Wie aus Fett Seife wird und warum Micellenwasser nichts Besonderes ist

Per Definition sind Tenside (von lat. tensus — gespannt) Stoffe, die die Oberflächenspannung des Wassers verringern können. Diese Eigenschaft macht sich jeder von uns mehrmals am Tag zu nutze, denn Tenside sind die wichtigsten Bestandteile von Seifen und der meisten Reinigungsmitteln. Außerdem ist eine Sondergruppe der Tenside, die Emulgatoren, unverzichtbar in Lebensmitteln. Ohne Emulgatoren würde es Dinge wie Milch, Sahne, Butter oder Mayonnaise gar nicht geben.

Aber wie funktioniert das mit den Tensiden und was macht Sie so besonders?

Tenside kann man sich vorstellen wie Stecknadeln: der Stecknadelkopf ist polar, das heißt er verträgt sich sehr gut mit Wasser, man sagt auch hydrophil (= wasserliebend). An diesem polaren Teil hängt ein verhältnismäßig langer unpolarer Rest, der aus Kohlenwasserstoffverbindungen besteht; das ist in unserem Stecknadelmodell die eigentliche Nadel. Zum besseren Verständnis habe ich mal ein Modell gebaut.

Ein Molekülmodell von Sodium-Laureth-Sulfat

Die schwarzen Kugeln sind hierbei Kohlenstoff, die weißen Wasserstoff, die Gelbe ist Schwefel und die Roten sind Sauerstoff. Dieses Tensid ist übrigens Hauptbestandteil der meisten Flüssigseifen, Duschgels oder Shampoos und dort als „Sodium Laureth Sulfate“ auf der Inhaltsliste zu finden. Die Sulfat-Gruppe ist hier sehr polar und deshalb gut wasserlöslich. Der lange Kohlenstoffrest ist dagegen fettlöslich (= lipophil). Dieser Teil möchte mit Wasser so wenig wie möglich zu tun haben. Wenn man jetzt Tenside in Wasser gibt (z.B. in Form von Seife oder Spülmittel) richten sich die Tensidmoleküle so aus, dass sich alle lipophilen Teile zueinander kehren, um so möglichst wenig Kontakt mit Wasser zu haben. Die hydrophilen Teile dagegen wollen möglichst viel mit Wasser zu tun haben. Es entsteht also eine Art Kugelstruktur, in der alle lipohilen Teile der Tenside zur Kugelmitte zeigen, während alle hydrophilen Teile nach außen zu Wasser zeigen. Dieses Konstrukt nennt man auch Micellen.

Und warum haben Tenside jetzt eine Reinigungswirkung?

Die meisten Verunreinigungen, die beseitigt werden wollen, sind eher fettiger Natur, wie z.B. Speisereste, Make Up, Cremes und auch Haut und Haar sind von Natur aus fettig. Diese Verunreinigungen können schlecht in Wasser gelöst und somit weggewaschen werden. Dafür können sie aber von den lipophilen Teilen der Tensidmoleküle aufgenommen und sozusagen in die Micelle eingesperrt werden. Weil die Micellen an sich aber Wasserlöslich sind (wegen des Hydrophilen Kopfes, wir erinnern uns) können so eigentlich wasserunlösliche Stoffe, wasserlöslich gemacht werden.

Eine solche Mischung, in der zwei Flüssigkeiten, die sich nicht in einander lösen, aber z.B. durch Zugabe von Tensiden gemischt werden können, nennt man übrigens Emulsion. Das macht man sich u.A. Bei Mayonnaise zu Nutze, dort befindet sich das Tensid (was bei Lebensmitteln Emulgator genannt wird) im Eigelb. Eine weitere Verwendung für Tenside findet Ihr in einem Beitrag von Elisabet.

Jetzt wisst Ihr, was sich in euren Reinigungsmitteln befindet, was sich sich bei Zutatenlisten hinter dem Begriff „Emulgator“ verbirgt und das das seit einigen Jahren in der Kosmetik hoch angepriesene Micellenwasser auch eigentlich nichts Besonderes ist. Denn es bedeutet im Prinzip nichts Anderes als „Seifenwasser“. Man könnte auch das Geschirrspülwasser mit Spüli als Micellenwasser beschreiben, das Prinzip ist das Gleiche. Allerdings würde sich wohl kaum jemand mit Spüli das Gesicht waschen.

Tenside sind allerdings nichts wahnsinnig Künstliches. Schon im Mittelalter wurden von den sogenannten Seifensiedern Seife aus Tierfetten hergestellt. Tier- und Pflanzenfette bestehen aus sogenannten Triacylglyceriden. Dabei sind jeweils drei Fettsäuren (blau) an ein Glycerinmolekül (rot) gebunden.

