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Margarida Guerreiro
Escola Secundária de Albufeira
27 de Março de 2009
Comer e beber são os grandes imperativos da VIDA
Barcelona, fotografias de Paulina Mata
O QUE É COZINHAR?
preparar os alimentos para serem:
mais facilmente mastigáveis
mais digeríveis
mais saudáveismais saudáveis
mais saborosos (paladar e aroma) e apetitosos
(textura, cores, etc)
dêem maior prazer (estímulos sensoriais)
...........
Parta a tablete em quadradinhos
Junte-lhes a margarina, o café e o licor
Leve a derreter em banho-maria ou no microondas
Não mexa o chocolate enquanto está a derreter
RECEITA (Mousse de chocolate)
Não mexa o chocolate enquanto está a derreter
Bata as gemas com o açúcar
.........
“... pode ser servida simples, ou, se quiser, pode incluir nozes ou amêndoas”.
GASTRONOMIA MOLECULAR - NOVO RAMO DA CIÊNCIA DOS ALIMENTOS
Nicholas Kurti - Físico húngaro da Universidade de Oxford - física das baixas temperaturas e projecto da bomba atómica – 1908-1998
Pais:Data de nascimento: 1988
Hervé This - Químico Francês (INRA) –físico-química de materiais 1º doutoramento em Gastronomia Molecular
FÍSICA MODERNA – SÉC. XVIIMICROBIOLOGIA – SÉC. XVIIQUÍMICA – finais SÉC. XVIIIBIOQUÍMICA – SÉC. XX
A GASTRONOMIA MOLECULAR estuda as
transformações físicas, químicas e bioquímicas a
que sujeitamos os alimentos quando são
cozinhados e, ainda, os mecanismos ligados à
sua percepção pelos nossos sentidos
A Gastronomia serve-se dos últimos avanços da Física, da Química, da Biologia, da Medicina, da Sociologia, da Antropologia e do Design para propiciar o máximo de prazer na degustação
2
transferência de conhecimentos
colaboração entre
Cozinheiros e Cientistas
Estudo e compreensão
Novos equipamentos
Know why
Levantamento de novas questões
Novas ideias para investigações
Know how
ALIMENTO E PRAZER CONHECIMENTO
“a evolução faz-se mais pela cooperação entre diferentes do que pela competição entre iguais”
GASTRONOMIA MOLECULAR - PORTUGAL
2001
A COZINHA É UM LABORATÓRIO
experiências culinárias e formação
divulgação de Ciência junto de crianças, jovens e público em geral 2004
experiências e análise de receitas, justificando os passos
20072007
Experimentação
Divulgação
Formação
Consultoria
Induzimos reacções químicas e bioquímicas
Manipulamos alterações físicas
Controlamos actividades enzimáticasControlamos 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)
Fonte de calor
Meio de transferência de calor
temperatura baixa
temperatura média
lenha, gás (butano, propano, metano), electricidade, petróleo
aráguavapor de águagorduras e óleos
temperatura elevada
Processo de transferência de calor
condução convecção
radiação
Matérias-primas (alimentos)
Água
Proteínas
principais
Hidratos de carbono
Lípidos (óleos e gorduras)
componentes
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ÁGUAÁGUA
Principal componente dos alimentos (excepção: sementes, óleos)
Meio de transferência de energia
Meio reaccional
Meio de limpeza – recipientes, alimentos, mãos, etc
Meio de dispersão e de solubilização
Principal bebida
A maior parte dos alimentos são sistemas com várias fases
constituídos por um meio dispersante e um ou mais meios dispersos,
sob a forma de gotículas, bolhas ou de partículas de
macromoléculas – COLÓIDES ou DISPERSÕES COLOIDAIS
dispersões coloidais
SOLUÇÕES, DISPERSÕES E SUSPENSÕESSOLUÇÕES, DISPERSÕES E SUSPENSÕES
soluções verdadeiras (< 1nm)
dispersões coloidais (1nm – 0,2 µm)suspensões (> 0,2 µm)
EMULSÕES
GÉIS
ESPUMAS
Emulsão L/L
Espuma G/L
DISPERSÕES COLOIDAIS NA COZINHADISPERSÕES COLOIDAIS NA COZINHA
Espuma sólida G/S
Sol S/L água aquecida + farinha
Gel L/S
EMULSÕES
dispersão coloidal de líquido em líquido
FOSFOLÍPIDO
óleo
