Masticando moléculas: diccionario de ciencia en la cocina
Diego de la Encina, Ángeles Gallar, Dilcia A. Tuozzo
Saber un poco de química puede resultar útil para moverse en la cocina entre cazos y cazuelas. Por un lado, hay que tener en cuenta la termodinámica. Muchas preparaciones requieren un aporte de energía, por ejemplo, en forma de calor (cocer, freír o asar son procesos endotérmicos), aunque también puede ser de energía mecánica (batir para hacer mayonesa, alioli, claras al punto de nieve, etc.).
También es importante la química orgánica, pues los alimentos están compuestos, además de por agua y una pequeña cantidad de sales inorgánicas, por moléculas orgánicas: hidratos de carbono, grasas, proteínas y vitaminas. Al cocinar, podemos transformar estas moléculas en otras mediante reacciones químicas. Como el azúcar, que se descompone en glucosa y fructosa, se condensa, y se convierte en caramelo. De manera que los métodos de cocinado y la composición son al menos tan importantes como el sabor. Ya sabes lo que dicen: ‘Rico, rico, ¡y con elementos!’
Coloidal, dispersa y helada: ¡es la leche!
La leche es un sistema biológico muy complejo compuesto por agua, grasas, proteínas, azúcares, vitaminas y minerales. Aunque algunos de sus componentes son verdosos o anaranjados, la leche es blanca porque las partículas suspendidas, como glóbulos de grasa y micelas de proteínas, dispersan la luz. Cuanta más grasa contenga, más blanca será la leche, por eso la desnatada tiene un color ligeramente azulado. Las micelas de proteínas y los glóbulos de grasa forman una emulsión coloidal -a medio camino entre estar disueltas o en suspensión- que, entre otras cosas, permite la creación de uno de los mejores inventos de la historia: el helado.
Helado instantáneo
El secreto de esta receta es la velocidad. El helado es una emulsión coloidal. Contiene partículas diminutas de grasa de la leche mezcladas con agua (en este caso, agua congelada), proteína, azúcar y aire. No vamos a utilizar hielo ni a meter la mezcla en el congelador porque la clave está en utilizar la mínima cantidad de agua posible y conservar las burbujas de aire dentro de la mezcla. Así que es muy importante utilizar un procesador de alimentos o batidora con bastante potencia.
Ingredientes:
- 500 gramos de fresas
- 250 mL de yogur natural o nata de cocinar
- 2 cucharadas de miel
En la medida de lo posible, utiliza productos frescos, de temporada y de producción cercana. Si no te gustan las fresas, puedes utilizar cualquier otra fruta del bosque. Lo bonito de la ciencia es experimentar, así que haz pruebas hasta encontrar la que más te guste.
Instrucciones:
- Quita las hojas a las fresas y córtalas un poco. Así, al tuntún.
- Mételas en un recipiente apto para el congelador y espera a que estén totalmente heladas.
- Incorpora todos los ingredientes (fruta, yogur y miel) en el procesador de alimentos o batidora.
- Bátelo bien hasta que la mezcla sea homogénea.
- Sírvelo rápido y ¡a disfrutar!
¿Cómo funciona?
Si dejas caer unas gotas de grasa (por ejemplo, aceite) en el agua, verás que no se mezclan. Pero, con la persuasión de una batidora potente, el agua congelada de las fresas y las grasas del yogur o la crema se emulsionan sin problema.
Como resultado de la emulsión, una parte de la proteína queda ligada a la superficie de la molécula de grasa. Esto estabiliza las burbujas de aire en el helado y hace que sea cremoso en vez de un bloque de hielo. Suena un poco a estafa, pero, si más o menos el 50% de tu helado es aire, tendrá una textura ideal.
En esta receta no hemos utilizado colorantes añadidos ni estabilizadores. A nivel industrial, para el helado de fresa se suele utilizar la antocianina como colorante. Es un pigmento hidrosoluble que se obtiene de las frambuesas, zarzamoras, la col morada o los rábanos. Como estabilizadores, se suelen usar el ácido algínico o la carragenina, que se extraen de algas marinas.
Desnaturalización: el filete sospechoso
La carne pierde agua durante la cocción porque sus proteínas se desnaturalizan y, como consecuencia, disminuye su capacidad de retener agua. Las fibras musculares se contraen y liberan el agua de las células. Además, el calor provoca la evaporación del agua en la superficie y el salado extrae agua por ósmosis, lo que incrementa la pérdida de humedad.