 Glycerin ist ein dreiwertiger Alkohol (d.h. Es hat drei OH-Gruppen, welche das Charakteristikum eines Alkohols ist) und wenn eine Säure an einen Alkohol gebunden ist, nennt man das einen Ester. Diese Esterbindung ist nicht besonders stabil und kann deshalb leicht wieder aufgebrochen werden. Das kann man am einfachsten mit einer starken Base (also einer Lauge) erreichen. Nach der Aufspaltung bleibt die Fettsäure als negativ geladenes Ion übrig und bildet zusammen mit einem positivgeladenen Ion eine Salzverbindung. Diese Salzverbindung ist das, was man allgemein als Seife bezeichnet. In der traditionellen Seifenherstellung werden zwei verschiedene Fettsäuresalze hergestellt: die Natriumsalze und die Kaliumsalze. Diese unterscheiden sich in ihren Eigenschaften. Aus Natriumsalzen bekommt man feste Stückseifen, die Kernseifen, während man aus Kaliumsalzen die sogenannten Schmierseifen erhält, die in ihrer Konsistenz flüssig bis puddingartig sein können. In ihrer Reinigungskraft unterscheiden sich die Seifen nur durch die verwendeten Fette, so kann man aus Kokosöl sehr aggressive Tenside herstellen, während Olivenöl eher sanft zur Haut ist.

Eine solche Kernseife kann man sehr einfach selber herstellen. Dafür folgt nun, wie immer, ein Rezept:

Zutaten für ca. 1 kg Seife:

180 g Olivenöl

150 g Kokosöl

420 g Sonnenblumenöl

250 mL destilliertes Wasser

100 g Natriumhydroxid (NaOH erhältlich in Apotheken oder im Internet)

ACHTUNG: Natriumhydroxid und die daraus angesetzte Natronlauge ist sehr ätzend und kann schwere Augenverätzungen (Blindheit) und Hautverätzungen verursachen. Deswegen muss beim Herstellen der Seife UNBEDINGT Schutzbrille und Säureschutzhandschuhe getragen werden. Handschuhe aus Nitril oder Latex vergrößern das Risiko eher als dass sie Schutz bieten. Wir übernehmen keine Haftung für eventuelle Sach- oder Personenschäden!

Zunächst wird die Natronlauge angesetzt. Dazu wird das Natriumhydroxid vorsichtig Teelöffelweise in das Wasser gegeben und dort vermischt bis es sich gelöst hat. Das sollte am Besten in einem Kunststoff oder Glasbehälter geschehen, da Metallgefäße von der Lauge angegriffen werden können. Das Wasser kann beim Auflösen des Natriumhydroxids so heiß werden, dass es zu sieden beginnt. Sollte dies der Fall sein, muss das Ansetzen der Natronlauge unterbrochen werden, bis die Lösung abgekühlt ist. Wenn das Natriumhydroxid vollständig gelöst ist, lässt man die Natronlauge stehen, bis sie Zimmertemperatur erreicht hat.

Währenddessen werden alle Öle abgewogen (Anders als bei Wasser ist das Gewicht eines Öls nicht gleich dem Volumen!) und vermischt, das Kokosöl kann bei niedriger Stufe auf dem Herd geschmolzen werden. Dann wird die Gussform vorbereitet. Dazu eignet sich eine gängige Kastenbackform aus Silikon oder aus Metall und mit Frischhaltefolie ausgeschlagen.

Wenn alles bereit ist, wird die Lauge vorsichtig und sehr langsam in die vorbereiteten Öle gegossen. Dabei kann man sehen, dass sich zwei Schichten bilden. Mit einem Stabmixer wird nun so lange in kurzen Abständen gemixt bis keine Schlieren mehr zu sehen sind. Dann kann in längeren Intervallen gemixt werden, bis die Masse etwas flüssiger als Pudding geworden ist.

Nun kann die Seife mit Duft und Farbstoffen versetzt werden. Dazu eigenen sich die meisten hautverträglichen ätherischen Öle sowie Lebensmittelfarbstoffe. Man kann auch spezielle Seifenfarben (zu bekommen im Internet) verwenden. Die Farben und Duftöle werden mit einem Schneebesen (am besten aus Silikon aber mindestens aus Edelstahl) in die Masse eingerührt.

Anschließend wird die Seifenmasse in die Form gegossen.

Achtung: zu diesem Zeitpunkt ist die Seife immer noch sehr basisch und ätzend!

Nach ca. Einer Woche kann die Seife aus der Form genommen und in Stücke geschnitten werden. Anschließend sollte man die Seife aber noch 4-6 Wochen lang an einem trockenen und dunklen Ort aushärten lassen.

Das Oliven- und Sonnenblumenöl in dieser Seife sind reich an α-Tocopherol (Vitamin E) während das Kokosöl für eine gute Reinigungskraft sorgt.

Ich wünsche frohe Verseifung!

-Jan

Alles Käse oder was?

Einige Lebensmittel kommen einem dann doch mehrfach unter.

Zum Beispiel der Käse. Im Beitrag „Ist Milch Gift?“ habe ich ja bereits über Spermidin und seine Wirkungen im menschlichen Körper gesprochen.
Nun interessiert mich ein anderer Stoff, dessen Namensgebung unter anderem vom Käse beeinflusst wurde – das Casein. Das Wort Casein leitet sich aus dem lateinischen Wort Caseus („Käse“) her.
Casein ist eine Gruppe von Proteinen, und zwar genau diejenigen, die aus der Milch in den Käse gelangen. Neben Aminosäuren enthält Casein aber auch Calcium und Phosphate.
Damit ist Casein für Kinder und junge höhere Säugetiere eine der wichtigsten Quellen für Eiweiß, Phosphat und Calcium. Das Caseinmolekül, das demnach eine wechselnde Zusammensetzung hat, ist an sich unpolar.
Durch die Bildung von polarem Calciumphosphat, einem Salz der Phosphorsäure, und unpolaren Aminosäure- und Fettsäureresten bildet Casein aber mit sich selbst Micellen. Bei einem der folgenden Beiträge von Jan über Tenside und den Waschvorgang wird das Wesen einer Micelle noch etwas genauer beleuchtet, aber soviel sei gesagt: Micellen sind kugelförmige Aggregate, die aus polaren und unpolaren Anteilen bestehen, und damit die Phasengrenzen zwischen beispielsweise Wasser und Fett überwinden. In der Micelle befindet sich dann der unpolare Anteil, während die Außenseite aus polaren Anteilen wie zum Beispiel Alkoholen, Carbonsäuren oder in diesem Fall Calciumsalzen bestehen. Micellen sind in vielen Bereichen der Biologie von großem Nutzen und werden seit geraumer Zeit auch künstlich für Reinigungsmittel und Kosmetika hergestellt. Aber wie gesagt, dazu folgt noch ein eigener Beitrag.
Wenn man Buttercreme herstellt, soll man immer einen Esslöffel Milch zugeben. Weiß schon jemand, warum?
Weil Milch durch das Casein darin als Emulgator fungieren kann. So lösen und mischen sich Butter und Zucker viel besser, weil Casein ja in sich sowohl polar als auch unpolar ist.
Aber auch die Herstellung von Käse wäre ohne Casein gar nicht möglich. Bei der Reifung von der Milch zum Käse ist es nämlich so, dass die Caseinmicellen miteinander in Interaktion treten. Sie bilden lange Ketten und erhöhen so die Viskosität der Milch, also sie machen sie dickflüssig.
Ein tolles Teilchen, dieses Casein. Und jetzt wünsche ich euch viel Spaß mit meinem anderen Käsekeks-Rezept:

120 g Butter
250 g Mehl
1 TL Backpulver
1 TL Zucker
1 Prise Salz
250 ml Buttermilch
200 g geriebener Käse
Optional: Petersilie, Pfeffer

Den Ofen auf 200°C vorheizen.
Die Butter zerlassen. Mehl, Backpulver, Salz und Pfeffer miteinander vermengen. In einer anderen Schüssel Butter, Zucker, Petersilie und Buttermilch verrühren, bis die Masse einigermaßen homogen ist (Dank Casein mischen sich Butter und Buttermilch ja), dann die trockenen Zutaten langsam unterrühren und zum Schluss den Käse unterheben. Auf einem mit Backpapier ausgelegten Backblech mit Hilfe von zwei Löffeln den Teig auftragen wie bei Cookies. Es sollten 18-22 flache Kleckse entstehen. 15 Minuten backen, bis die Maillard-Reaktion abgelaufen ist – fertig.
Guten Appetit wünscht Elisabet

Was sich geändert hat

Unsere Community ist bisher eher klein geblieben, das war auch so gewollt.

Dennoch möchte ich euch darüber aufklären, was sich in den letzten paar Monaten geändert hat.

Zunächst einmal habe ich mich „vermehrt“ – nein, nicht so! In meinen Blog ist Jan mit eingestiegen, mein Laborpartner und Studienfreund. Wir machen daraus ein gemeinsames Projekt, in dem wir die Themenschwerpunkte etwas erweitern, daher auch die Änderung der Domain.

Ich selbst war ja auch einige Monate weg. Das hat in erster Linie mit einigen berufsbedingten Herausforderungen zu tun, die ich in der letzten Zeit bewältigen musste. Was es noch damit auf sich hat, würde ich gern chemisch erklären – in einem eigenen Beitrag.

Wir hoffen beide, dass in Zukunft die Beiträge wieder regelmäßiger erscheinen und wir euer Leben damit ein wenig bereichern können. Der Beitrag zur Schokolade wurde bereits mit tatkräftiger Unterstützung von Jan erstellt; in Zukunft werden wir euch wissen lassen, wer hier was schreibt.

Wir freuen uns auf eure Rückmeldungen!

Schokolade – die Speise der Götter

Das im Titel ist kein Clickbait, schließlich enthält fermentierter Kakao bis zu 2,5% des Stoffes Theobromin, leitet sich sein Name doch her aus den altgriechischen Worten θεος – „der Gott“ und βρομα – „die Speise“.

Bevor wir zur Wirkung dieses Stoffes im Organismus voranschreiten, müssen wir uns jedoch einmal der chemischen Eigenschaften dieser Verbindung bewusst werden.

Das Theobromin zählt zu einer sehr vielfältigen Gruppe von natürlich vorkommenden Verbindungen, nämlich den Alkaloiden. Diese zeichnen sich aus durch ihr zumeist basisches Reaktionsverhalten, ihren Stickstoffgehalt und ihre Ringform.

Ersetzt man das Proton (das rot gefärbte H) durch eine Methylgruppe (ein CH3), so erhält man Coffein.

Theobromin koffein

Bei einem Stoff, der komplett in den Organismus aufgenommen werden kann, spricht man von hoher Bioverfügbarkeit. Nach Aufnahme über die Nahrung gelangt Theobromin über den Darm in den Blutkreislauf und wird über die Leber verstoffwechselt und wieder ausgeschieden.

Die Verstoffwechselung von Theobromin ist deshalb interessant für uns, weil der unmittelbare Abbau über ein Enzym, das Cytochrom P450, erfolgt. Dieses Enzym haben die meisten anderen Säugetiere nicht, sodass zum Beispiel für Hunde oder Pferde Theobromin giftig ist und tunlichst vermieden werden sollte.

Nun aber zu den Wirkungen von Theobromin im menschlichen Gehirn.

Durch seine strukturelle Ähnlichkeit zum Coffein ist auch Theobromin ein so genannter Adenosinrezeptorinhibitor. Das bedeutet, dass an der Stelle, an der Adenosin „andockt“, um durch die Blockade ein Signal an die Zelle weiter zu geben, weniger zu arbeiten, eben ein Theobromin sitzt. Dieses aktiviert den Rezeptor aber nicht, sodass das Gehirn immer mehr Adenosin ausschüttet, damit mehr Rezeptoren besetzt werden. Weil die aber ja vom Theobromin besetzt werden, arbeiten die Zellen mit gleichbleibender Geschwindigkeit weiter.

Dadurch werden die Hormone Dopamin (das „Belohnungshormon“), Noradrenalin (ein Stresshormon) und Acetylcholin (ein „Muntermacher“, der die Aufmerksamkeit steigert) vermehrt ausgeschüttet und so eine Gefäßerweiterung sowie eine Steigerung der Herzfrequenz erreicht.

Nun bleibt noch zu klären, ob Schokolade tatsächlich glücklich macht.

Schokolade selbst enthält kein Serotonin, auch nur wenig Tryptophan, den Baustoff des Serotonins.

Aber wenn Coffein auch die Serotoninrezeptoren blockiert, mehr Serotonin ausgeschüttet wird und somit die Stimmung steigt, warum sollte das für Theobromin nicht gelten?

Das ist relativ einfach. Die Antwort liefert uns der einzige strukturelle Unterschied zwischen den beiden, die Methylgruppe.

Durch das Proton ist das Theobromin polarer als das Coffein und das aktive Zentrum des Rezeptors, also der Teil, der den Botenstoff praktisch festhält, bevorzugt die unpolaren Stoffe. Coffein ist dem Serotonin also in seinen Eigenschaften ähnlicher als das Theobromin.

 

Der eigentliche Grund dafür, dass wir eine Stimmungsaufhellung bemerken, wenn wir Schokolade essen, ist der, dass sie süß ist. Beim Wahrnehmen eines süßen Geschmacks wird in unserem Gehirn das Belohnungszentrum aktiviert. Bei Zartbitterschokolade kommt außerdem hinzu, dass durch das Aushalten eines bitteren Geschmacks körpereigene Morphine ausgeschüttet werden (die übrigens auch zu den Alkaloiden zählen), auch Endorphine genannt, die uns in einen sanften Zustand der Zufriedenheit versetzen.

Für den guten Geschmack der Schokolade ist Theobromin übrigens nicht verantwortlich. Mehr als 10 verschiedene Aromastoffe machen der Geschmack der Schokolade aus; deren Aromen für sich alleine allerdings teilweise eher fragwürdiger Natur sind. Die Beschreibung von natürlichen Aromastoffen gestaltet sich mitunter als nicht immer einfach, denn häufig lässt sich einem charakteristischen Geruch oder Geschmack nicht ein einzelner Aromastoff zuordnen. So liest sich die Beschreibung der Aromen der Schokoladenbestandteile ähnlich der eines mit 98 Falstaff-Punkten bewerteten Rotweines. Die verschiedenen Aromabestandteile der Schokolade werden somit unter anderem als „malzartig“, „kartoffelchipartig“, „pilzartig“, „talgig“ oder „grün“ beschrieben.

Wie auch immer die einzelnen Komponenten beschrieben werden, ist es doch schließlich das Bouquet aus all dem, was für uns der bekannte Schokoladenduft und –geschmack ist.

