Toiduteadus

Toidu­ teadus

Sisukord Sissejuhatus

9

Tehnoloogia köögi südames

12

12

Kiilu õhem serv

Hakkima

17

Kuidas suhtuda keraamilistesse nugadesse?

20

Miks on temperatuur oluline

22

Asjade soojendamine

25

Vaakumis

29

Rõhu all

32

Õhu lisamine

36

Külmana püsimine

41

Töödeldud toidu võlumaailm

47

Hommikusöök otse kahurist

47

Asjade paksendamine

50

Kui sai ja teadus kokku saavad

57

Toit ühe silmapilguga

63

Võimatu segu valmistamine

69

Magususe inseneeria

75

6

Kriitiline köögikeemia

81

Köögikeemia kuningas

81

Kas rasv tähendab maitset?

85

Köögikeemia kuninganna

89

Šokolaadi kristalne keerukus

92

Mis kapsal viga on?

98

Stimuleeriv joomaaeg

102

Meie ja pisikute ühine toidulaud

108

Viie sekundi reegel

108

Mikroobid meie peal ja meie sees

111

Bakterite tapmise peen teadus

116

Teadmine, millal oma toitu süüa

121

Hea, halb ja seened

125

Pisikud söömiseks

128

Toidu tulevik

132

Toidutabletid ei ole tulevik

132

Liha, mis ei ole liha

134

Maailma toitmiseks vajamineva valgu tootmine

139

Pähklid allergiate vastu

145

Energiat salvestavad taimed

150

Millal on roheline liiga roheline?

155

Uus jahe tehnoloogia

157

Põllumajanduse tulevik

164

Toidupettusega võitlemine

169

Tänusõnad

175

Register

177

7

Kriitiline köögikeemia KÖÖGIKEEMIA KUNINGAS Iga köögis toimetava koka eesmärgiks on valmistada roog, mis viib keele alla. Seni on kõik selge, kuid selle saavutamiseks, imeliste mait­ sete loomiseks on vaja asuda keemiliste reaktsioonide teekonnale, mille käigus tekib peadpööritav hulk molekule. Siiski on üks reaktsioon, mis on selles keemilises ekstravagantsuses kõigist teistest peajagu üle.

Maillardi reaktsioon on see, mis muudab leiva, küpsetatud liha, kohvi, sojakastme, õlle, šokolaadi, paismaisi, praetud sibulad, küpsised ja nii paljud teised imemaitsvad toidud nii mõnusaks. Kokad on seda tuhan­ deid aastaid kasutanud, kuid alles 1912. aastal, pisut üle saja aasta eest, mõtles Pariisi Ülikoolis töötanud prantsuse füüsik ja keemik Louis Maillard viimaks välja, kuidas see käib.

Siiski tuleks enne Maillardi ja tema reaktsioonidesse süvenemist panna paika, mida ma maitse all täpselt silmas pean. Maitse tund­ miseks on meil kaks viisi. Me kõik õppisime koolis põhimaitsete kohta, milleks on magus, soolane, kibe ja hapu. Peale nende on meil nüüd veel 81

TOIDUTEADUS

umami maitse, liha või tummise suutäie maitse, mille retseptorid avas­ tati alles küllaltki hiljuti (vaata ka oleogustus lk 87). Igaüht neist viiest maitsest tunneb ära meie keele maitsepungades vastav retseptor. Mulle meeldib neist mõelda kui suurtest legotükkidest, millest mingi maitse koosneb. Need on domineerivad noodid, mille kokk kokku paneb.

