Dołącz do czytelników
Brak wyników

Laboratorium

21 maja 2019

NR 33 (Maj 2019)

Problemy z galaretką – o proteazach

0 109

Któż nie lubi owocowej galaretki? Zapewne istnieją takie osoby, ale nigdy ich nie spotkałem. Zdecydowana większość ludzi nie ma nic przeciwko tym smacznym, a także – w wielu przypadkach, chociaż nie we wszystkich – zdrowym deserom. Dla biologa, czy w ogóle każdego naukowca, galaretka poza przyjemnością dla podniebienia może też zapewnić materiał do przemyśleń na wiele tematów, a nawet stać się impulsem do nowych badań.

Galaretką nazywamy zwykle swoisty wyrób spożywczy o charakterystycznej – właśnie galaretowatej – konsystencji, powstały dzięki właściwościom żelującym pewnych substancji, jak żelatyna lub agar. Galaretki podaje się na zimno, ponieważ w zbyt wysokiej temperaturze (charakterystycznej dla danego środka żelującego i jego stężenia) ulegają one upłynnieniu. Niektóre owoce zawierają znaczne ilości pektyn mogących pełnić rolę naturalnego środka żelującego – odpowiednio zagęszczony sok takich owoców samoistnie przekształca się w galaretkę. Jest to możliwe np. w przypadku niektórych odmian jabłek.

Nieco podobnymi potrawami są kisiele owocowe i mleczne (budynie). W ich przypadku środkiem żelującym jest jednak najczęściej skrobia, przykładowo w postaci mąki ziemniaczanej [1].

Chociaż w handlu są dostępne sproszkowane półprodukty, to sądzę, że wielu Czytelników się zgodzi, dopiero samodzielne przygotowanie galaretki upewnia nas co do jej składu. Możemy w ten sposób w miarę potrzeby wyeliminować dodatkowe (zwykle sztuczne) aromaty, substancje konserwujące, barwniki itd. Oczywiście dalsza część artykułu nie przekształci się w wyjątki z książki kucharskiej, ale postaramy się zbadać i wyjaśnić pewien interesujący aspekt przyrządzania galaretki.

Doświadczenie

By móc zapoznać się z procesem, jaki zachodzi w czasie powstawania galaretki owocowej, musimy przygotować materiał roślinny. W tym celu potrzebujemy owoców ananasa jadalnego (Ananas comosus) z rodziny bromeliowatych (Bromeliaceae), pomarańczy chińskiej (Citrus sinensis – rutowate Rutaceae) i aktinidii smakowitej (Actinidia deliciosa) lub chińskiej (Actinidia chinensis – aktinidiowate Actinidiaceae), które są nazywane potocznie owocami kiwi lub agrestem chińskim (fot. 1).
 

Fot. 1. Owoce wykorzystane w doświadczeniu; od lewej: ananas jadalny, pomarańcza chińska, aktinidia smakowita


Z owoców (po obraniu skórki) na­leży przygotować dosyć gęste wyciągi wodne lub po prostu wycisnąć z nich sok. Przydatne jest zmiksowanie materiału z odrobiną wody, a następnie przesączenie przez gazę. Owoce ani przygotowane wyciągi (soki) nie mogą na żadnym etapie być traktowane podwyższoną temperaturą.

Ponieważ potrzebujemy jedynie kilka, kilkanaście mililitrów świeżego wyciągu, pozostałe owoce możemy po prostu zjeść, wzbogacając nasz organizm w potrzebne makro- i mikroelementy, a także witaminy.

Gotowe wyciągi owocowe mogą być naturalnie mętne (fot. 2). W żaden sposób nie będzie to przeszkadzało w przeprowadzeniu doświadczenia.
 

Fot. 2. Wyciągi z owoców; A – z ananasa, B – z pomarańczy, C – z kiwi


Jako substancję żelującą wykorzystamy najpierw żelatynę. W warunkach normalnych jest ona lekko przeświecającym bezbarwnym lub żółtawym ciałem stałym (fot. 3). 
 

Fot. 3. Żelatyna spożywcza


Jeszcze nie tak dawno w sztuce kulinarnej powszechnie wykorzystywano żelatynę wołową. Sytuacja zmieniła się jednak w drugiej połowie lat 90 XX w. w wyniku reakcji społeczeństwa na doniesienia o występowaniu gąbczastej encefalopatii bydła (ang. Bovine Spongiform Encephalopathy, BSE), potocznie nazywanej chorobą szalonych krów i możliwości występowania w żelatynie związanych z nią białek prionowych [2]. Dziś najczęściej wykorzystuje się żelatynę wieprzową – jako bardziej bezpieczną.