¿Y qué son esos pegotes blancos que aparecen en la sartén? El agua que sale de un filete al calentarlo se cuaja debido a las proteínas solubles presentes en la carne, como la mioglobina y otras proteínas musculares. Cuando se calientan, estas proteínas se desnaturalizan y se coagulan, cambian de una forma soluble a una forma insoluble. Es parecido a lo que ocurre cuando se cocina un huevo: las proteínas en la clara se coagulan al calentarse y forman una estructura sólida.
Difusión: manzanas asadas de cuento
El secreto para asar la fruta y que quede perfecta es conocer la difusión. Para ayudar a que mantenga la forma, es mejor asarla con la piel y añadir a la bandeja del horno un poco de agua con azúcar. Fría o a temperatura ambiente, la fruta solo puede absorber o expulsar agua desde sus células. Sin embargo, al calentarse, cambia la permeabilidad de su pared celular y también puede expulsar o absorber fructosa (la molécula que la hace dulce). Al mismo tiempo, al calentarse, las células intentarán equilibrar la concentración de fructosa dentro y fuera de ellas.
Al movimiento de moléculas desde una zona de alta concentración a una de baja concentración se le llama ‘difusión’. Por lo que, si las manzanas están solo sobre agua, perderán mucha fructosa, quedarán menos dulces y deformadas. Sin embargo, si reposan sobre agua con una cierta concentración de azúcar, quedarán bonitas y dulces. Para darse un doble capricho, puedes recubrirlas con alguna salsa basada en semillas fermentadas de la planta Theobroma cacao.
Ebullición al punto de sal
Si echas sal al agua para cocinar espaguetis, ¿le cuesta más hervir? En realidad, el agua salada necesita menos calor para aumentar su temperatura, pero hierve a una temperatura más alta (102 ºC) que el agua pura (100 ºC). Esto es porque la sal disminuye la capacidad calorífica y aumenta el punto de ebullición. Aunque requiere menos calor para calentarse, tarda unos segundos más en hervir, debido a su mayor punto de ebullición. Así que, la próxima vez que discutas con alguien por este motivo, se puede decir que las dos tenéis razón.
Enzimas y delicias de queso
Para hacer queso, hay que conseguir que los sólidos de la leche y el agua que contiene se separen. Esto se puede conseguir añadiendo un ácido -como zumo de limón o vinagre- o una enzima, como el cuajo. El cuajo o quimosina se encuentra en el estómago de los mamíferos lactantes y sirve para coagular la leche y mejorar su absorción. Esas partes sólidas de la leche son proteínas, grasas, lactosa -que es un tipo de azúcar-, vitaminas y minerales.
Al agua sobrante se le denomina suero. Es el líquido que suele flotar sobre los yogures y no pasa nada por bebérselo, por cierto. Hoy en día, se utilizan distintos tipos de cuajos: de la mucosa del estómago de un rumiante, como antaño; de plantas, como el cardo o derivados de hongos y bacterias.
Fermentación, ¡arriba con la masa!
Los cruasanes están buenos. Eso está científicamente comprobado. Pero, ¿por qué son tan esponjosos? Esta delicia pastelera se elabora con harina de trigo, agua, azúcar, mantequilla y un ingrediente vivo muy especial, la levadura. Las levaduras son hongos unicelulares eucariotas. La estructura y funciones de su célula son muy parecidos a las células humanas. Cuando metabolizan el azúcar producen dióxido de carbono (CO2) y etanol. De manera que la fermentación alcohólica funciona mejor si disolvemos la levadura en agua templada, a 35ºC, unos 15 minutos, con una cucharada de azúcar.
Así es como ‘sube’ una masa. Después, durante el horneado, el etanol se evapora, pero las burbujas de CO2 se expanden y la masa queda esponjosa y ligera. La levadura seca está latente y hay que rehidratarla, pero solo hace falta un tercio del peso de la fresca para la misma cantidad de masa. La levadura química no es, en realidad, levadura, sino que es un polvo gasificante. También produce dióxido de carbono, pero como resultado de una reacción química.
Pan en su punto
205ºC | Temperatura de la superficie de una barra de pan en el horno.
100ºC | Temperatura en el interior de una barra de pan recién horneada.
45-60ºC | Las células de la levadura mueren. Aunque las enzimas de la levadura seca podrían seguir fermentando.
32º-35ºC | Temperatura del agua para reconstituir la levadura fresca y seca.
26ºC o menos | Cuando la levadura se mezcla con agua demasiado fría, libera un aminoácido llamado glutamina que hace la masa pegajosa y más difícil de manejar.
35º-45ºC | Temperatura óptima para que la levadura se reproduzca en la masa durante la fermentación.
4ºC |Temperatura de almacenamiento de la levadura fresca.
