Llevando la Química a la Cocina

¿Alguna vez has comido café mientras bebías bizcochos? ¿O has usado una jeringa para comer una ensalada? ¿O has comido una carta de menú de un restaurante? Todo esto es posible gracias a la creatividad de los chefs que integran un movimiento creciente llamado cocina molecular, cocina experimental o cocina de vanguardia.

El movimiento comenzó en 1992, cuando un grupo de científicos y cocineros se reunieron en un taller internacional en Erice, Italia, para discutir cómo se utilizan las recetas de cocina y para tratar de encontrar formas de mejorarlas estudiando la física y la química que existe en ellas. A cargo del taller estuvieron Nicholas Kurti, un físico nacido en Hungría, que enseñó en Oxford, Reino Unido; Hervé This, quien es actualmente profesor de gastronomía molecular en el Instituto Nacional de Investigación Agrónoma de Francia (INRA) en París; y Harold McGee, escritor de ciencia, en Estados Unidos.

En estos talleres, Kurti y This introdujeron un nuevo campo llamado gastronomía molecular y física, luego abreviado como gastronomía molecular, para investigar la ciencia que existe al cocinar. Por ejemplo, ambos científicos trataron de descubrir si es necesario seguir un orden específico al agregar los ingredientes de una receta para una comida. También cuestionaron algunas suposiciones existentes sobre el tiempo que se necesita para cocinar ciertos alimentos y el porqué de aumentar o disminuir la temperatura cuando se cocina o prepara una comida.

Con el paso de los años, el trabajo de Kurti y This despertó el interés en los chefs, cocineros y aficionados a la cocina, quienes también decidieron abordar las recetas de cocina desde otra perspectiva. En la actualidad es cada vez más grande el número de chefs que están usando materiales similares a los que pueden encontrarse en laboratorios de física o de química, con el objetivo de crear platos originales y sabrosos al mismo tiempo. Actualmente, estos platos se sirven en pocos restaurantes del mundo, como el wd~50 de la ciudad de Nueva York, Moto en Chicago y The Fat Duck (El Pato Gordo) en Bray, un pueblo ubicado 25 millas al oeste de Londres. También se ofrecen talleres en los que se pueden aprender estas nuevas técnicas de cocina.

"No sabemos mucho de lo que pasa con los alimentos mientras los estamos cocinando", aclara Wylie Dufresne, chef en wd~50. "Pero al estudiar el proceso de cocinar científicamente, se pueden aprender nuevas técnicas para combinar ingredientes de manera diferente o crear nuevos sabores. Además, al experimentar con la comida, puedes hacer que cocinar sea una actividad más divertida y así puedes darle rienda suelta a tu creatividad".

Gastronomía molecular

Los gastrónomos moleculares son científicos que estudian los cambios en la comida mientras se están cocinando. Estudian las sustancias químicas en los alimentos, cómo cambian éstas al mezclar los ingredientes de una receta y la transformación que sufren los alimentos mientras se cocinan. Su trabajo nos ayuda a entender mejor la composición química original de los alimentos, lo cual nos permite mejorar las recetas de cocina.

"Queremos que sea posible cocinar en forma creativa y no tener que seguir recetas al pie de la letra sin saber por qué es necesario mezclar ciertos ingredientes en un orden específico o por un tiempo determinado", dice This.

This creó un sistema para describir los ingredientes químicos en los alimentos a través de un grupo de símbolos similares a los matemáticos. Los alimentos se dividen en diferentes estados: líquido, gaseoso o sólido; y los diferentes componentes pueden ubicarse en una de cuatro dimensiones: un punto, una línea, un plano o un volumen.

"Por lo general, las alimentos tienen las consistencia de un coloide, es decir, una sustancia en donde pequeñas partículas están diseminadas sin seguir ningún orden", aclara This. "Las papas, por ejemplo, están formadas por células que, con granos de almidón dispersos en su interior, y las células mismas están dispersas en el sólido que forma la papa. Otro ejemplo es el helado, que está formado por burbujas de gas, cristales helados, proteínas, sacarosa y grasa dispersa en agua".

