Химия на кухне: реакции, которые вы видите каждый день

Румяная корочка: реакция Майяра

Почему жареное мясо, корочка хлеба, поджаренный хлеб и кофе так вкусно пахнут, а варёное мясо пахнет совсем иначе? Всё дело в реакции, которую в 1912 году описал французский химик Луи Камиль Майяр.

При нагревании выше примерно 140 градусов сахара вступают в реакцию с аминокислотами из белков. Получаются сотни новых веществ: коричневые пигменты и ароматные молекулы. Поэтому корочка тёмная и пахнет по-особенному.

Отсюда кухонные правила. Мясо обсушивают перед жаркой: пока на поверхности есть вода, температура не поднимется выше ста градусов, и мясо будет тушиться, а не жариться. Кусочки не складывают в сковороду горой: они остывают и пускают сок. А в варёном мясе корочки не бывает никогда: вода кипит при ста градусах, и до реакции Майяра дело не доходит.

Не путайте с карамелизацией. Карамель получается, когда нагревают просто сахар, без белка, и он разлагается при ещё более высокой температуре.

Сода и уксус

Пищевая сода это гидрокарбонат натрия, NaHCO₃. В рецептах блинов её «гасят» уксусом. Идёт реакция кислоты с солью:

NaHCO₃ + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O + CO₂↑

Выделяется углекислый газ, пузырьки которого и делают тесто пышным. Но если гасить соду в ложке, большая часть газа улетит в воздух ещё до того, как попадёт в тесто. Гораздо выгоднее, когда кислота уже есть в самом тесте: кефир, сметана, лимонный сок. Тогда пузырьки образуются внутри.

Разрыхлитель из магазина это сода, уже смешанная с сухой кислотой, обычно с добавкой муки или крахмала, чтобы смесь не прореагировала в пакете от влаги. Кислота и сода начинают работать, когда попадают в мокрое тесто, а часть газа выделяется при нагревании в духовке.

Накипь в чайнике

В водопроводной воде растворены соли кальция и магния, особенно гидрокарбонаты. При кипячении они разлагаются, и на стенках чайника оседает нерастворимый карбонат кальция, тот же материал, из которого состоят мел и мрамор.

Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃↓ + H₂O + CO₂↑

Убрать накипь помогает кислота. В чайник наливают воду с лимонной кислотой и кипятят. Кислота реагирует с карбонатом, получается растворимая соль и снова углекислый газ, поэтому раствор шипит. Это та же реакция, по которой мел вскипает от уксуса.

Почему темнеют яблоки и плачут от лука

Разрежьте яблоко, и через полчаса срез потемнеет. Внутри клеток яблока есть особые вещества и фермент, который разделён с ними стенками. Когда нож разрушает клетки, фермент встречается с этими веществами и, используя кислород воздуха, превращает их в коричневые пигменты. Сбрызните срез лимонным соком, и потемнение замедлится: в кислой среде фермент работает хуже, а витамин C в соке перехватывает кислород.

С луком похожая история. Пока лук целый, вещества в его клетках разделены. Нож разрушает клетки, ферменты запускают цепочку реакций, и одним из продуктов становится летучее вещество, раздражающее глаза. Оно попадает на слизистую, глаз защищается слезами. Помогает охладить лук перед нарезкой: на холоде вещество летит медленнее, а острый нож разрушает меньше клеток.

Опыт: индикатор из капусты

В краснокочанной капусте есть пигменты антоцианы, которые меняют цвет в зависимости от кислотности среды. Из капусты можно сделать настоящий химический индикатор.

• Мелко нарежьте несколько листьев краснокочанной капусты и залейте горячей водой. Через 15 минут процедите. Получится фиолетовый раствор.
• Разлейте его по прозрачным стаканам.
• В один добавьте лимонный сок или уксус, в другой немного соды, третий оставьте для сравнения.

В кислой среде раствор станет розовым или красным, в щелочной зелёным или сине-зелёным. Можно проверить, что кислее: чай, газировка, мыльная вода. Это тот же принцип, что у лакмуса и фенолфталеина, с которыми работают на уроках химии в 8 классе.

Не смешивайте бытовую химию для опытов: средства с хлором вместе с кислотами или нашатырём выделяют ядовитые газы.

Яичница и денатурация

Яичный белок прозрачный, а на сковороде становится белым и твёрдым. Белки это длинные цепочки, свёрнутые в определённую форму. Нагрев разрушает слабые связи, удерживающие форму, цепочки разворачиваются и спутываются друг с другом. Это называется денатурацией. Обратно, как ни охлаждай, прозрачным белок не станет. О том, почему форма белка так важна, мы рассказали в статье об AlphaFold.

Денатурацию вызывает не только жар. Если капнуть в белок лимонный сок или спирт, он тоже побелеет. Так готовят блюда из сырой рыбы в соке лайма: кислота «варит» рыбу без огня.

Задача: сколько газа даст сода

Это почти чайная ложка соды, а газа получается больше двух литров. Как решать такие задачи в общем виде, разобрали в статье о расчётных задачах по химии.

Частые вопросы