Roztwór żelatyny trzeba przygotować poprzez rozpuszczenie 10 g tej substancji w 100 cm3 gorącej wody. Może być konieczne energiczne mieszanie. Powstaje wtedy żółtawy, lepki płyn (fot. 4).
 

Fot. 4. Roztwór żelatyny


Roztwór żelatyny połączmy następnie z wyciągami owocowymi. Proporcję płynów należy dobrać doświadczalnie: w moim przypadku stosunek objętości roztworu żelatyny do soku owocowego wyniósł 3:1 (fot. 5). Ważne jest, aby płyny połączyć dopiero po ochłodzeniu roztworu żelatyny do temperatury pokojowej, ale zanim rozpocznie się proces żelowania.

 

Fot. 5. Roztwory żelatyny i soku owocowego; A – ananas, B – poma rańcza, C – kiwi


Powstałe roztwory należy odstawić na kilka godzin w chłodne miejsce (o temperaturze wyższej niż 0°C). Zawierają one stosunkowo dużo żelatyny, więc proces ich tężenia nie powinien trwać zbyt długo. Rzeczywiście już po kilku godzinach powstaje na tyle sztywny żel, że całe naczynie można odwrócić do góry dnem bez ryzyka wylania zawartości. Interesujące jest jednak, że dzieje się tak jedynie w przypadku galaretki pomarańczowej (fot. 6B), natomiast ananasowa i zawierająca wyciąg z kiwi pozostaje całkowicie płynna (fot. 6A i C).
 

Fot. 6. Roztwory żelatyny i soku owocowego po kilku godzinach; A – ananas (roztwór płynny),
B – pomarańcza (żel),C – kiwi (roztwór płynny)


W spodziewany sposób zachowała się jedynie galaretka pomarańczowa. Dwie pozostałe, nawet umieszczone w chłodzie przez dłuższy czas nie przekształcą się w żel. Dlaczego? Na to pytanie odpowiemy nieco później.

Jak w takim razie przygotować galaretkę o smaku ananasa lub kiwi? Poza żelatyną istnieją też inne substancje o właściwościach żelujących, np. agar (fot. 7).
 

Fot. 7. Agar w proszku


Agar nazywany też agar-agarem to substancja żelująca wytwarza­­na z krasnorostów (Rhodophyta), pozyskiwanych u wybrzeży Japonii. W ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­dzisiejszych czasach stosuje się często systemy podwodnych upraw [3]. 

Obecnie obserwuje się wzrost produkcji agaru ze względu na rosnące zapotrzebowanie – jest on stosowany m.in. jako zamiennik żelatyny dla wykluczających ją z diety wegetarian i wegan.

Roztwór agaru przygotowujemy podobnie jak żelatynowy, biorąc pod uwagę fakt, że substancja ta rozpuszcza się w wodzie często jeszcze bardziej opornie – wodę z agarem najlepiej zagotować aż do jego rozpuszczenia. Fotografia 8 przekonuje nas, że galaretka agarowa ścina się nawet z dodatkiem dużych ilości świeżo przygotowanego przecieru z kiwi, a więc zachowuje się wyraźnie odmiennie niż żelatynowa.
 

Fot. 8. Żel agarowy z dodatkiem kiwi


Jak widać, obie substancje – żelatyna i agar – wykazują wyraźne różnice w zdolności do wytwarzania żelu, w zależności od dodatku wyciągów z owoców.

Wyjaśnienie

Istotne dla procesu żelowania jest to, że zarówno żelatyna, jak i agar są naturalnymi polimerami, a ich cząsteczki mają postać długich łańcuchów. W gorącym roztworze cząsteczki te wykonują intensywne przypadkowe ruchy termiczne. Ruchy te słabną w niższych temperaturach i zaczynają się wtedy tworzyć wiązania wodorowe pomiędzy łańcuchami lub nawet w obrębie jednego łańcucha. Mimo że pojedyncze wiązanie tego typu jest bardzo słabe, to ich duża liczba prowadzi do powstania przestrzennej sieci, w której uwięzione zostają cząs...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów.

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań czasopisma "Biologia w Szkole"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych artykułów w wersji online
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy