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!

Ist Milch Gift?

Eine Antwort von einer wissenschaftsfanatischen Käseliebhaberin

Ist es natürlich, auch im Erwachsenenalter die Muttermilch einer anderen Spezies zu trinken? Sicher nicht. Tun wir Milchkühen damit einen Gefallen? Nein. Ist der Mensch evolutionär bedingt dazu gedacht, Kuhmilch zu verdauen? Nein.
Ist Milch Gift? Nein. Denn aus Milch kann man Käse machen! Und Käse ist super.
Und zwar enthält Käse genau wie Sojabohnen, Erbsen und Hühnerleber (Was esst ihr so? Gerade Letzteres kommt selten auf meinen Speiseplan…) die Mesoverbindung Spermidin. Spermidin ist ein kleines, einfach gebautes Molekül mit interessanten biochemischen Eigenschaften. Vordergründig katalysiert es einen bestimmten Typ von Enzymen. Das bedeutet, es hemmt die körpereigene Produktion von Stickoxiden, es verbessert den Transfer von Phosphaten in der DNA wie auch in unserem chemischen Energielieferanten ATP und regeneriert auf diesem Wege Muskelgewebe, rote Blutkörperchen und wie ein Versuch an Fruchtfliegen zeigte, besteht die Möglichkeit, dass Spermidin sogar Demenz vorbeugen kann.
Was heißt das jetzt konkret? Dass Käse, besonders, wenn er lange gereift ist, die Verbrennung aufgenommener Nahrung, also ihre Verfügbarkeit erhöht und den „Umbau“ von ATP in Körperfett hemmt, dass Käse bei Blutarmut und Muskelkater hilft und möglicherweise sogar das Gedächtnis verbessert. Solange es Käse gibt, kann also Milch kein Gift sein.

Rezept: Käsekekse (ergibt ca. 12 Kekse)

300 g Mehl

200 g Butter

100 ml Wasser

1 TL Salz

150 g Käse, gerieben

n.B. Petersilie

 

Alle Zutaten zu einem Mürbeteig verkneten und 1 Stunde kaltstellen. Anschließend ausrollen und mit einem Glas o.ä. runde Plätzchen ausstechen. Dabei darf der Teig ruhig 1 cm oder dicker sein. Nach Bedarf mit etwas Petersilie und/oder Butter garnieren, dann 20-25 Minuten bei 180°C backen.

Gedeckter Apfelkuchen und oxidativer Stress

Was ist eigentlich oxidativer Stress? Hat das echt was mit Chemie zu tun? Und warum wird der Apfel braun, wenn man ihn aufschneidet?


Unser Stoffwechsel – coole Institution übrigens – baut, wie der Name schon sagt, Stoffe in andere Stoffe um, damit unser Körper die verwenden und dadurch funktionieren kann. Das passiert natürlich durch chemische Reaktionen. Aber die laufen nicht immer – oder eher fast nie – freiwillig ab.

Das liegt daran, dass die meisten biochemischen Reaktionen Gleichgewichtsreaktionen sind. Wenn sich ein chemisches Gleichgewicht aber in unserem Körper einstellt, bedeutet das, dass sich nichts mehr ändert. Und das heißt, dass wir tot sind. Damit also all diese nicht-freiwillig laufenden Reaktionen ablaufen können, braucht unser Körper chemische Hilfe. Dabei handelt es sich um Biokatalysatoren, also eine Art Handrührgerät für bestimmte Reaktionstypen, im Fachjargon auch Enzyme genannt. Und von diesen Stoffwechselaktivitäten wird unterschieden zwischen dem „oxidativen“ Stoffwechsel, wo durch Zufügung von Sauerstoff Abbauprodukte entstehen und dem „reduktiven“ Stoffwechsel, wo, grob gesagt, Sauerstoff entzogen wird (in Wahrheit ist davon manches etwas komplizierter, aber für das, worauf ich hinauswill, reicht diese Information völlig aus). Als „Oxidativer Stress“ wird eine Art Hyperaktivität des oxidativen Stoffwechsels bezeichnet, bei der zu viele sauerstoffreiche Stoffwechselprodukte im Körper sind.

Das klingt erstmal nicht schlimm, kann aber einige unschöne Folgen haben. Denn wo viel Sauerstoff und oxidierende Katalysatoren vorhanden sind, gibt es auch Peroxide. Als Peroxide bezeichnet man Verbindungen, in denen es zu einer Sauerstoff-Sauerstoff-Einfachbindung mit zwei Elektronen „zu wenig“ kommt. Diese Verbindungen sind in vielen Fällen hochexplosiv und vor allem extrem reaktiv. So können bei oxidativem Stress unsere Körperfette peroxidiert werden und dabei entstehen ungepaarte Elektronen. Elektronen mögen es aber gar nicht, wenn sie keinen Partner haben und verbinden sich mit allem, was sie finden können. Wo Elektronen wandern, entstehen auch elektrische Ladungen und das bedeutet im Körper, dass die Zellen versuchen müssen, wieder eine Art „Nullpotential“ zu bekommen, was Energie kostet. Oxidativer Stress. Was hilft nun dagegen?


Antioxidantien. Das sind Stoffe, die die Bildung von solchen Peroxiden verhindern können, weil sie sich mit den ungepaarten Elektronen verbinden können. Das ist allerdings nur bei geringem oxidativem Stress möglich; ist der Stoffwechsel schon zu durcheinander, kann das zur Entwicklung von Krebszellen führen. Bei einem ausgeprägten Stresssyndrom kann nur der Arzt sagen, was zu tun ist.
Aber zurück zu den Antioxidantien. Das sind zum Beispiel die Vitamine A, C und E sowie der Pflanzenfarbstoff Betakarotin. Und außer in Karotten, sind diese Antioxidantien auch teilweise in Äpfeln drin, womit wir endlich dazu kommen, warum gedeckter Apfelkuchen toll ist.


Äpfel haben nämlich auch oxidativen Stress (deshalb muss man sie auch schnell essen). Deshalb weden sie auch braun, wenn man sie aufschneidet. Dabei wird der Stoff Polyphenol frei, der durch ein oxidierendes Enzym aus den Zellen des Apfels diesen Stoff zu Chinon oxidiert und das ist braun. Chinon ist ein Zellgift, das unter anderem auch vom Bombardierkäfer produziert wird und zwar chemisch ziemlich beeindruckend ist, aber in unserem Körper nicht unbedingt erwünscht.
Je schneller ein Apfel braun wird, desto weniger Antioxidantien sind drin, aber im gedeckten Apfelkuchen werden ja Vitamin C-haltiger Zitronensaft und reduzierender Haushaltszucker (ja, in dem Fall ist Zucker was Gutes), sodass das Braune nichts mehr mit Chinon zu tun hat.
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