En su laboratorio de INRA, This y sus colegas llevan a cabo experimentos científicos aplicando ecuaciones diferenciales (ecuaciones matemáticas que se usan en física, ingeniería y economía) y máquinas de resonancia magnética nuclear (las mismas máquinas que nos permiten ver imágenes de diferentes partes del cuerpo). Ellos investigan varios procesos al cocinar, incluyendo cómo se hace un caldo de zanahoria y por qué el color de las habichuelas verdes cambia cuando se cocinan.

Estos científicos también sugieren cómo aplicar técnicas que por lo general se usan en laboratorios de química y de física para el estudio de casi todo lo que puedas comprar en el supermercado: verduras, frutas, pastas, aderezos para ensaladas y mayonesa, entre otros.

"Nuestro objetivo es entender los cambios en la consistencia, el color y la estructura de los alimentos mientras se cocinan para encontrar procesos que todavía no han sido explicados por químicos, físicos y biólogos", indica This.

En 1996, This llevó a cabo un experimento simple con el cual demostró que las fuerzas químicas más fuertes que se producen al cocinar claras de huevo son los enlaces disulfuros. Antes de este experimento, This se preguntaba cómo se cocinaba una clara de huevo.

"La clara del huevo crudo está llena de proteínas unidas estrechamente", explica This. "Cuando empiezas a cocinar una clara de huevo, se despliegan algunas proteínas en su interior y grupos tiol (grupos moleculares formados por átomos de sulfuro e hidrógeno se elazan juntos) forman enlaces covalentes entre moléculas vecinas dentro de cada proteína".

Estos enlaces fuertes y seguros se llaman puentes disulfuro y son el resultado de una reacción química en la cual se remueven los átomos de hidrógeno de cada grupo tiol y los dos átomos de sulfuro restantes se unen entre ellos. A través de este cruce de cadenas entre las moléculas dentro de las proteínas de la clara de huevo, las moléculas forman redes y así el huevo se endurece.

Así, This utilizó agentes reductores para cortar los puentes disulfuro y descubrió que el huevo estaba "sin cocinar". Con este experimento, demostró que la formación de puentes disulfuro eran la clave para explicar cómo se cocina un huevo".

This trabaja en estrecha colaboración con chefs de restaurantes para asegurarse que los resultados de sus investigaciones sean utilizados en la cocina. Durante los últimos 10 años, ha trabajado con Pierre Gagnaire (chef francés muy conocido y dueño de restaurantes en muchas ciudades, como París, Londres, Dubai, Tokyo, y Hong Kong) para ayudarlo a crear recetas basadas en sus últimos hallazgos.

This ha propuesto crear una cocina "abstracta", en la cual no puedan reconocerse los ingredientes que se usaron para cocinar un cierto plato. Este concepto se basa en el arte abstracto, un estilo creado por los pintores Wassily Kandinsky y Piet Mondrian, en el cual no se representan personas ni cosas, sino combinaciones de formas y colores.

This también está estimulando a otros países a crear sus propios programas de gastronomía molecular. Actualmente, estos programas están en proceso en los Estados Unidos, Argentina, Cuba y muchos países europeos, incluyendo el Reino Unido, Italia, España e Irlanda. Las personas involucradas en estos programas trabajan juntas, intercambiando información sobre sus últimos hallazgos.

Psicología de los alimentos

Peter Barham, profesor de física en la Universidad de Bristol y profesor de gastronomía molecular en la Universidad de Copenhague, Dinamarca, es también gastrónomo molecular. Pero, a diferencia de This, Barham está tratando de descubrir qué es lo que le da ese sabor tan especial a la comida. Analiza cómo percibimos el color y la textura de los alimentos y la influencia del ambiente externo sobre nuestra forma de apreciar la comida. En otras palabras, Barham no sólo combina la ciencia con el arte culinario, también le agrega psicología a la preparación.

