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Lehrplan
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01 Feuer
02 Dampf
03 Kennzeichen
04 Vinyl
05 Datenband
06 CD
07 Reifen
08 Öl
09 Katalysator
10 Holz
11 Beton
12 Dämmstoffe
13 Treibgase
14 Treibhaus
15 Regen
16 Brausen
17 Eis
18 Nudeln
19 Butter
20 Protein
21 Kochen
22 Bonbon
Gedanken
Impressum

Was passiert beim Kochen?

Fragen vorweg

1. Was ist der Unterschied zwischen einer exothermen und einer endothermen Reaktion? Erläutern Sie mit Worten und mit einer Zeichnung.

2. "Jetzt koche ich das Ei seit Stunden. Aber es wird einfach nicht weich!" Erläutern Sie diesem Eierkocher, was in dem Ei schon in den ersten fünf Minuten des Kochens passiert ist.

3. "Braten fügt Fett hinzu, und schwarze Bratränder sind krebserregend. Kochen ist verschwenderisch. Dünsten ist optimal." Kann man das so stehen lassen? Vergleichen Sie Braten, Kochen und Dünsten aus Ihrer Sicht.

4. "Mit der Mikrowelle sind Gerichte möglich, die es vorher nicht geben konnte, insbesondere was Füllungen betrifft. Also von gefüllter Paprika bis zur gefüllten Pute muss man das warme Essen aus der Mikrowelle neu erfinden."
Klären Sie, wie Speisen in der Mikrowelle heiß gemacht werden: Welcher chemische Stoff wird da erhitzt? Welche Region in einer Speise wird am heißesten?
Finden Sie unter den Hunderten von belanglosen Mikrowellen-Rezepten im Internet eines, das mit Braten oder Kochen gar nicht zu machen wäre. Oder erfinden Sie eines selbst, testen es und berichten.

"Erhitzen" bedeutet im Bereich der Atome, dass sie sich mit jedem Grad Temperatursteigerung heftiger bewegen. Beim Schmelzen ist die Bewegung der Teilchen einer Verbindung so groß, dass starre Bindungen zu den Nachbarn sich lösen. Beim Sieden reicht die Bewegungsenergie der einzelnen Teilchen aus, dass sie frei von Schwerkraft und Bindung an Nachbarn einen gegebenen Raum ganz ausfüllen.

Die meisten chemischen Prozesse beschleunigen sich bei Erhitzen. 
In Lebewesen geschieht das sogar exponentiell: Pro zehn Grad Temperaturerhöhung verdoppelt sich die Reaktionsgeschwindigkeit. Diese Steigerung nach der "RGT-Regel - RGT = Reaktionsgeschwindigkeit zu Temperatur" startet im Kriechtempo ab Null Grad und endet bei 45 Grad Celsius mit dem Tod des Lebewesens.

Bekannt ist, dass man annähernd gleichen Pfefferminztee aus kochendem wie aus kaltem Wasser zubereiten kann. Mit kochendem Wasser überbrüht, ist die Extraktion der Aromen aus den Pfefferminzblättern nach 5 Minuten so weit, wie sie bei Zimmertemperatur nach 12 Stunden ist.

Speisen werden erhitzt, um sie weich zu machen (bis auf Eier :-) . Hier ist das "Loblied aufs Kochen" aus  http://de.wikipedia.org/wiki/Kochen :

Die Bedeutung des Kochens liegt vor allem in den chemischen Reaktionen, die dabei ablaufen: das Zellgewebe wird gelockert, Eiweiße gerinnen, Bindegewebe gelatiniert, Fette verflüssigen sich, Stärke verkleistert, Mineralstoffe werden freigesetzt und Geschmacksstoffe gebildet. 
Neben der leichteren Verdaulichkeit von Fleisch und Früchten, die bis dahin den Hauptteil der Ernährung ausmachten, bewirkte das Kochen vor allem eine enorme Ausweitung des Nahrungsangebots: Bis dahin schwerverdauliche, ungenießbare oder auch giftige Tiere und Pflanzen konnten durch Kochen genießbar gemacht werden, darunter auch stärkehaltige Gräser und Wurzeln, von deren Nachkommen einige schließlich zu Grundnahrungsmitteln wurden. 
Weiter wirkt Kochen sterilisierend und konservierend, was unmittelbaren Einfluss auf die Gesundheit hat und die Möglichkeiten der Vorratshaltung verbessert. 
Im Gefolge der Erfindung des Kochens veränderte sich die menschliche Anatomie, vor allem das Gebiss: Es verkleinerte sich stark, was auch der Entwicklung des Sprechapparats und damit der Sprache förderlich war.

"Wir könnten nicht sprechen, hätten wir nicht zuvor kochen gelernt" - ein erstaunlicher Zusammenhang in der Evolution des Menschen.

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Chemisch sind vier Vorgänge beim Kochen näher zu betrachten:

Eiweiße gerinnen

Das Fachwort für die Gerinnung von Proteinen in der Hitze lautet "Denaturierung". Die Raumstruktur eines Proteins löst sich dabei auf. Die Hitze-Denaturierung ist irreversibel: Beim Abkühlen findet das Protein nicht mehr zu seiner vorherigen Raumstruktur zurück. Geronnene Proteine sind biologisch nicht mehr wirksam.

Bindegewebe gelatiniert

Hierzu müssen die unverdaulichen, zähen Proteine des Bindegewebes so heftig erhitzt werden, dass einige Peptidbindungen der Aminosäurestränge dieser Proteine aufreißen. Wenn das Bindegewebe gekocht wird, also sich in siedendem Wasser befindet, geschieht dies durch Hydrolyse - Wassereinlagerung und damit Spaltung der Peptidbindung in der Hitze. Das Ergebnis, die Gelatine, besteht aus wasserlöslichen Kollagenfasern.

Fette verflüssigen sich

Während Pflanzen viel Fett haben, das bis hinab zu tiefen Temperaturen flüssig ist - also Öl -  ist es für Tiere typisch, dass sich ihr Fett erst in Temperaturen verflüssigt, bei denen sie nicht mehr leben - also oberhalb ihrer Fiebergrenze. Beim Kochen (100 Grad Celsius) oder Backen und Braten ist das eigentliche Fett stets verflüssigt, wird aber noch von Bindegewebe gehalten. Durch Kochdauer und Temperatur kann man einiges Fett aus dem Fleisch holen. Dies geschieht z.B. beim Grillen von Hähnchen.

Stärke verkleistert  http://de.wikipedia.org/wiki/St%C3%A4rkeverkleisterung

Stärke ist ein typisches Pflanzenprodukt. Im Grundbau besteht sie aus langen Ketten von Glucosemolekülen. Wenn es bei diesen langen Ketten bleibt, ist Stärke wasserlöslich (Amylose). Es gibt aber auch wasserunlösliches Amylopectin. Dieses weist neben linear verknüpften Glucosemolekülen auch Quervernetzungen auf.

Glucose ist enorm wasserlöslich. Sie hält Wasser regelrecht fest, wie man am Honig sieht. Diese Affinität zum Wasser bleibt auch bei Stärke erhalten. Das Amylopektin der Stärke kann sich nun nicht mehr in Wasser lösen - aber es kann Wasser noch sehr gut festhalten. Es kann durch Wasseraufnahme auf ein Vielfaches seines Trockengewichts anschwellen. Hat Amylopectin etwas weniger Wasser um sich, als es einlagern könnte, so bindet es Wasser gemeinsam mit Nachbarmolekülen - das ist dann Kleister.. 

Beim Erhitzen mit Wasser quillt die Stärke bei 47–57 °C, die Schichten platzen, und bei 55–87 °C entsteht Stärkekleister. Verkleisterte Stärke und geronnenes Klebereiweiß bilden die Basisstruktur oder Krume von Gebäcken jeder Art.

Für die Klausur sind die ersten beiden Kapitel "Erhitzen" und "RGT-Regel", sowie die letzten "vier Vorgänge beim Kochen" bedeutsam.