 

Hier noch das Rezept für Schoko-Cupcakes mit Frischkäse-Frosting:

Zutaten für 12 Cupcakes:

Für den Teig:

100 g Mehl

2 Eier

150 g Zucker

75 g Backkakao

100 g  Butter, zerlassen

1 TL Vanilleextrakt

0,5 TL Backpulver

1 Prise Salz

Für das Frosting:

300 g Frischkäse

75 g Backkakao

30 g Butter

40 g Puderzucker

Den Ofen auf 175°C Ober-/Unterhitze vorheizen und das Muffinblech mit 12 Papierförmchen auslegen.

Die Butter zerlassen und mit Zucker und Vanilleextrakt verrühren, bis die Substanz einen homogenen Eindruck macht (Was sie streng genommen nicht ist, weil sich Zucker nicht in Fett löst). Dann die Eier hineinschlagen und noch einmal gut verrühren (jetzt sollte der Teig wirklich homogen sein, und zwar warum? Weil Eiweiß zu 90% aus Wasser besteht und sich der Zucker darin löst).

In einer anderen Schüssel die trockenen Zutaten, also Mehl, Backpulver, Kakao, Salz miteinander vermengen und dann unter ständigem Rühren zu der Buttermasse geben. Zur Regulation der Konsistenz können bis zu 130 ml Milch zugegeben werden. Wenn der Teig etwa die Konsistenz von Pudding hat, kann man mit einem Eiscemeportionierer den Teig in die Förmchen bringen.

Die Cupcakes sollten 20-25 Minuten backen. Dass sie fertig sind, erkennt man, so man denn mit dem Backkakao nicht allzu freigiebig war, daran, dass sie am Rand einen anderen Braunton bekommen (ein Zeichen für den Ablauf einer Maillard-Reaktion).

Für das Frosting 30 g weiche Butter mit 300 g Frischkäse verrühren, den Puderzucker und den Backkakao unterrühren und mit einem Spritzbeutel nach Abkühlen der Cupcakes auf die Kuchen auftragen.

Gute Appetit.

Die Heidelbeere – klein, aber OHO!

Kürzlich hatte ich das Vergnügen, einen Heidelbeer-Hefekuchen zu backen (Rezept wie immer ganz unten). Dabei fiel mir auf, dass ich praktisch nichts über Heidelbeeren weiß. Für die, denen es ähnlich geht, folgt hier eine kleine Abhandlung darüber, warum Heidelbeeren beerenstark sind (Badumm Zzzzz).

Und zwar habe ich mir mal die Vitamintabelle der Heidelbeere angesehen und habe dabei etwas Erstaunliches festgestellt: Kaum ein Lebensmittel enthält so eine große Menge (guter) Schwermetalle wie die Heidelbeere. Und zwar enthält sie Eisen, Kupfer, Zink und vor allem Mangan. Was mich persönlich etwas verwirrt hat, weil ich Mangan bisher noch nie als Spurenelement wahrgenommen hatte. Tatsächlich ist es aber essentiell für alle Lebewesen, die auf der Erde lustwandeln, so auch für uns.

Dazu sei gesagt, dass anorganische Spurenelemente wie zum Beispiel Metalle im Körper als Ionen vorliegen und damit wasserlöslich sind. Neulich hörte ich eine ältere Dame sagen, sie habe im Krankenhaus „flüssiges Eisen“ injiziert bekommen. Da wollte ich das mal eben klarstellen.

Das Wort Mangan kommt aus dem Griechischen von „Men ganos“ (μεν γανοσ), was, so mich meine Altgriechischkenntnisse nicht völlig verlassen haben, soviel bedeutet wie „wirklich glänzend“ (ich habe das natürlich nachgeschlagen, aber jeder, der altgriechisch gelernt hat, weiß, dass man die Wörter nicht da findet, wo man sie suchen würde – was übrigens impliziert, dass speziell das noch nie jemand nachgeguckt hat. Zumindest hat es keiner mit der Welt geteilt. Aber gut, die Schnittmenge der Leute, die sich für Mangan und seine biologische Bedeutung interessieren und außerdem altgriechisch sprechen, ist wohl auch eher gering. Kann ja nicht jeder so nerdig wie ich sein). Das Element ist nach Eisen das häufigste Schwermetall (vgl. Riedel: Anorganische Chemie) und kommt im menschlichen Körper vor allem in Knochen- und Gelenkstrukturen vor. Wie das genau aussieht, hätte ich euch gern gezeigt, aber dazu gibt es kaum Informationen. Meine Quellen sind sich aber einig: daran wird geforscht.

Etwa ein Viertel des Mangans, das wir über den Verzehr von Heidelbeeren, Leinsamen und Co aufnehmen, wird direkt in unsere Knochen eingebaut. Aber nicht nur dort finden wir es wieder, sondern auch in unseren Zellorganellen und einem Enzym, das für den Abbau des Geschmacksverstärkers Glutamat verantwortlich ist, der Glutamat-Ammonium-Ligase.