Barham y colegas del Departamento de Ciencia de los Alimentos de la Universidad de Copenhague han llevado a cabo varios experimentos, en los cuales las personas debían comer varios alimentos. Uno de sus hallazgos más importantes es que las personas asocian el gusto de la comida con recuerdos de esa comida. Por ejemplo, investigadores utilizan el dato de que al cambiar el color de los alimentos, las personas pueden pensar que éstos tienen otro gusto. Los científicos fabricaron gelatina con remolachas que tiñeron de naranja o rojo escarlata. Las personas que comieron las gelatinas naranjas pensaron que debían tener gusto a naranja. No reconocieron el gusto a remolacha y no les gustó la gelatina. Pero cuando comieron la gelatina roja, reconocieron el sabor y les gustó.

Barham y colegas suyos también están tratando de entender qué factor hace que la gente se sienta satisfecha cuando termina de comer. Los científicos han demostrado que posiblemente la gente se interese más por la compleja textura de los alimentos que por su buen sabor.

"Algunas personas aman el chocolate, el queso, o la Coca Cola, por lo tanto, se deduce que cuanto más le das de estos productos, más felices serán", aclara Barham. "Pero lo que notamos es que si les damos alimentos con un gusto especialmente rico, por lo general, lo saborearán por más tiempo, y terminarán comiendo menos que si les hubiéramos dado, por ejemplo, chocolate". La causa de esto, agrega Barham, es que posiblemente las personas prefieran probar gustos nuevos que degustar las mismas comidas una y otra vez.

Comidas de vanguardia

La manera más fácil de conocer la cocina de vanguardia o experimental es ir a uno de los tantos restaurantes que sirven exclusivamente este tipo de comidas. Uno de ellos, que ya he visitado, es el restaurante Moto en Chicago. Fue único y poco común.

Como entrada, el menú de Moto ofrece tan sólo dos opciones: un plato con 10 o 20 comidas. Luego de elegir, puedes comer el menú… ¡que sabe como una fina tajada de tortilla!

Si bien los platos del menú suenan conocidos, su presentación y gusto no lo son. Por ejemplo, la "ensalada griega", es una ensalada de pulpos (con un pulpo importado de África del Norte), acompañada de aderezos para ensalada que se sirven con jeringa. Primero, comes la ensalada y luego, aprietas el contenido de la jeringa en tu boca, lo cual le da el sabor de una ensalada griega (ten en cuenta que estas jeringas se fabrican especialmente para el restaurante Moto, o sea que no debes usar una jeringa del laboratorio de química para ese propósito).

Otros platos en el menú son: "barbacoa con frijoles y ensalada de repollo", que consiste en un lomo de carne cocinado por 12 a 16 horas y ensalada de repollo que se derrite mientras la comes (porque previamente se la hizo puré y luego se congeló); el escalope relleno con un líquido hecho del azafrán (una hierba como el lirio) servido en puré de tofu y vainilla, acompañado con una naranja; el Shuteye (pez espada originario de Hawaii) dorado al fuego rápidamente y acompañado con puré de tofu, algas marinas estofadas y palomitas de maíz.

El menú incluye tres postres o más, depende del tipo de plato que uno elija. Los postres incluyen una trufa de chocolate rellena con Cracker Jack caramelo crujiente, frambuesas congeladas en nitrógeno y una bola de chocolate blanco rellena con un sorbete de palomitas de maíz que se siente como palomitas de maíz crujientes en la boca. Al final de la comida, un mesero te sirve bizcocho licuado en una taza y café que es endurecido y moldeado en forma de bizcocho.

Los postres son creación de Ben Roche, el chef de pastelería de Moto, que tiene la misma pasión por sus nuevas creaciones así como Steve Jobs por el nuevo iPhone 3G. "Me gusta cambiar las expectativas de las personas con respecto a la comida", dice. "Trato de ir más allá de lo conocido en pastelería, mezclando ingredientes o cambiando la textura de la fruta. Es muy reconfortante cuando creas un postre que sabe muy rico y que nadie ha probado antes. Pero, por supuesto, los cliente son los mejores jueces."