Samuti on meil veel nüansid, mis annavad maitsediapasooni, mida me toidus nautida saame. Nende maitsete tundmine ei sõltu meie kee­ lest, vaid ninast ja haistmisest. Need maitsed on kirsiks tordil ning tulenevad lenduvatest ühenditest toidus. See tähendab, et toidus on molekule, mis varmalt ja kergesti vedelikust gaasilisse olekusse lähevad, kui toitu kehatemperatuurini või enam soojendada. Niipea kui tõstate lusikatäie sooja õunakooki oma suhu, tunneb teie nina need lenduvad ühendid ära, mis õunakoogile selle ainulaadse maitse annavad. Enamgi veel, kui hakkate õunakooki mäluma, lipsavad need molekulid läbi teie kõri tagasi üles ninna. Toidus leiduv heksüülatsetaat tuntakse ära kui õunamaitse, atsetoiin ja diatsetüül annavad võimaitse ning kaneel­ aldehüüd kaneelimaitse. Selle kõige all on tunda suhkru magusust ning õunas leiduva askorbiinhappe kirbet ja hapukat mekki. Üheskoos annavad keelel äratuntud maitsed ja ninas äratuntud lõhnamolekulid kokku õunakoogi maitse.

Võtmerolli mängib seejuures just nina – kui see ära võtta, jäävad järele vaid magus ja hapu. Ilma toimiva ninata väheneb maitsetund­ likkus märkimisväärselt. Just sel põhjusel ei tunne külmetunud inime­ sed eriti maitset. Nina on tatti täis ja maitsemolekulid ei jõua haist­ mise eest vastutavate rakkudeni. Siinkohal jõuamegi tagasi Maillardi reaktsioonini, mille käigus tekib terve armaada imemaitsvaid aroomi­ molekule.

On küll tõsi, et 1912. aastal avaldas monsenjöör Louis Maillard esi­ mese põhilise kõnealuse keemilise reaktsiooni kirjelduse, kuid täieliku reaktsiooniskeemini jõudis märksa hiljem, 1953. aastal, hoopis John 82

Kriitiline köögikeemia

Hodge, kes töötas Illinoisis USAs. Reaktsioon algab siis, kui tempera­ tuur jõuab 140 ˚C ning suhkrumolekulid hakkavad reageerima valkude ehituskivide, aminohapetega. Ülioluline on seejuures tähele panna – kumbki komponent ei pea reaktsiooni toimumiseks olema vabalt ringi ulpivas olekus. Meie toidus leiduvad suhkrumolekulid on sageli kas paarikaupa või pikkadeks ahelateks kokku liidetud. Sahharoos ehk hari­ lik lauasuhkur koosneb kahest suhkrumolekulist, glükoosist ja fruktoo­ sist, samal ajal kui kõik makaronides, kartulites ning riisis leiduv tärklis koosneb väga pikkadeks ahelateks liidetud glükoosimolekulidest. Sama moodi on valgud tohutu pikad sadadest omavahel ühendatud amino­ hapetest koosnevad ahelad. Maillardi reaktsioon saab alata, kui üks­ kõik milline pika ahela lõpus paiknev suhkur kohtab ükskõik millist valguahela lõpus paiknevat aminohapet. Suhkru ja aminohappe kohtu­ mise tulemusena tekib uus keemiline ühend, mis korraldab end spon­ taanselt ümber nii, et tekib Amadori ühendina tuntud aine. Siinkohal läheb asi keeruliseks.

Mis juhtub edasi, sõltub esialgses reaktsioonis osalenud konkreetse suhkru ja aminohappe omadustest. Maillardi reaktsioonist saavad osa võtta vähemalt kuus väga tavalist suhkrut ja enam kui kaksküm­ mend eri aminohapet. Peale selle sõltub toimuv reaktsioon ümbrus­ konna happelisusest ja täpsest temperatuurist. Kõik Maillardi reakt­ siooni produktid on viie- või kuue-aatomilised rõngasmolekulid, mis koosnevad valdavalt süsinikust ja peale selle tõenäoliselt hapnikust, lämmastikust ja väävlist. Neil on eksootilised nimed – pürasiinid, fura­ noonid, oksasoolid ja tiofeenid – ja kõik neist tekitavad huvitavaid aroome. Maillardi reaktsiooniga seotud molekulid annavad meile näi­ teks pähkli-, liha-, karamelli- või praetud maitse. Samuti annavad need toidule pruuni värvi, mida me praadimisega seostame.