Warum ist das wichtig?
Wenn man jetzt mal von der Tatsache absieht, dass es sich so ganz ohne Knochen und Zellen schlecht leben lässt, ist der Abbau von Glutamat und dessen reibungsloses Vonstattengehen insofern elementar, als dass ein erhöhter Glutamatspiegel im Blut mit Morbus Alzheimer, Parkinson und einer Reihe weiterer teilweise lebensbedrohlicher Krankheiten in Verbindung gebracht wurde. Für diejenigen, die den Stoff deshalb lieber meiden möchten: Er steht auf der Zutatenliste als E 621.

Pflanzen nutzen Mangan in Form eines Metallclusters, also einer Verbindung verschiedener Metalle und Nichtmetalle in einer stöchiometrischen (verhältnismäßigen) Einheit. Dort ist die Redox-Aktivität von Mangan, also seine Fähigkeit, Elektronen aufzunehmen oder abzugeben, von großer Bedeutung bei der Oxidation von Wasser zu Sauerstoff im Rahmen der Photosynthese.

Jetzt aber genug Elementchemie für einen Tag, hier kommt das Rezept für unsere manganhaltigen, gesunden, brillanten, beerenstarken Heidelbeeren.

Für den Hefeteig:

250 g Mehl

1 Pck. Trockenhefe

70 g Zucker

100 ml Milch

1 Ei

40 g Butter

Salz

Für die Füllung:

125 g Heidelbeeren

1/2 Zitrone

50 g Zucker

50 g  Mehl

50 g Butter

Die Butter zerlassen, das Ei damit verrühren (dazu darf die Butter nicht zu heiß sein), die Milch erwärmen. In die warme Milch die Hefe geben und gut lösen. Zucker, Mehl und Salz in einer Schüssel vermengen, eine Mulde formen und die Milch hineinfließen lassen. Nach gutem Vermengen die Butter zugeben und zu einem geschmeidigen Teig verkneten. Den Teig eine Stunde lang an einem warmen Ort gehen lassen.

Die Heidelbeeren mit etwas Zucker und dem Saft einer halben Zitrone mit einem Pürierstab zu einem Brei verarbeiten, Mehl, Zucker und Butter zu Streuseln verkneten und eine Form mit dem Durchmesser ø 20-25 cm gut fetten. Den Teig darin verteilen und am Rand gut andrücken. Die Heidelbeermasse darauf gleichmäßig verstreichen und mit Streuseln bedecken.

Im Backofen bei Ober- und Unterhitze bei 200°C backen, bis die Maillard-Reaktion abgelaufen ist (ca. 45 Minuten).

Von Friede, Freude und Eierkuchen

Sind Eier eigentlich ein gesundes Lebensmittel? Mit dieser Frage habe ich mich beschäftigt, bevor und während ich in guter Gesellschaft diese Vollwert-Quiche gebacken habe (Rezept wie immer am Beitragsende). Ich freue mich, wenn ihr mich auf dieser Reise in die Biochemie des Gehirns begleitet.

Mittlerweile ist es ein wohlbekannter Fakt, der häufiger im Nebensatz erwähnt wird, dass das Eigelb mehr Eiweiß enthält als das Eiweiß. Eiweiß ist also das Gelbe vom Ei (Badumm Zzzzz).

Aber welche Eiweiße sind denn da drin?

Ich habe mich hier insbesondere mit einer ganz bestimmten Aminosäure aus dem Hühnerweiß-Spektrum beschäftigt, dem Tryptophan. Denn nach einer elektrophilen Substitution am Aromaten sowie einer kleinen Decarboxylierung entsteht aus Tryptophan Serotonin. Bevor wir hier tiefer ins Fach einsteigen, einige Fakten zumSerotonin

 

Serotonin ist chemisch betrachtet ein so genanntes N-heterocyclisches, aromatisches, biogenes Amin. Das heißt nichts anderes, dass es einen Sechsring mit einer bestimmten Kombination elektronischer Eigenschaften, eine Aminogruppe und einen Fünfring mit Stickstoff drin hat. Und in lebenden Organismen vorkommt. Womit das Molekül vollständig beschrieben ist. Biologisch betrachtet ist Serotonin ein so genannter Mediator. Es vermittelt zwischen verschiedenen Zellen des Organismus, z.B. zwischen verschiedenen Nervenzellen oder den Blutgefäßen.

Seinen Namen hat dieser schöne Stoff dank seiner Wirkung im Herz-Kreislauf-System, wo es im Serum eine spannungssenkende Komponente darstellt, also den Tonus der Gefäße ändert. Viel bekannter ist Serotonin aber als Botenstoff oder auch Neurotransmitter, der stimmungsaufhellend wirkt.

Wie funktioniert das?

