Pochopenie pojmov teplota vzplanutia a teplota vznietenia je kľúčové v kontexte horľavých látok a bezpečnostných aspektov manipulácie s nimi. Teplota vzplanutia (flash point) je najnižšia teplota, pri ktorej kvapalina uvoľňuje dostatok pár na vytvorenie zápalnej zmesi so vzduchom, no na udržanie horenia je potrebný vonkajší zdroj zapálenia. Teplota vznietenia (ignition temperature alebo autoignition temperature) je minimálna teplota, pri ktorej sa látka spontánne zapáli a horí bez potreby vonkajšieho zdroja ohňa.
Zatiaľ čo tieto pojmy sú mimoriadne dôležité pre tuky, oleje a alkohol používané pri varení, samotné pevné potraviny nemajú jasne definované teploty vzplanutia a vznietenia v rovnakom zmysle ako horľavé kvapaliny. Namiesto toho pri vysokých teplotách prechádzajú procesmi degradácie, hnednutia a tvorby nových zlúčenín. Predložený text sa priamo nevenuje špecifickému rozdielu medzi teplotou vzplanutia a vznietenia pre jedlo ako také, ale podrobne rozoberá vplyv vysokých teplôt na vlastnosti potravín, ich nutričný obsah a bezpečnosť, ako aj správanie sa horľavého etanolu pri tepelnej úprave.
Vlastnosti a správanie etanolu pri varení
Etanol, bežne známy ako etylalkohol alebo jednoducho alkohol, je bezfarebná, horľavá kvapalina s charakteristickým zápachom. Jeho chemický vzorec je C2H5OH. Vzniká kvasením cukrov pôsobením kvasiniek, ktoré pracujú bez prístupu vzduchu. Teplota varu čistého etanolu je približne 78,37 °C. Pri destilácii sa využíva tento rozdiel teplôt, keďže alkohol sa odparuje skôr ako voda, čo umožňuje jeho následnú kondenzáciu a zber. Je však dôležité rozlišovať ho od toxického metanolu, ktorý má o niečo nižšiu teplotu varu a odparuje sa ako prvý.
Odparovanie alkoholu z jedla
Mýtus o úplnom odparení alkoholu počas varenia je rozšírený, ale výskumy, napríklad tie iniciované americkým ministerstvom poľnohospodárstva (USDA) v roku 1992, ukázali, že z pridaného alkoholu zostáva v jedlách 5 až 85 percent. Toto množstvo závisí od viacerých faktorov, vrátane doby varenia a miešania. Napríklad po 15 minútach varenia zostáva v jedle približne 40 % pôvodného alkoholu, po polhodine 35 %, po hodine 25 %, po dvoch hodinách 10 % a po dvoch a pol hodinách len 5 %. Pravidelné miešanie jedla tento proces odparovania urýchľuje.
Časť alkoholu môže v jedlách zostať aj kvôli tvorbe takzvanej azeotropickej zmesi s vodou. Táto zmes má konštantný bod varu a zloženie, čo znamená, že časť alkoholu zostáva viazaná vo vodnom roztoku aj pri vyšších teplotách.
Historicky existovalo viacero metód na meranie obsahu alkoholu v nápojoch. Jednou z kurióznych metód zo 16. storočia vo Veľkej Británii bolo použitie pušného prachu. Ak po ponorení do alkoholu a zapálení prach horel, alkohol bol považovaný za vysoko cenený. Napríklad rum s obsahom pod 57,17 % by podľa tejto metódy nebol horľavý. V roku 1816 bola zavedená "skúška hmotnosti alkoholu".
Vplyv vysokých teplôt na jedlo a nutričnú hodnotu
Konečný obsah živín v potravinách je často výrazne ovplyvnený spôsobom ich prípravy. Tepelná úprava spôsobuje v potravinách množstvo fyzikálnych a chemických zmien. Tieto zmeny závisia nielen od konkrétnej potraviny (jej zloženia, pH prostredia, prítomnosti vody atď.), ale aj od samotnej techniky prípravy.
Teploty a degradácia jedla
Pri teplotách 150 °C (napr. pri pečení) dochádza k zložitejším reakciám, určitej strate všetkých aminokyselín a vzniku typických zlúčenín vône a chuti. Pri teplotách 200 °C a vyšších (napr. vyprážanie, grilovanie) dochádza k izomerizácii pôvodných L-aminokyselín a k tvorbe príslušných D-aminokyselín a neobvyklých aminokyselín, ako je lyzinoalanín. Pri niektorých aminokyselinách môžu vznikať toxické produkty. Tieto extrémne teploty sú blízke, alebo dokonca prekračujú, teploty vzplanutia a vznietenia bežne používaných rastlinných olejov a tukov, čo podčiarkuje dôležitosť správnej kontroly teploty pri varení.