Maillardi reaktsioon on paljudes toitudes ülioluline. Võtke kas või tavaline lihatükk. Kui seda madalal temperatuuril, näiteks sous vide’i 83

TOIDUTEADUS

meetodi (vt lk 29) abil küpsetada, läheb see pehmeks, on mahlane ja maitseb pisut nagu liha ja veis ja puha, kuid mitte enamat. Kui aga sama lihatükki Maillardi reaktsiooni toimumiseks kriitilist taset tub­ listi ületaval temperatuuril praadida, lisab tekkiv pruun koorik lihale määratu hulga maitsemolekule ja annab tugeva maitseelamuse. Teil võib tekkida küsimus, kuidas liha, mis meie teadmist mööda valgust koosneb, Maillardi reaktsioonis reageerida saab. Kust see suhkur sinna saab? Noh, igas loomas transporditakse energiat vere abil glükoosina ja seda pannakse lihastesse varuks hoiule pikkade ahelatena, mida tuntakse glükogeeni nime all. Glükoosi ja glükogeenina leidub liha­ tükis suhkrut rohkem kui küll. Kuid Maillardi reaktsioon pole meile ainult liha puhul sedavõrd mokkamööda. Küpsetamise käigus toimub Maillardi reaktsioon ka jahutoodetes. Saiapäts või kukkel pruunis­ tub samuti tänu Maillardi reaktsioonile, nagu ka tekivad tummised pähklised maitsed. Kui juurvilju ahjus küpsetada või praadida, jõua­ vad nemadki Maillardi maitsete tekkimiseks vajalike temperatuuri­ deni. Nii et kui sibulat praadida või pastinaaki röstida, tuleb magu­ sate, pähkliste ja karamelli maitsenootide eest just sellele reaktsioonile tänulik olla.

Glükoos/fruktoos Aminohape

84

Kriitiline köögikeemia

Peamine, mida Maillardi reaktsiooni kohta tasub meelde jätta, on see, et see toimub alles siis, kui temperatuur on üle 100 ˚C. 120 ˚C juures hakkab juba vaikselt looma, aga päris tõeliselt saab reaktsioon hoo sisse alles 140 ˚C juures. Mis tähendab, et keetmisel ja aurutami­ sel erilist maitseküllust ei saavuta. Kui valmistada hautist ja pista kõik komponendid – sibulad, liha ja muu säärane kraam – lihtsalt vedeliku sisse potti, võib tulemus pisut maitsetu jääda. Seetõttu soovitavadki kokad esmalt liha ja sibulad kõrgemal temperatuuril praepannil pruu­ nistada. Ainult veega ei õnnestu Maillardi reaktsiooni aroome saavu­ tada, sest see piirab temperatuuri 100 kraadiga. Maillardi maitsvuse saavuta­miseks on vaja kõrgemaid temperatuure, mida harilikult seos­ tatakse rasvas küpsetamisega.

KAS RASV TÄHENDAB MAITSET? On üks lause, mida kuuleb sageli paljude telekokkade suust: rasv tähen­ dab maitset. Harilikult hüüavad nad seda samal ajal, kui praepannile hiiglasliku võikamaka potsatavad. Nad teevad seda, sest see muudab toidu imeliselt aromaatseks ja maitseküllaseks, või vähemalt nii nad väidavad. Paratamatult tekib mulje, et see on justkui südametunnis­ tuspiinade leevendamiseks, et nad retsepti nii palju rasva panid. Nad teavad väga hästi, et tõenäoliselt ei ole kellelgi hea nii palju rasva süüa, aga mõelge vaid – millise maitse see annab.

Selle mõttetera leiab paljudest riiulis seisvatest kokaraamatutest – et toit oleks maitsev, peab selles olema rasva. Eriti hästi kerkib see tõekspidamine esile siis, kui hakatakse arutama, milline liha on kõige maitsvam. Olen kohanud isegi arvamust, et parimas lihas on alati rasva ja tailiha on täielik ajaraiskamine. See ei ole kõigest kentsakas mõte.