¿Te interesa aprender cocina de vanguardia?

La mayor parte de los chefs que practican cocina de vanguardia tuvieron una capacitación tradicional. Pero además, de esta capacitación, también han aprendido sobre la ciencia de los alimentos a través de libros u otros chefs. A ellos también, les gusta experimentar con ingredientes de comidas para llegar a platos que saben, huelen y/o se ven diferentes a lo que espera la gente.

"Queremos romper los límites en cuanto a las técnicas de cocina, con audacia, pero con seriedad", dice Daryl Nash, gerente de chefs en Otom, sucursal de Moto en Chicago. "Miramos una tarta, un plato vegetariano o una hamburguesa con queso y nos preguntamos "¿Cómo podemos hacer que se vea diferente pero mantenga el gusto original? o ¿Cómo logramos que lo familiar se vea inusual y tenga un gusto aún mejor?

Uno de los platos preferidos de Nash del menú de Otom, que ofrece una mezcla de platos tradicionales y contemporáneos, se llama emparedado de Tocino-Lechuga-Tomate (BLT por sus siglas en inglés). Sin embargo, no parece un emparedado. Nash usa los mismos ingredientes que en un emparedado BLT, pero los prepara en forma diferente. Hace una mermelada con tomates, pimienta negra y mayonesa, crea un puré de lechuga romana y le añade a la mezcla trozos de masa fermentada para hacer pan. "Al final, no se parece en nada a un emparedado BLT, pero tiene exactamente el mismo gusto", explica Nash.

En algunas ciudades, como Nueva York o París, las personas que no han sido entrenadas como chefs pueden encontrarse con chefs de vanguardia y científicos de alimentos, gracias a programas de amplio alcance. Por ejemplo, desde abril de 2007, la Universidad de Nueva York ha estado organizando encuentros públicos, donde chefs, científicos y aficionados a los alimentos se reúnen y comparten información sobre sus hallazgos más recientes en cocina experimental.

En cada encuentro, oradores invitados hacen presentaciones de sus actividades actuales y contestan preguntas del público. Los encuentros son parte de un programa llamado Cocina Experimental Colectiva.

Referencias Selectas

• This, H. Food for Tomorrow? (¿Comida para mañana?) EMBO Reports 2006, 7 (11), págs. 1062-1066.

• Jarvis, L. M. Kitchen Chemistry (La Química de la Cocina). Chem. Eng. News, julio 7, 2008, págs 26-30.

• Cocina curiosa: http://curiouscook.com/cook/home.php

Haciendo una torta esférica de zanahorias

Uno de los postres más conocidos de Ben Roche es la torta de zanahorias con forma de esfera. En vez de utilizar un gran envase, una batidora y el horno, sus herramientas son el nitrógeno (en estado líquido y gaseoso), un globo y una jeringa.

Primero, Roche infla el globo con nitrógeno hasta que tenga una forma esférica. Luego usa la jeringa para llenar el globo con 60 centímetros cúbicos de la mezcla líquida para la torta de zanahorias a base de jugo de zanahoria, huevos, azúcar, jengibre y nueces. Luego, le agrega un poco de gas de nitrógeno para crear presión dentro del globo, de tal forma que el líquido es expulsado fuera del globo.

Luego congela el globo en nitrógeno líquido. Hace girar el globo en el nitrógeno líquido, por lo cual la torta de zanahoria líquida se congela sobre la superficie interior del globo, formando una cáscara. Luego Roche corta el globo con un cuchillo y el resultado final es algo parecido a un huevo de pascuas. Lo único que necesitas hacer es romperlo como un huevo y comerlo.

