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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

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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

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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