USA põllumajandusministeeriumi ülesanne on eri farmides toodetud 85

TOIDUTEADUS

liha kvaliteeti hinnata. Liha puhul on üks põhilisi asju, mida näha soo­ vitakse, et see oleks marmoreeritud. Marmorliha on selline veiseliha, kus tailiha on eraldatud peente rasvasoontega. Ent kas see tõesti annab maitsele midagi juurde?

Alustame sellest, et paneme paika, mida ma rasva all täpselt silmas pean. Esiteks tuleb teha selgeks vahe rasva ja õli vahel. Nende ainus erinevus on selles, kas nad on toatemperatuuril ehk 21 ˚C juures tah­ kes või vedelas olekus. Sellel temperatuuril on rasvad tahked ja õlid vedelad. Niisiis, või on rasv ja kookosõli samuti, ehkki nime järgi võiks teisiti oletada. See aga, mida saadakse päevalilleseemnetest, on kindla peale õli.

Rasvade keemia on üsna sirgjooneline: harilikult koosneb rasva­ molekul kolmest umbes 18 süsiniku pikkusest ahelast, mis on ühest otsast ühendatud. Pikki ahelaid tuntakse rasvhapetena ja nendest on terve hulk variatsioone, mis annavad eri rasvadele nende omadused, näiteks määravad kindlaks sulamistemperatuuri. Just rasvhapetes on rasva küllastunud ja küllastumata osad. See, mis rasvhapped oma­ vahel kokku seob, on glütserool, endise nimega glütseriin. Glütserooli müüakse poes pisikestes pudelikestes ja seda kasutatakse näiteks siis, kui on vaja, et koogi glasuur liiga kõvaks ei läheks.

Mõistagi on rasvadel veel palju nüansse ja variatsioone ning üks, mis mainimist väärib, on rasv, mis moodustab meie rakumembraa­ nid. Iga teie kehas või ükskõik millise elusolendi kehas leiduv rakk on ümbritsetud uskumatult õhukese, võbiseva barjääriga, mida tun­ takse rakumembraani nime all. See koosneb kahest fosfolipiidideks nimetatud rasvamolekulide kihist. Need erinevad mõnevõrra harili­ kest rasva­molekulidest, sest nendes on ainult kaks pikka süsinikahelat ja kolmanda ahela asemel on neil hoopis fosfaatrühm, millel on palju positiivseid laenguid. See muudab fosfolipiidid amfifiilideks (vt lk 71) ja nad sätivad end iseeneslikult membraanideks, kus pikad süsinikahelad 86

Kriitiline köögikeemia

jäävad sissepoole ja fosfaatsed osad turritavad kummaltki poolt välja.

Fosfolipiidide juurde tuleme hiljem veel tagasi.

Kas relvastatuna põhiliste teadmistega rasvade biokeemiast on võimalik vastata küsimusele, kas rasv tähendab maitset? Üks või­ malik vastus sellele tuli 2015. aastal USAst Purdue Ülikoolist. Cor­ delia Running ja Richard Mattes näitasid, et meie keelel on spet­ siaalsed maitseretseptorid ka rasvhapete jaoks. Katseisikud suutsid ainult oma keele abil eristada vaid rasvhappeid sisaldavaid lahuseid teistest, milles oli näiteks sool või suhkur. Uue põhimaitse nimeks pandi oleogustus. Seega, kui rasvhapped või oleogustus annab meie keelel ühe põhimaitsetest, siis kuidas see maitseb? No see on küll keeruline küsimus, sest kuidas kirjeldada maitset? Kuidas seletada, kuidas maitseb sool, soolale viitamata? Ilmselgelt maitseb oleogustus rasvaselt, aga see ei ole hea maitse ning katsealused kirjeldasid kõrge kontsentratsiooniga rasv­hapete lahuseid kui erakordselt jälgilt mait­ sevaid jooke. Tööhüpotees on, et meie võime keele abil rasvhappeid ära tunda toimib nagu süsteem, mis hoiatab meid võimaliku rääsu­ nud toidu eest.