águaagente surfactante (emulsionante)
emulsão de água em óleo
emulsão de água em óleo
EMULSÕESEMULSÕES
glóbulo de gordura
meio aquoso
agente surfactante (emulsionante)formada por glóbulos de gordura dispersas em água. Estas gotas são estabilizadas por emulsionantes (proteínas, mono e diglicéridos, fosfolípidos ou proteínas)
ESPUMASESPUMASsistemas constituídos por bolhas de gás dispersas num líquido -geralmente água com várias substâncias dissolvidas – ou num sólido (pão, bolos, etc)
são semelhantes às emulsões mas com um gás como fase dispersa - também necessitam de estabilizantes
águamoléculas de emulsionante enroladas à volta das bolhas de água, através da interface da água
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COMO SE PREPARAM ESPUMAS CULINÁRIAS:efeitos mecânicos (claras em castelo)injecção de um gás sob pressão (CO2, N2 líquido, óxido nitroso
(N2O), ar, vapor de água )reacção química (bicarbonato nos bolos)
ALGUMAS ESPUMAS CULINÁRIAS:ALGUMAS ESPUMAS CULINÁRIAS:•Leite evaporado•Claras•Gemas•Natas•Chocolate chantilly•Massa de bolos•Pão
•baixa densidade•baixa condutividade térmica•retenção de substâncias aromáticas•elevada viscosidade•baixa resistência mecânica
ALGUMAS CARACTERISTICAS DAS ESPUMAS
café capuccino
cortiça
são sistemas instáveismas…
T li á i t biliTruques culinários para estabilizar uma espuma
pH – ex: sumo de limãogelificação
proteínas – gelatina; polissacáridos - agar, etctemperatura
forno (bolos, merengues); azoto líquidolípidos – musse de chocolateaçúcar – merenguesemulsionanes – lecitina, etc
GELIFICAÇÃOFORMAÇÃO DUMA REDE
Forma-se um gel quando as ligações entre moléculas são em maior número do que as ligações entre as moléculas e a água
polímeros ligação entre os
polímeros GELGEL
OS GÉISSISTEMAS SEMI-SÓLIDOS
formam-se géis quando as ligações entre moléculas são em maior nº do que as ligações entre as moléculas e a água
HIDROCOLÓIDES
Paulina Mata
ESPESSANTES, GELIFICANTES, ESTABILIZANTES, EMULSIONANTES
agar-agarcarraginatoalginatopectinaamido
polissacáridos
ALGAS
gelatinaproteínas do ovoproteínas do leite
proteínas
ALGUNS AGENTES ESPESSANTES/GELIFICANTES
amidokonjac goma de alfarrobagoma guar xantanogelano metilcelulosemaltodextrina
ORIGEM MICROBIANA
ORIGEM VEGETAL
SEMI-SINTÉTICOS
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NaCl cloreto de sódio
iões sódio (Na+) e cloreto (Cl-)
C12H22O11 α-D-glucopiranosil -
dose aconselhada –6 g/dia (consumimos cerca de 9,5 g/dia)
ALGUNS ADITIVOS CONVENCIONAIS
NaCl cloreto de sódio(1→2)-β-D-fructofuranose
NaHCO3 hidrogeno carbonato de sódio – E500 CH3COOH ácido acético
– E260
AS PROTEÍNAS
moléculas longas constituídas por aminoácidos
ovos, leite, carne, peixe, etc
ESTRUTURA TERCIÁRIA
fibrosafibrosa
globular
uns aminoácidos são músculo
proteínas do ovo
espessante, gelificante e emulsionante
reacções de Maillard
estruturante
actividade enzimática
neutros, ouros são ácidos e outros básicos
desnaturação de proteínas
PROTEÍNAS NA CULINÁRIA
pHcausas:
perda da sua forma nativa (natural)
calor
energia mecânica
sais
álcoois
acção de enzimastorna as proteínas mais assimiláveis e com um papel importante na cozinha
COAGULAÇÃO– agregação das cadeias de proteínas; as ligações
entre as cadeias predominam sobre as ligações com o solvente
desnaturação coagulação
forma-se um “coágulo ou coalho”, que se separa da solução e precipita
Temp. (°C)clara
(60% do ovo, 15% proteína)
gema(30% do ovo; 17,5%
proteína)
60 começa a gelificar começa a ficar menos fluída
65 macia semi-sólida
80 coágulo firme sólida
> 90 muito firme; textura de borracha dura, seca e pulvurulenta
OVOSOVOS
Sulfureto de ferro
S da decomposição das proteínas da clara e Fe da gema
≅ 40 - ovalbumina, ovotransferina, globulinas, ovomucóide, etc.