Denaturácia bielkovín
V bielkovinách existujú štyri štruktúry - primárna, sekundárna, terciárna a kvartérna. Tieto štruktúry určujú vlastnosti bielkovín. Tepelná úprava mení štruktúru bielkovín, mení ich prirodzené usporiadanie, a to je proces denaturácie. Zahrievaním sa zvyšuje tepelný pohyb molekúl vrátane peptidových reťazcov a uvoľňujú sa vodíkové mostíky, čím sa mení štruktúra molekuly bielkoviny. Narušia sa len sekundárne a terciárne štruktúry. Deje sa to preto, lebo denaturačná reakcia nie je dostatočne silná na to, aby porušila peptidové väzby. Preto primárna štruktúra, t. j. poradie aminokyselín, zostáva po denaturácii nezmenená. Denaturácia je nevratný proces.
Jednou z hlavných nevýhod denaturácie je strata biologickej funkcie bielkoviny. Na druhej strane je táto strata vo väčšine prípadov pre ľudský organizmus veľmi žiaduca, pretože umožňuje lepšiu stráviteľnosť bielkoviny a navyše si zachováva svoju výživovú hodnotu, t. j. výsledný obsah bielkovín je stále rovnaký.
- K prvým zmenám v konformácii bielkovín mäsa dochádza pri teplotách okolo 35 °C a zvyšuje sa tuhosť mäsa.
- Prvé viditeľné zmeny nastávajú pri teplote 45 °C, keď dochádza k skráteniu svaloviny s denaturáciou myozínu.
- Denaturácia aktínu nastáva pri teplotách 50 - 55 °C a plazmatické bielkoviny denaturujú pri teplotách 55 - 65 °C.
- Pri teplotách okolo 90 °C kolagén v mäse želatínuje a zvyšuje sa väznosť mäsa.
- Pri teplote 100 °C (t. j. pri bode varu) dochádza k určitým chemickým zmenám v molekule bielkovín (deaminácia a desulfurácia bielkovín).
K denaturácii bielkovín dochádza pri každej tepelnej úprave, ale stupeň denaturácie je ovplyvnený metódou úpravy, vlastnosťami potraviny, teplotou a dĺžkou úpravy. Ak dáte na panvicu 150 g kuracieho mäsa, po uvarení z neho zostane len približne 70 % pôvodnej hmotnosti, ale obsah bielkovín zostane rovnaký. Proteínový prášok je rovnako skutočnou potravinou ako kura, ktoré pečieme, a jeho zahrievanie ho nijako extrémne neničí; mení jeho štruktúru a dochádza k denaturácii, ale rovnakým spôsobom ako pri iných zdrojoch bielkovín.
Strata živín pri varení
Napriek pozitívnym účinkom tepelnej úpravy, ako je zvýšenie stráviteľnosti a biologickej dostupnosti živín, niektoré živiny sa varením znehodnocujú. Medzi ne patria najmä:
- Vitamíny rozpustné vo vode: vitamín C a vitamíny skupiny B (tiamín (B1), riboflavín (B2), niacín (B3), kyselina pantoténová (B5), pyridoxín (B6), kyselina listová (B7) a kobalamín (B8)). Varenie znižuje obsah vitamínu C v potravinách viac ako akýkoľvek iný spôsob prípravy. Napríklad brokolica, špenát alebo šalát strácajú varením viac ako 50 % pôvodného obsahu vitamínu C. Až 60 % tiamínu, niacínu a ďalších vitamínov skupiny B sa varením znehodnotí.
- Vitamíny rozpustné v tukoch: vitamíny A, D, E, K.
- Minerálne látky: draslík, horčík, sodík a vápnik.
V prípade varenia zeleniny vo vode sa vitamíny uvoľňujú do vody, ktorá zostane. Zeleninový vývar tak môže obsahovať 100 % pôvodných minerálnych látok a až 70 - 90 % vitamínov skupiny B.