Olgugi rasv on üks põhimaitsetest, ei pea kokk öeldes, et rasv võrdub maitsega, silmas sugugi meie võimet keele abil rasva mait­ set tunda. Juhul kui rasva enese maitse ei ole meeldiv, kas saab see siis kuidagi võimendada maitse teisi aspekte, meie ninna sööstvate aroomi­molekulide toimet (vt lk 82)? Selle küsimuse vastus on jah, ent mitte sel viisil, nagu te ilmselt arvasite. Seda, kuidas rasv liha mait­ set mõjutab, on palju uuritud ja minu lemmiknäide, mida hiljem on paljud uuringud veelgi kinnitanud, pärineb 1983. aastast, praeguseks suletud Bristoli Liha­uuringute Instituudist. Toiduteadlane Don Mott­ ram mõõtis küpsetatud rasvase ja rasvata liha lõhna. Lihanäidistelt eemaldati keemiliste meetodite abil rasv, need küpsetati ja lihast eral­ dunud lõhnad analüüsiti gaaskromato­graafiana tuntud meetodi abil.

87

TOIDUTEADUS

Sedasorti analüüs ei suuda küll öelda, kuidas lõhn inimese ninale tun­ dub, küll aga suudab see kindlaks teha lõhnadevahelisi erinevusi. Kui lihalt oli kõik nähtav rasv eemaldatud, ei muutunud mitte midagi liha küpsetamise käigus tekkivas lõhnaprofiilis. Mis tähendab, et rasv ei andnud panust lõhna tekitamisse. Kui aga võeti ära fosfolipiidid, need rasvamolekulid, millest koosnevad rakumembraanid, muutus ka lõhn.

Niisiis, neis täiesti kunstlikes tingimustes ei muutnud lihas sisalduv nähtav rasv mingil moel seda, kuidas liha maitses. Ainus lihas sisal­ duva rasva maitsega seonduv panus tulenes fosfolipiididest, mida lei­ dub igasuguses lihas, ka tais.

Kui kõik see paika peab, siis mida annab rasv juurde söömiskoge­ musele? Rasval endal pole maitse poolest just eriti palju pakkuda, ent on maitsemolekule, näiteks Maillardi reaktsiooni (vt lk 85) tulemu­ sena tekkivad ühendid, mis lahustuvad rasvades väga hästi. Kuna ras­ vadel on komme püsida suus isegi mõnd aega pärast mälutud suutäie alla­neelamist, on neis lahustunud molekulidel parem šanss retsepto­ rini jõuda. Eriti hästi on see tunda suitsutatud toitude, näiteks pee­ koni puhul. Suitsumaitse molekulid lahustuvad rasvas ja jäävad suhu püsima, jättes järele kauakestva suitsuse maitse. Sellegipoolest on rasva panus toidu maitsvusse enamasti selles, milliseks see toidu teks­tuuri suu jaoks muudab. Rasvad annavad toidule siidise või kreemise teks­ tuuri ja lihtsustavad mälumist. Rasvavaba toitu, näiteks tükikest küp­ setatud kanafileed, on vaja väga palju mäluda ja see võib suus vastu­ võetamatu tunduda, ent liha, milles on rohkem seesmist rasva, näiteks kanakoib, ei jäta suhu sellist kuiva maitset.

Rasv ise ei ole küll maitselt rikas, kuid see võib maitsemoleku­ lide saadavust oluliselt parandada ja kindlasti muudab see toidu suus mõnusamaks. Olgu öeldud, et selle saavutamiseks pole tegelikult kuigi palju rasva vaja. Niisiis, kui telekokk surab toidu sisse hiiglakamaka võid, ei ole tingimata vaja tema eeskuju järgida.

88