Районная научно-практическая конференция

«Старт в науку»

СЕКЦИЯ

Мир науки

(ПРОЕКТ)

НА ТЕМУ

 «ЛАБОРАТОРИЯ НА КУХНЕ»

Выполнил: Уваров Л.Д.

обучающийся 4.4 класса

МАОУ «Лицей №36»

Научный руководитель: Лисичкина Т.В.

САРАТОВ

2025

СОДЕРЖАНИЕ

Введение        3

1. Основная часть        4

1.1.  Условия возникновения и признаки протекания химических реакций        4

1.2. Примеры химических реакций в кулинарии        4

2. Практическая часть - проведение «химического эксперимента на кухне»        6

Заключение        8

Список используемой литературы        9

ПРИЛОЖЕНИЯ        10

Введение

Актуальность

С процессом готовки ежедневно сталкивается каждый человек, не задумываясь о том, что продукты состоят из химических элементов, а процесс готовки – это ряд химических реакций. Таким образом, успех приготовления во многом зависит от знаний химии. А недостаток знаний может оставить вас без ужина. Этим определяется актуальность исследования.

Гипотеза:

Я предположил, что кухня является химической лабораторией, а процесс готовки – последовательностью химических реакций.

Цель работы:

Доказать, что в процессе приготовление пищи происходит множество химических реакций.

Задачи:

• Изучить условия возникновения и признаки протекания химических реакций;
• Привести примеры химических реакций в кулинарии;
• Провести ряд «химический экспериментов» на примере приготовления одного блюда.

1. Основная часть

1.1.  Условия возникновения и признаки протекания химических реакций

Чтобы доказать, что кулинария – это последовательность химических реакций, рассмотрим определение химической реакции.

Химическая реакция – это процесс превращения одного или нескольких исходных веществ в другие вещества.

Также существуют определенные условия возникновения химических реакций:

• Соприкосновение веществ (обязательное условие);
• Нагревание веществ (необходимо во многих, но не во всех случаях).

Существуют и определённые признаки, по которым мы можем судить о протекании реакции:

• Изменение цвета;
• Выпадение осадка;
• Выделение или поглощение теплоты;
• Выделение газа;
• Излучение света;
• Появление запаха.

Сразу можем подтвердить, что при приготовлении пищи ингредиенты часто смешиваются (соприкосновение веществ), и так же часто используется нагрев (варка, жарка, запекание, тушение, томление). В процессе готовки, в результате смешивания и нагрева, продукты меняют цвет, может выделяться газ, появляются ароматы, и может выпасть осадок (например, в вине, со временем на дне бутылке в осадок выпадает винная кислота).

1.2. Примеры химических реакций в кулинарии

Рассмотрим несколько известных химических реакций, применяемых в кулинарии.

Денатурация белков – химическое или температурное изменение пространственной структуры белков. Простыми словами - это процесс, происходящий под воздействием температуры или низкого уровня PH, так, например, яичный белок из прозрачного делается белым, а рыба и мясо при термической обработке меняют цвет на более светлый (Приложение 1).

Карамелизация – процесс химического преобразования сахаров при нагревании. Часто используют в кондитерском деле. В ходе этого процесса при нагревании сахар тает, кипит, образует пену и темнеет. Химия происходящих при этом реакций крайне запутана. При окислении сахаров при нагревании образуется множество сложных химических продуктов, многие из которых ещё не изучены (Приложение 2).

Карамелизация связана не только с изготовлением сладостей, так как сахара содержатся также в животной и растительной пище. Поэтому подобные процессы будут происходить и при приготовлении свинины на гриле, и при обжарке овощей или фруктов. Получившиеся сложные соединения придают пище вкус, цвет и аромат.

Реакция Майяра – химическая реакция между аминокислотой и сахаром, происходящая при нагревании. Названа данная реакция именем французского химика и врача Луи Камиля Майяра. Он один из первых исследовал эту реакцию в начале ХХ века. В результате реакции Майяра на жареной курице или пироге появляется корочка, а стейк при приготовлении заметно темнеет. Одна из важнейших химических реакций в кулинарии, следя за течением которой опытный повар использует разные режимы температуры и влажности. Например, при варке, вода не позволяет мясу разогреться до температуры, при которой возникнет реакция Майяра. Именно в этом будет разница между блюдами, приготовленными разными способами (Приложение 3).

Разложение соды. В выпечку часто добавляют соду для разрыхления теста и придания готовому продукту пышности. Дело в том, что при нагреве выше 60℃ пищевая сода распадается. В результате распада испаряются вода и углекислый газ, тем самым разрыхляя тесто и заставляя его «подниматься». Однако не всегда эта реакция идет достаточно активно, а остатки соды негативно сказываются на вкусе выпечки. Поэтому часто кулинары добавляют в тесто кислоту (кефир, уксус, лимонную кислоту), которая, взаимодействуя с содой гасит её, в результате выделяется газ и происходит разрыхление теста. А выверенное соотношение соды и кислоты содержится в готовом разрыхлителе теста (Приложение 4).

Мы рассмотрели лишь часть химических реакций, применяемых в кулинарии. Помимо них на кухне мы можем встретить реакции окисления, эмульгирование, реакции с дрожжами и многие другие химические процессы.

2. Практическая часть - проведение «химического эксперимента на кухне»

В практической части работы приготовим одно из самых простых блюд – шарлотку, которая, не смотря на простоту приготовления, получается не у всех. Иногда причиной этого является незнание происходящих химических процессов. Рассмотрим и докажем, что процесс приготовления – это ряд химических реакций.

Подготовим ингредиенты (Приложение 5):

• 4 яйца;
• стакан муки;
• стакан сахара;
• щепотка лимонной кислоты;
• ½ ч.л. соды;
• 3 яблока.

Для начала необходимо взбить яйца с сахаром. Есть разные рецептуры, где взбивают яйца либо целиком с сахаром, либо поочерёдно белки и желтки. В любом случае будут происходить химические процессы. В первом случае (а мы выберем именно этот вариант) при смешивании белков, желтков и сахара происходит процесс эмульгирования. Происходит он благодаря способности яичного желтка связывать жиры и жидкости.

Этот процесс помогает создать из ингредиентов однородную смесь, а также обеспечивает равномерное распределение жидкостей и жиров для получения кремообразных консистенций. А смешивание яичной смеси с сахаром насыщает её воздухом, что придаёт выпечке пышность, влагу и аромат. (Приложение 6) Во втором случае, при взбивании белков отдельно, мы можем наблюдать процесс частичной или полной денатурации белка. Образующаяся пена состоит из пузырьков воздуха, окруженных белковыми пленками. Образование этих пленок сопровождается изменением конфигурации молекул белка.

Следующим этапом добавим к сахарно-яичной смеси муку и ещё раз всё взобьем. Добавим в тесто разрыхлители: соду и лимонную кислоту, среагировав они начнут выделять газ, который придаст тесту пышность и структуру. Проведем эксперимент, смешав в ложке немного соды и лимонной кислоты, и капнув пару капель воды (Приложение 7). Замечаем шипение и бурное выделение газа. Значит подобная реакция произойдет и в тесте. Пока готовили форму для выпечки уже начали наблюдать пузырьки газа на поверхности теста. Заливаем полученным тестом нарезанные ломтики яблок. Пора ставить пирог в духовку!

Попробуем добиться реакции Майяра. В тесте уже есть сахар и белок, необходимые для её протекания. Температура выпечки для успешной реакции и образования цвета и корочки должна быть не ниже 150-160℃. Разогрели духовку до 180℃.

Оставляем пирог до готовности.

Спустя время наблюдаем, как из жидкого состояния тесто приобрело другую консистенцию под воздействием нагрева веществ. Наблюдаем образование аппетитной корочки – реакция Майяра прошла успешно (Приложение 8).

Заключение

Проведенный в работе эксперимент позволил нам доказать, что в процессе готовки продукты участвуют во множестве химических реакций, в результате течения которых в готовом блюде образуются различные текстуры, вкусы и запахи.

Таким образом мы подтвердили нашу гипотезу о том, что кухня — это настоящая химическая лаборатория, процессы на которой до сих пор изучены не до конца. Зная о том, какие основные химические реакции происходят в процессе приготовления еды, готовить, наблюдать и экспериментировать намного интереснее, а еда получается гораздо вкуснее и полезнее!

Список используемой литературы

1. Артур Ле Кен Химия кулинарии. Что такое вкусная еда с научной точки зрения. — М.: Издательская группа  «Азбука-Аттикус», 2020.— 314 с.
2. Голубев В.Н. Основы пищевой химии. — М.: Биофармсервис, 1997. — 223 с.
3. Зубкова Н.М. Научные ответы на детские "почему". Опыты и эксперименты для детей от 5 до 9 лет/ Н. М. Зубкова. - М.: Речь, 2013. – 64с.
4. Качур Е. Увлекательная химия/. Е. Качур. – М.: Детство, 2017. – 80с.
5. Ольгин О.М. Давайте похимичим! Занимательные опыты по химии/ Ил. Е. Андреевой. – М.: Дет. Лит., 2002. – 175 с.: ил. – (Знай и умей).
6. Официальный сайт Политехнического музея. Режим доступа - https://polymus.ru/media/detail/khimiya-v-kastryule/
7. Скурихин И. М., Нечаев А. П. Все о пище с точки зрения химика. — М.: Высшая школа, 1991. — 287 с.