Para hacer este y otros postres, Roche usa guantes y gafas de seguridad. "La seguridad es muy importante al usar materiales de trabajo", aclara. "No recomendamos que los alumnos hagan esta torta de zanahoria en sus cocinas. Tal vez sea mejor poner en práctica esta receta con un chef experimentado o una persona con experiencia en el uso de equipos de laboratorio de química".

La química en la cocina

La cocina es un gran laboratorio; la cocción de cualquier alimento involucra a muchos cambios físicos y químicos.

Uno de ellos, la Reacción de Maillard,  es la responsable de algunos de los olores y sabores más destacados de la cocina. En qué consiste esta reacción?

Se trata de un conjunto complejo de reacciones que se producen entre las proteínas y  los azúcares, que se dan al calentar alimentos. Los productos mayoritarios de estas reacciones son moléculas cíclicas, que aportan sabor y aroma a los alimentos.

A este conjunto de reacciones se debe el color dorado de las carnes, de las cebollas cocidas en una sartén, el color oscuro amarronado   del dulce de leche y  el olor y color de tortas y   galletas. Tiene lugar en cuatro etapas, en la segunda y tercera aparece la coloración primero amarillenta y luego dorado amarronada y en la cuarta se generan sustancias aromáticas (aldehídos de bajo peso, volátiles) que se detectan fácilmente con el olfato.

Otro cambio muy común en la cocina, es la desnaturalización de las proteínas. Las proteínas se desnaturalizan cuando modifican su  plegamiento, cambiando su estructura. Al cocinar un huevo o la carne, se vuelven firmes, debido a este proceso. Sin embargo puede lograrse no solo con calor sino también con el agregado de alcohol, acetona, ácidos y bases. 

Cuando decimos que la leche se cortó, estamos haciendo referencia a que se produjo una desnaturalización proteica, el aumento de  ácido generado por las bacterias es el responsable de tal cambio.

En algunos casos este es un proceso reversible; esto depende del grado de modificación de las estructuras de la proteína, pero este  proceso puede tardar varias horas incluso días. Un ejemplo es la desnaturalización de las proteínas del pelo que se  produce cuando se hace una permanente o base (el agente desnaturalizante es básico), pero ese es otro tema.

Experiencia:

Cocinar una clara de huevo con acetona o alcohol: separar la clara y agregar acetona o alcohol, se observará que se coagula, apareciendo el blanco característico de la clara cocida.

Teoría de la Química

La Química es una ciencia que estudia la composición, las propiedades y las estructuras de las sustancias materiales así como los cambios que se producen al reaccionar con otras sustancias.

Partiendo de esta definición muy breve nos podemos imaginar que estamos rodeados de química, no hace falta irnos muy lejos y mirar en nuestra vida cotidiana. Seguro que tanto usted, que me está leyendo, como yo o todo el mundo, ha entrado en una cocina para elaborar un plato de comida. Tampoco hay ser un experto cocinero, simplemente con freír un huevo, saltear o hervir unas verduras, cocer un trozo de carne,… estamos empleando, sin darnos cuenta, un seguido de reacciones físicas y químicas. Antes de comentar unas cuantas reacciones que se llevan a cabo en la cocina, vamos a mencionar algo sobre los alimentos y de que están compuestos.

Podríamos dividir los alimentos en tres grandes grupos; las proteínas, los carbohidratos y las grasas. También estarían compuestos de minerales inorgánicos y sustancias orgánicas, como: las vitaminas, los ácidos, oxidantes y antioxidantes…

Las proteínas están compuestas principalmente de carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno. Las podemos encontrar tanto en los animales como en las plantas y nos ayudan a formar estructuras como la piel, el pelo, las uñas, los músculos… Un ejemplo de proteína es la lactoglobulina que se encuentra en la leche.

Los carbohidratos están compuestos por carbono, hidrógeno y oxígeno. En ellos podemos encontrar azúcares, almidón, celulosa, pectinas,… Algunos alimentos que contienen carbohidratos son el azúcar, las frutas, el pan, la pasta,… Un ejemplo de carbohidrato es la glucosa que se encuentra en el azúcar.