Maillard, la reacción del socarrat
El arroz torrado es la parte favorita de la paella para mucha gente. Si alguna vez te has preguntado por qué nadie ha inventado el pan de microondas -o, al menos, uno que merezca la pena probar- es porque el aire del microondas no llega a calentarse lo suficiente como para dorar la corteza del pan. La reacción de Maillard es lo que tiene que ocurrir para que se dore el pan, se torre la carne o se socarre el arroz. Sucede cuando los carbohidratos y las proteínas en la superficie de un alimento reaccionan unas con otras. Esto solo ocurre a temperaturas superiores a 150ºC.
Ósmosis: ensalada crujiente
La ósmosis mueve el agua a través de una membrana semipermeable desde donde hay menor concentración de solutos -como minerales o azúcares- hacia donde hay más, para equilibrar las concentraciones. Es el motivo por el que se te arrugan las manos si pasas mucho tiempo en el agua: tus células liberan agua para tratar de diluir la concentración de sales en el medio en el que se encuentran.
Es, también, el motivo por el que, después de lavar bien las frutas y las verduras, hay que secarlas antes de almacenarlas. Y es por la ósmosis que no hay que echar el aderezo a la ensalada hasta el momento justo de empezar a comerla. A no ser, claro, que te encante la lechuga pocha.
Química expreso
Para los amantes del café, una taza bien hecha es toda una ciencia. En su composición, las variedades de semillas de café más utilizadas, arábica y robusta, son muy diferentes. Tienen distintas proporciones de los compuestos que dan al café su sabor y olor característicos. La cafeína y la trigonelina son alcaloides y contribuyen al sabor amargo del café.
El robusta es más amargo, porque tiene el doble de cafeína que el arábica, pero menos trigonelina. El sabor acidulado viene de los tres ácidos más presentes en el grano. El robusta tiene el doble de ácido clorogénico, lo que lo hace más astringente. Claro que la composición del grano depende mucho de cómo se procese.
Un café ‘torrefacto’ es aquel al que se han añadido azúcares durante el tueste. Cuando se tuesta el grano crudo, sucede la reacción de Maillard y el grano se vuelve marrón oscuro. Además, se generan compuestos volátiles como furanos, que proporcionan notas de sabor almendrado al café, pero son considerados un contaminante del proceso. Aunque te cuenten películas, los análisis dicen que el tostado no afecta significativamente a la cantidad de cafeína. Pero sí se sabe que el café expreso, hecho a presión, extrae más aceites del grano molido, lo que hace que la bebida sea más cremosa y esté también más cargada de estimulantes.
Rancidez oxidativa: ¡frutos secos a cubierto!
Los alimentos ricos en grasas como, por ejemplo, las patatas fritas o las nueces, desarrollan sabores y olores desagradables con el tiempo. Esto se denomina rancidez oxidativa y ocurre cuando las grasas y aceites de los alimentos se exponen al oxígeno, a la luz y a las altas temperaturas. Por eso, muchas bolsas de aperitivos son completamente opacas. Además, se suelen utilizar aditivos antioxidantes como el butilhidroxianisol (BHA), el butilhidroxitolueno (BHT) o el ácido ascórbico o vitamina C, a veces etiquetado como E-300. Si los consumes, protege tus aperitivos lejos de la luz y el calor para evitar consumir aceites rancios de sabores desagradables y tóxicos para el cuerpo.
Vitaminas, ¿hay que comerlo todo crudo?
Los métodos de cocción cambian la composición nutricional de frutas y verduras, a veces de forma positiva. Por ejemplo, mientras que la mejor forma de consumir vitamina C es a través de frutas y verduras frescas, en el caso del betacaroteno la cocción favorece su absorción. Los nutrientes solubles en agua como la vitamina C y el grupo de vitaminas B se degradan con la cocción; los guisantes y las zanahorias enlatados pueden perder hasta el 95% de su vitamina C.
Por el contrario, las vitaminas solubles en grasa, como la A, D, E, K y los carotenoides (con actividad provitamina A), se absorben mejor después de la cocción y cuando se consumen acompañados con grasas y aceites. Hervir, casi siempre conserva los nutrientes mejor que freír, pero el microondas y la cocción a presión pueden retener hasta el 90% de la vitamina C. En última instancia, ningún método es mejor para todos los alimentos. Lo mejor es comer mucha variedad de frutas y verduras, de todos los colores, de temporada y en distintos formatos.
Agradecemos su colaboración en la revisión de este artículo al catedrático de Química orgánica de la UMH Fernando Fernández Lázaro, a la investigadora del Instituto CIAGRO UMH Raquel Lucas González y a la técnico de Apoyo a la Docencia y a la Investigación en la UMH Rocío Valera Sánchez.