In unserem Gehirn existieren Rezeptoren, also so etwas wie Satellitenschüsseln, die nur Serotonin empfangen können. Je mehr Serotonin dort „andockt“, desto mehr der üblichen Symptome eines hohen Serotoninspiegels zeigen wir.

Ein niedriger Serotoninspiegel führt zu Müdigkeit, Antriebslosigkeit, Ängsten oder sogar Angstzuständen, Bluthochdruck, Magen-Darm-Problemen und Depressionen.

Allerdings kommt Serotonin nicht immer einfach so genau dort an, wo wir es haben wollen. Deshalb ist der Verzehr serotoninhaltiger Lebensmittel nicht eben zwingend an eine Stimmungsaufhellung geknüpft. Wir nehmen es auf, verdauen es, es wird oxidiert und über den Harn wieder ausgeschieden. Ohne Wirkung.

Antidepressiva auf Serotoninbasis enthalten deshalb einen Stoff, der vorübergehend die Rezeptoren für Serotonin mit einem Ersatzstoff blockiert, sodass der Körper von selbst mehr Serotonin produziert, um das Gleichgewicht wieder herzustellen. Man spricht an dieser Stelle auch gern von selektiven Serotonin-Wiederaufnahmehemmern (Englisch: Selective serotonine reuptake inhibitor, kurz SSRI).

Außerdem empfiehlt es sich, Lebensmittel zu sich zu nehmen, die eine Vorstufe des Serotonins enthalten, die Aminosäure L-Tryptophan. Wie das chemisch genau funktioniert, seht ihr unten im Bild.

Wesentlich festzuhalten ist also, dass chemisch betrachtet Hühnereier glücklicher machen als Schokolade, und das kommt jetzt von einer, die man mit Schokolade SEHR glücklich machen kann.

Serotoninsynthese

Und jetzt, wo das Wesentliche über Serotonin bekannt ist, möchte ich noch kurz das Wort an diejenigen richten, die gerade nicht genügend Serotonin haben:

Ich möchte, dass ihr wisst, dass ich weiß, was ihr durchmacht. Ich habe das alles selbst erlebt und tue es noch – aber nur noch von Zeit zu Zeit. Wie ihr diesem Problem beikommt, sei euch überlassen, da führen viele Wege nach Rom, aber bitte erinnert euch immer wieder daran, dass das vorbeigeht. Nur weil heute der Tag schlecht war oder der ganze Monat einfach nur Mist gebracht hat, muss der nächste das nicht auch tun. Gebt euch und dem Tag eine Chance, ihr habt es verdient. Ich weiß, dass sich das so anfühlt, als würde es nie wieder besser werden und als müsstet ihr das jetzt aussitzen. Aber das müsst ihr nicht. Nicht mal heimlich. Holt euch Hilfe oder besser noch – helft euch selbst. Niemand ist zu schlecht, zu alt, zu jung, zu groß, zu klein, zu dick oder zu dünn um für sich selbst zu sorgen.

Hier kommt noch das Rezept für die Quiche. Bis wir uns wiedersehen, bleibt sicher. Danke fürs Lesen.

Zutaten

Für den Teig:

1 Ei

200 g  Roggenmehl

100 g Butter

1 Prise Salz

Für die Füllung:

50 g Joghurt

150g Creme Fraîche

4 Eier

4 große Zwiebeln

400 g  Hackfleisch (Rind)

Knoblauch

Muskat

Pfeffer

Paprika, rosenscharf

Salz

Alle Zutaten für den Teig miteinander zu einem Mürbeteig verkneten und etwa 30 min im Kühlschrank ruhen lassen.

Zwiebeln und Hackfleisch in der Pfanne scharf anbraten.

Eier, Creme fraîche, Joghurt und Gewürze miteinander verrühren.

Den Teig ausrollen und in der gefetteten Springform gut andrücken. Zwiebeln und Hackfleisch einfüllen und mit der Eimasse übergießen.

Im Backofen ca. 30 min bei 200°C backen (bis die Maillard-Reaktion abgelaufen ist).

Die Chemie des Haushaltszuckers

Nach einer etwas längeren Zeit bin ich wieder zum Backen gekommen. Und habe dabei direkt einige Fragen geklärt.

Erstens, Einhörner gibt es wirklich. Aber sie sind aus Zucker.

Zweitens, meine Tartelettes sehen unprofessionell aus, deshalb gibt es nur ganz unten ein Foto.

Drittens, beim Karamellisieren von Zucker läuft keine Maillard-Reaktion ab. Zumindest ist sie nicht die wesentliche Reaktion des Karamellisierens. Falls in einem der vorigen Beiträge ein anderer Eindruck entstanden sein sollte, muss ich mich aufrichtig dafür entschuldigen. Mir war das selbst nicht klar.

Die bei der Karamellisierung ablaufenden Reaktionen sind noch nicht vollständig aufgeklärt. Aber wir können ja mal ganz von vorn anfangen.