Las grasas son los enemigos de todas las dietas, sobre todo si se sufre sobrepeso u obesidad. Podemos encontrar dos tipos de grasas: las saturadas y las insaturadas.

Las grasas insaturadas no contienen átomos de hidrógeno y son líquidos en temperatura ambiente, su ejemplo más común es el aceite.

Las grasas saturadas se caracterizan porque cada átomo de hidrógeno está unido a un átomo de carbono y a temperatura ambiente son sólidos. Las podemos encontrar en las carnes rojas, lácteos y derivados…

Los minerales son sustancias que regulan las funciones del organismo, en la dieta las encontramos en cantidades pequeñas pero realizan funciones muy importantes. Son eliminadas por la orina o sudor. Los minerales necesarios más importantes son; el sodio, el magnesio, el calcio, el fósforo, el hierro, el flúor y el yodo, los podemos encontrar en diferentes alimentos como la leche, las legumbres, los frutos secos,…

Las vitaminas también son sustancias que el organismo necesita en pequeñas cantidades para regular sus funciones. El organismo no puede sintetizarlas así que tiene que adquirirlas por medio de los alimentos. Se dividen en dos grupos:

Hidrosolubles (solubles al agua): vitamina B y vitamina C.

Liposolubles (solubles en grasa): vitaminas A, D, K y E.

En la naturaleza encontramos los alimentos en estado crudo. Muchos de ellos, necesitan modificar su composición química a través de la aplicación de calor para que sean digestivos, y otros se consumen crudos. A través de los diferentes métodos de cocción lo que conseguimos es hacer que los alimentos sean más sabrosos y apetitosos, cambiamos su aspecto y textura, y además, cuando cocinamos estamos destruyendo casi todos los microorganismos (la cocción empieza a casi 36º, es decir a esta temperatura ya se empiezan a destruir las bacterias).

Podemos dividir los métodos de cocción según en la manera en que los realizamos:

· Cocción en medio seco o por concentración: Cuando empleamos este método de cocción evaporamos gran parte del agua y los elementos se concentran en el alimento, El calor hace que selle los poros del alimento y no deja que se escapen los jugos, por eso son tan apetitosos, pero se tendrá que tener en cuenta el tiempo de cocción. Podemos encontrar diferentes técnicas culinarias como: asar al horno, asar a la parrilla/plancha, gratinar, saltear/sofreír, a la brasa,…

 · Cocción en medio húmedo o por expansión: Cuando empleamos este método de cocción, sumergimos el alimento en algún líquido (agua, caldo, leche,…), con esto conseguimos que los elementos solubles como las vitaminas y minerales se disuelvan durante la cocción. Podemos encontrar diferentes técnicas culinarias como: hervir, blanquear, pochar, al vapor,…

 · Cocción en medio mixto o por combinación: En este método de cocción encontramos dos etapas, la primera se cuece el alimento por calor seco en una grasa, y segundo, lo finalizamos por calor húmedo. A parte de la cocción del alimento obtenemos un subproducto una salsa o jugo. Podemos encontrar diferentes técnicas culinarias como: guisar, estofar, brasear,…

Hemos visto que los alimentos están compuestos de elementos químicos necesarios para nuestro organismo y para cocinarlos empleamos diversas reacciones químicas.

¿Por qué lloramos cuando cortamos cebolla? 

También provocamos reacciones cuando cortamos. Un ejemplo muy simple es el de la cebolla que nos hace llorar cuando la cortamos. Lo que estamos haciendo sin darnos cuenta al cortar una cebolla, es que mezclamos una enzima y una proteína que combinadas provocan un compuesto con un olor característico y hace que ataque a las glándulas lágrimas. Al ser soluble al agua, si mojamos con agua el cuchillo en que cortamos, evitaremos llorar.

Autor:

Pablo Turmero