Vybrané metódy tepelnej úpravy s vysokými teplotami
Smaženie a vyprážanie
Smaženie sa najčastejšie vykonáva na panvici, kde sa jedlo pripravuje v prítomnosti malého množstva oleja, masla alebo iných druhov tuku. Pri vyprážaní je jedlo ponorené úplne do horúceho oleja. Vo všeobecnosti je táto metóda relatívne neškodná z hľadiska zachovania vitamínov skupiny B, no má negatívny vplyv na obsah vitamínu C. Dôležitý je druh použitého tuku, ako aj jeho množstvo. Používanie oleja viackrát je možné, ale treba dbať na jeho kvalitu a správne skladovanie, aby sa zabránilo degradácii a dosiahnutiu nebezpečných teplôt.
Praženie a Grilovanie
Praženie je v podstate vysoká tepelná forma pečenia, kde jedlo je suché a hnedšie na vonkajšej strane po prvotnom vystavení teploty nad 260 stupňov Celzia. Tým sa zabraňuje väčšine vlhkosti vypariť sa z potraviny.
Grilovanie je rýchly, suchý a veľmi horúci spôsob varenia, kde sa jedlo nachádza pod intenzívnym sálavým teplom. Používajú sa rôzne zdroje tepla, ako napríklad spaľovanie uhlia, dreva, alebo elektrické vykurovanie. Počas grilovania sa však vyčerpá až 40 % vitamínov a minerálov skupiny B, pretože z mäsa odkvapkávajú šťavy. Pri grilovaní sa často spomína aj skutočnosť, že pri ňom vznikajú polycyklické aromatické uhľovodíky, ktoré môžu byť potenciálne karcinogénne. Výskum však naznačuje, že tvorbu týchto uhľovodíkov možno do značnej miery eliminovať odstránením tuku z potravín, čo vedie k tomu, že počas grilovania vzniká menej dymu, ktorý následne prichádza do kontaktu s potravinami.
Pečenie
Pečenie sa tiež vykonáva v rúre pomocou horúceho tepla, ale dlhší čas ako napríklad grilovanie. V porovnaní s varením sa pri tejto metóde stráca menej vitamínu C, ale dlhý čas pečenia škodí najmä vitamínom skupiny B, ktoré podľa štúdií strácajú až 40 % svojho pôvodného obsahu. Dôležité sú aj podmienky, teplota a čas varenia, ktoré môžu viesť k vysušeniu a degradácii živín.
Konfitovanie
Konfitovanie je technika pomalého varenia v tuku, pri ktorej sú suroviny ponorené v oleji alebo tuku pri pomerne nízkych teplotách (často v rozsahu 60-80 °C). Tým sa zabráni vysušeniu a dosiahne sa špecifická textúra. Táto metóda tiež ovplyvňuje denaturáciu bielkovín, ale v kontrolovanom prostredí, čo vedie k zachovaniu chuti a šťavnatosti.
Bezpečnosť potravín pri vysokých teplotách
V letných horúčavách sa v mäse a v živočíšnych potravinách veľmi rady množia a rastú mikroorganizmy. Plesne a mikroorganizmy nemusia byť na jedle zbadať, ale pre organizmus môžu byť nebezpečné a spôsobiť aj závažné zdravotné problémy. Správne varenie zabíja takmer všetky nebezpečné mikroorganizmy. Varenie potravín pri teplote 70 °C môže pomôcť zaistiť ich bezpečnosť pre konzumáciu. Na zničenie salmonel vo vajíčkach stačí, ak ich pri teplote 70 stupňov varíte desať minút.
Mikroorganizmy sa môžu množiť veľmi rýchlo, ak sa potraviny skladujú pri izbovej teplote. Tým, že sa teplota udržiava na hodnote pod 5 °C alebo nad 60 °C, rast mikroorganizmov sa spomaľuje alebo zastavuje.
Záver
Hoci sa predložený text priamo nezaoberá striktnou definíciou a porovnaním teploty vzplanutia a vznietenia pre jedlo ako také, detailne objasňuje vplyv rôznych teplôt na potraviny počas ich prípravy. Zdôrazňuje, že vysoké teploty môžu viesť k degradácii živín a tvorbe nových, niekedy aj toxických, zlúčenín, najmä pri 200 °C a vyšších, čo je kritické pri metódach ako vyprážanie a grilovanie, kde sa používajú tuky s vlastnými teplotami vzplanutia. Taktiež poukazuje na horľavosť etanolu ako ingrediencie. Pochopenie týchto procesov je nevyhnutné pre bezpečnú a nutrične hodnotnú prípravu jedál.
tags: #teplota #vzplanutia #a #vznietenia #jedla