Haushaltszucker ist eine so genannte dimere Aldose in ihrer D-Konfiguration. Das bedeutet, dass sie aus zwei Zuckern besteht, die über eine Oxobrücke, also ein Sauerstoffatom, miteinander verbunden sind. Würden diese beiden Zucker einzeln vorliegen, hätten sie eine so genannte Carbonylfunktion, also eine C-O-Doppelbindung. Daher der Name Aldose. Ald- für Aldehyd, also Carbonylfunktion mit einem Proton in unmittelbarer Nachbarschaft, und -ose für Zucker. Die beiden Zuckerarten, die der Haushaltszucker enthält, sind Traubenzucker und Fruchtzucker, die sollten uns also allen bekannt sein. Was passiert aber jetzt, wenn man Zucker heiß macht?

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Sachharose.

Tatsächlich laufen wohl mehrere Einzelreaktionen ab. Im Wesentlichen entstehen durch Karamellisieren zwei Stoffe: Zuckercouleur – ein brauner Farbstoff, der übrigens auch für die Farbe von Coca-Cola verantwortlich ist, und Maltol, eine Verbindung, die den charakteristischen Geruch von Karamell verursacht.

Maltol

Hat eine erstaunliche Ähnlichkeit mit dem Sechsring der Glucose, nicht wahr?

Wie kommen wir jetzt zu den beiden Verbindungen, wenn wir doch einen zweiwertigen Zucker haben, der also zwei Ringe aus Kohlenstoff- und Sauerstoffatomen enthält?

Dazu ist eine ganz bestimmte Reaktion notwendig, die Pyrolyse. Eigentlich bedeutet Pyrolyse nichts anderes, als dass bestehende Bindungen geöffnet werden. Das heißt, die Oxobrücke wird gebrochen, die Kohlenstoffe werden oxidiert, bauen also mehr Bindungen zu Sauerstoffatomen auf und Wasser wird abgespalten. Und dann haben wir schon Maltol. Deshalb riecht warme Milch auch schon nach so kurzer Zeit ein klein wenig nach Karamell.

Mit Zuckercouleur ist es nicht ganz so einfach. Beziehungsweise, wenn ihr den ganzen Blog gelesen habt, vielleicht schon – Zuckercouleur ist nämlich ein Maillard-Produkt. Es enthält einen aromatischen N-Heterocyclus, also einen Ring, der nicht nur aus Kohlenstoffen, sondern auch aus zwei Stickstoffen entsteht. Woher der Stickstoff kommt, ist mit einem Diagramm über die Zusammensetzung unserer Luft schnell erklärt.

kreiluft

(Quelle: https://www3.hhu.de/biodidaktik/Atmung/start/voraus/voraus2.html)

Ihr seht, der Großteil der Luft ist Stickstoff. Und wenn man jetzt Zucker im Topf heiß macht, wird automatisch auch eine Verbrennungsreaktion ablaufen, bei der sich Stickstoff am Prozess beteiligen kann. Und diese Reaktion ist uns allen bekannt: die Maillard-Reaktion. Die Synthese aromatischer Verbindungen aus Zucker und Aminosäuren. Die schönste Reaktion der organischen Chemie.

Unten kommt jetzt noch das Rezept für meine Einhorn-Salzkaramell-Tartelettes.

Wenn ihr Lust habt, mit mir die Einzelreaktionen des Karamellisierens zu ergründen, sagt Bescheid, ich könnte Hilfe gebrauchen. Bis dahin, bleibt sicher.

 

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Zutaten für 16 Tartelettes:

Für den Teig:

125 g Butter

125 g Zucker

200 g Mehl

1 Pck. Vanillezucker

1 Ei

Für das Karamell:

200 g Schlagsahne

150 g Zucker

Für die Glasur:

150 g Zartbitterschokolade

Zuckerstreusel, wahlweise Zuckereinhörner

Muffin- oder Cupcake-Förmchen

 

Ei und Butter schaumig schlagen. Zucker und Vanillezucker zugeben und mit dem Mehl zu einem geschmeidigen Teig verkneten. Diesen etwa 30 min im Kühlschrank ruhen lassen.

Den Zucker bei mittlerer Hitze im Topf erwärmen, bis er komplett flüssig ist (je dunkler der Zucker wird, desto bitterer das Karamell, deshalb muss man bei diesem Schritt sehr genau aufpassen), dann die Schlagsahne zugeben und bis zur gewünschten Konsistenz unter Rühren köcheln lassen. Die Karamellcreme nach Bedarf und Geschmack mit etwas Salz versetzen und abkühlen lassen.

Unterdessen den Teig auf die gefetteten Muffinförmchen verteilen und am Rand gut andrücken. Bei 180°C backen, bis die Maillard-Reaktion abgelaufen ist. Dann den Teig erst mit Karamellcreme und dann mit der Schokoladenglasur bestreichen. Schließlich mit den Einhörnern oder grobkörnigem Salz garnieren.

Guten Appetit!