10 minutos 20 minutos
O PÃOO PÃO
gliadinas e gluteninas
moléculas inicialmente todas “emaranhadas”
alteração das ligações durante a amassadura
alinhamento das moléculas no fim da amassadura
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CARNE - ESTRUTURA MUSCULAR DE MAMÍFEROS, AVES E PEIXES
as fibras separam se e
A carne é constituída por 3 tecidos:Tecido muscular esquelético – responsável por movimentos (actina e miosina)
Tecido conjuntivo – funciona como suporte, dando consistência ao tecido muscular (elastina, reticulina e colagénio)
Tecido adiposo – contém gordura que funciona como fonte de energia para o trabalho dos músculos
separam-se e desnaturam-se
O colagénio desnatura-se e passa a gelatina
a gordura funde e amacia a carne
carne mal passada – 55ºC
acima de 60ºC a mioglobina perde a
capacidade para se ligar ao oxigénio e o
f d F 2+ F 3+
carne ainda crua - 45ºC
CARNE
ferro passa de Fe 2+ a Fe3+
carne mediamente passada – 65ºC
carne bem passada – 70ºC
A GELATINAA GELATINA
uma proteína
colagénio gelatina
A quente, as ligações das moléculas de proteínas
que constituem o colagénio são quebradas e as
cadeias separam-se – forma-se gelatina
calor
tecido conjuntivo
gel de gelatina
A quente e com água a gelatina forma
um sol transparente que gelifica à
moléculas de água
devido às suas características anfotéricas pode formar emulsões (margarinas low-fat) e é estabilizadora de espumas
um sol transparente que gelifica à
volta dos 35ºC. Se novamente
aquecido volta a liquefazer-se
esquema e fotografia de Hervé This MAS!!!
Alguns vegetais e frutos contêm enzimas que catalisam a hidrólise das cadeias de proteínas (proteases)
ananás – bromelaínafigos – fiquinapapaia – papaínakiwi – actididinagengibre – zingibainabeterraba – betainagoiaba
Também não gelifica na presença de chá verde
ACÇÃO DO ANANÁS SOBRE A CARNE
carne partida aos
pedaços e misturada
com pedaços de
ananás
a protease do ananás –bromelaína – catalisa a hidrólise das cadeias das proteínas que constituem as fibras musculares
ananás
ao fim de algumas horas Fonte: Jack Lang – cookingforengeeniers.com
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o peixe tem 2 problemas
1. deteriora-se com muita facilidade
2. ao menor descuido fica duro e ressequido e as “lascas” separam-se (deslaçam-se)
O PEIXE
a água é mais densa do que o ar
A força exercida sobre os peixes de baixo para cima – a impulsão -contraria fortemente a força da gravidadecontraria fortemente a força da gravidade
A estrutura muscular dos peixes é bastante mais delicada do que a da carne
fibras musculares mais curtas e menos colagénio
muito pouco cozido 55-60ºC
pouco cozido 61-63ºC
mediamente cozido 63-65ºC
muito cozido + 66ºC
carne mal passada ≅ 55ºCbem passada ≅ 70ºC
temperatura interior
a temperatura da água é inferior à do ambiente terrestrea temperatura da água é inferior à do ambiente terrestre
As enzimas e os micróbios estão adaptados a baixas temperaturas e
levam à degradação
conserva-se em gelo ou no frigorífico
Degradação da TMAO (óxido de trimetilamina) em NH+4
limão para neutralizar a base
são ricos em ácidos gordos insaturados de cadeia longasão ricos em ácidos gordos insaturados de cadeia longa
sofrem facilmente oxidações (duplas ligações), originando compostos de aroma pouco agradáveis
solidificam a temperaturas bastante baixas (elevado ponto de fusão)
UM EXEMPLO: O ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO
provocado por enzimas que
catalisam a oxidação de
alguns compostos
ENZIMASENZIMASENZIMASENZIMAS
polifenoloxidase
polifenóis quinonas, que polimerizam dando origem a compostos castanhos - melaninas
Frigorífico -- baixas temperaturas →
menor actividade enzimática
COMO EVITAR O ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO?COMO EVITAR O ESCURECIMENTO ENZIMÁTICO?
depend. do pH depend. da tempª
Sumo de limão –– pH baixo (<5) →
menor actividade enzimática
Actividade enzimática
pH óptimo da polifenoloxidase - cerca de 6,0
menor actividade enzimática.
sumo de limão adicionado
CLOROFILACLOROFILA
CLOROFILA
insolúveis em água - lipossolúveis
6CO2 + 6H2O + luz solar → C6H12O6 + 6O2
fotossíntese
estrutura química semelhante à da mioglobina e da hemoglobina, mas com Mg em vez de Fe
em meio ácido os H+
desalojam o magnésio e a molécula – feofitina – passa a cor verde acinzentado
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
Minutos de cozedura Perda da cor verde (%)
Bróculos 5 1710 41
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OS HIDRATOS DE CARBONO
açúcares
amidoglucose frutose
pectina
celulose
hemicelulose
FRUTAS, VEGETAIS, CEREAIS, BATATAS, ETC
sabor
espessantes e gelificantes
substrato para fermentações – iogurtes, pão, etc.
conservantes
FUNÇÃO DOS HIDRATOS DE CARBONO NA CULINÁRIA
retenção de humidade
reacções de caramelização e de Maillard entre açúcares
entre açúcares redutores e aminoácidos
95ºC 150ºC
RETROGRADATIONRETROGRADATIONRETROGRADATION
Os grânulos de amido são constituídos por 2 polímeros de glucose
GLUCOSEGLUCOSE
AMILOSEAMILOSE
GLUCOSE
AMILOSE
AMIDO - ARROZ
http://static.howstuffworks.com/gif/play-doh-warm-cool.gifhttp://static.howstuffworks.com/gif/play-doh-warm-cool.gifhttp://static.howstuffworks.com/gif/play-doh-warm-cool.gif
AMILOPECTINAAMILOPECTINAAMILOPECTINA
arroz indica arroz japonicagrão longo carolino
crú
cozidoteor de amilose > 22% teor de amilose < 22%
baixa retrogradação
consistência cremosa depois de cozido
grande absorção de água
elevada retrogradação
consistência coesa depois de cozido
grãos bem individualizados
O AGARO AGAR--AGARAGAR
o agar-agar é extraído de diversos géneros de algas marinhas vermelhas da classe Rodophyceae
mistura de duas fracções de
polissacáridos: a agarose, linear e neutra - fracção
gelificante, e a agaropectina, polissacárido não-gelificante
as dispersões de agar-agar em
água formam um gel com
temperatura de gelificação =
32º- 45º C e temperatura de
liquefacção de 85 - 95º C
% normal ≅ 0,5%
não gelifica em meio ácido nem
com chocolate (ácido oxálico)
www.jocooking.typepad.com
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ALGINATOSALGINATOS
extraído de algas castanhas - Phaeophyceae
polímeros de 2 açúcares: ácido D-manurónico e ácido L-gulurónico
-M-M-M-M-M--G-G-G-G-G-
M – ácido manurónicoG – ácido gulurónico
zonas de junção entre cadeias - gelificante zonas que se ligam preferencialmente à água -espessante
-M-G-M-G-M-
cálcio (Ca++)
os géis de alginato podem ser aquecidos
solução de cloreto de cálcio
E o leite, iogurtes, azeitonas e outros alimentos ricos em cálcio?, g ,
ESFERIFICAÇÃO INVERSA
gelificar o preparado na solução de alginato
OS LÍPIDOS
