekannt ist, dass man annähernd gleichen
Pfefferminztee aus kochendem wie aus kaltem Wasser zubereiten kann. Mit
kochendem Wasser überbrüht, ist die Extraktion der Aromen aus den
Pfefferminzblättern nach 5 Minuten so weit, wie sie bei
Zimmertemperatur nach 12 Stunden ist.
Speisen werden erhitzt, um sie weich zu
machen (bis auf Eier :-) . Hier ist das "Loblied aufs Kochen"
aus http://de.wikipedia.org/wiki/Kochen :
Die Bedeutung des Kochens liegt vor allem in den chemischen Reaktionen, die dabei ablaufen: das Zellgewebe wird gelockert, Eiweiße gerinnen, Bindegewebe gelatiniert, Fette verflüssigen sich, Stärke verkleistert, Mineralstoffe werden freigesetzt und Geschmacksstoffe gebildet.
Neben der leichteren Verdaulichkeit von Fleisch und Früchten, die bis dahin den Hauptteil der Ernährung ausmachten, bewirkte das Kochen vor allem eine enorme Ausweitung des Nahrungsangebots: Bis dahin schwerverdauliche, ungenießbare oder auch giftige Tiere und Pflanzen konnten durch Kochen genießbar gemacht werden, darunter auch stärkehaltige Gräser und Wurzeln, von deren Nachkommen einige schließlich zu Grundnahrungsmitteln wurden.
Weiter wirkt Kochen sterilisierend und konservierend, was unmittelbaren Einfluss auf die Gesundheit hat und die Möglichkeiten der Vorratshaltung verbessert.
Im Gefolge der Erfindung des Kochens veränderte sich die menschliche Anatomie, vor allem das Gebiss: Es verkleinerte sich stark, was auch der Entwicklung des Sprechapparats und damit der Sprache förderlich war.
"Wir könnten nicht sprechen,
hätten wir nicht zuvor kochen gelernt" - ein erstaunlicher
Zusammenhang in der Evolution des Menschen.
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Chemisch sind vier Vorgänge beim
Kochen näher zu betrachten:
Eiweiße gerinnen
Das Fachwort für die Gerinnung von
Proteinen in der Hitze lautet "Denaturierung". Die
Raumstruktur eines Proteins löst sich dabei auf. Die
Hitze-Denaturierung ist irreversibel: Beim Abkühlen findet das
Protein nicht mehr zu seiner vorherigen Raumstruktur zurück. Geronnene
Proteine sind biologisch nicht mehr wirksam.
Bindegewebe gelatiniert
Hierzu müssen die unverdaulichen, zähen
Proteine des Bindegewebes so heftig erhitzt werden, dass einige Peptidbindungen
der Aminosäurestränge dieser Proteine aufreißen. Wenn das
Bindegewebe gekocht wird, also sich in siedendem Wasser befindet,
geschieht dies durch Hydrolyse - Wassereinlagerung und damit
Spaltung der Peptidbindung in der Hitze. Das Ergebnis, die Gelatine,
besteht aus wasserlöslichen Kollagenfasern.
Fette verflüssigen sich
Während Pflanzen viel Fett haben, das
bis hinab zu tiefen Temperaturen flüssig ist - also Öl - ist es
für Tiere typisch, dass sich ihr Fett erst in Temperaturen
verflüssigt, bei denen sie nicht mehr leben - also oberhalb ihrer
Fiebergrenze. Beim Kochen (100 Grad Celsius) oder Backen und Braten ist
das eigentliche Fett stets verflüssigt, wird aber noch von Bindegewebe
gehalten. Durch Kochdauer und Temperatur kann man einiges Fett aus dem
Fleisch holen. Dies geschieht z.B. beim Grillen von Hähnchen.
Stärke verkleistert
http://de.wikipedia.org/wiki/St%C3%A4rkeverkleisterung
Stärke ist ein typisches
Pflanzenprodukt. Im Grundbau besteht sie aus langen Ketten von
Glucosemolekülen. Wenn es bei diesen langen Ketten bleibt, ist Stärke
wasserlöslich (Amylose). Es gibt aber auch wasserunlösliches Amylopectin.
Dieses weist neben linear verknüpften Glucosemolekülen auch
Quervernetzungen auf.
Glucose ist enorm wasserlöslich. Sie
hält Wasser regelrecht fest, wie man am Honig sieht. Diese Affinität
zum Wasser bleibt auch bei Stärke erhalten. Das Amylopektin der Stärke
kann sich nun nicht mehr in Wasser lösen - aber es kann Wasser noch
sehr gut festhalten. Es kann durch Wasseraufnahme auf ein
Vielfaches seines Trockengewichts anschwellen. Hat Amylopectin etwas
weniger Wasser um sich, als es einlagern könnte, so bindet es Wasser
gemeinsam mit Nachbarmolekülen - das ist dann Kleister..
Beim Erhitzen mit Wasser quillt die Stärke bei 47–57 °C, die Schichten platzen, und bei 55–87 °C
entsteht Stärkekleister. Verkleisterte Stärke und geronnenes Klebereiweiß bilden die Basisstruktur oder Krume von Gebäcken jeder Art.
Für die Klausur sind die
ersten beiden Kapitel "Erhitzen" und "RGT-Regel",
sowie die letzten "vier Vorgänge beim Kochen" bedeutsam. |