ÁCIDOS GORDOS
glicerina
óleos gorduras
TRIGLICÉRIDO
imiscíveis com a água
glicerina
FUNÇÕES DOS LÍPIDOS NA CULINÁRIA
Lubrificantes e agentes “crocante”
Sabor
Preparações dalguns molhos
EmulsionanteEmulsionante
Meio de transferência de calor
Impedem a formação de glúten nas massas de bolos e bolachas, envolvendo as partículas de amido
Para untar formas
1
2
MAIONESEMAIONESEOBSERVADA AO MICROSCÓPIO ÓPTICO
formada por gotas de gordura dispersas em água
Estas gotas são estabilizadas por2
3
Estas gotas são estabilizadas por proteínas e/ou por lípidos (mono e diglicéridos, fosfolípidos)
AS PROTEÍNAS DAS CLARAS TAMBÉM SÃO AGENTES SURFACTANTES
MAI O N E S E D E C L AR AS
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EMULSÃO E ESPUMA DE CHOCOLATE
CHOCOLATE CHANTILLY DE HERVÉ THIS
NATAS CHOCOLATEÁgua (%) 57 < 1Gordura (%) 37 52Hidratos de carbono (%) 3 30Proteínas (%) 2 13
COMPOSIÇÃO QUÍMICA MÉDIA
emulsão chocolate + água
1. Preparar uma emulsão de chocolate
2. Transformar a emulsão em espuma
225 de chocolate e pouco menos de um líquido (200 ml de água, sumo, café, etc) levados ao calor
por agitação forte e sobre uma tigela com gelo
chocolate Chantilly
também roquefort chantilly, foie gras chantilly, azeite, etc
GELADO GELADO –– UMA EMULSÃO EM ESPUMA UMA EMULSÃO EM ESPUMA
INGREDIENTES
• gordura• açúcares• compostos lácteos (caseína, proteínas do soro)• estabilizantes (alginato, goma de alfarroba, pectina, xantano)• emulsionantes (gema de ovo, mono e diglicéridos)• água (principalmente proveniente do leite)
Mas se misturarmos tudo e levarmos ao congelador obtemos um gelado?
É necessário gás e a formação duma espuma
bolhas de ar
cristais de gelo
solução de açúcar, etc
pequeno nº de cristais de grandes dimensões
grande nº de cristais de pequeninas dimensões
arrefecimento lento arrefecimento rápido
Azoto líquido (-196ºC) arrefecimento muito rápido cristais de H 0 muito pequeninos gelado mais aveludadode H20 muito pequeninos gelado mais aveludado
e muito arejado pelo N2 introduzido
Mexendo continuadamente as bolhas de azoto vão formando a espuma, e surgem em simultâneo, minúsculos cristais de gelo. Obtém-se uma estrutura muito sedosa
SERÁ QUE A CIÊNCIA PODE PRODUZIR DANOS IRREPARÁVEIS NA COZINHA?
Há quem pense que sim... Mas ...
“Em 1966 Cutileiro começa a usar máquinas eléctricas de corte da pedra, o que lhe permitiu dedicar-se exclusivamente ao mármore. Começam então a surgir os torsos, as paisagens, as caixas, as árvores e as flores.”
“ com efeito na série de objectos… com efeito, na série de objectos 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.
Tomando sempre novas qualidades…”
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TEORIA DA EVOLUÇÃO DOS SERES VIVOS
óregãos vinagre
GASTRONOMIA DARWIISTA
Charles Darwin (1809 - 1882)
alho
vinagre
cravinho