Kulinarische Physik - brgkepler.atrath/fba/kulinarische_physik.pdf · auch zum Schluss noch eine...

DIPLOMARBEIT

KKUULLIINNAARRIISSCCHHEE PPHHYYSSIIKK

Zur Erlangung des akademischen Grades Magister der Naturwissenschaften

an der Karl-Franzens-Universität Graz

vorgelegt von

Silke Maier

am Institut für Experimentalphysik O.Univ.-Prof. Dr. Heinz Krenn

Mag. Dr. Gerhard Rath

Graz, 2002

Inhaltsverzeichnis

Vorwort 1

Was ist kulinarische Physik? 3

Warum und wie werden Speisen erwärmt? 5

Der Herd 6 Das Kochfeld 6 Das Backrohr 7

Die Mikrowelle 9

Was könnte man heute kochen? 16

Das Frühstück 16 Der Tee 16 Der Kaffee 22 Die Milch 27 Das klassische Frühstücksei 29 Das Ein mal Eins des Brötchenbackens 35

Das Mittagessen 39 Die Suppe 39 Das Hauptgericht 42 Die Beilage 57 Die Nachspeise 64 Das Verdauungsschnäpschen 73

Das Abendessen 76

Schulischer Bezug 84

Chemische Begriffe 97

Physikalischer Index 100

Bildquelle 101

Literaturverzeichnis 103

Vorwort 1

Vorwort

Als es in meinem Studium so weit war, mir über eine Diplomarbeit Gedanken machen zu müssen, erkundigte ich mich über verschiedene Themen, die zur Auswahl standen. Da mich keines wirklich ansprach, machte ich mir selbst Gedanken, über welches Thema ich gerne schreiben würde. Für mich stand fest, dass ich ein Thema wählen würde, welches ich später beim Unterrichten in der Schule einmal verwenden kann. Ich erinnerte mich, dass ich mich immer schon gefragt hatte, warum man in der Küche bestimmte Dinge so und nicht anders macht. Ich dachte an die Anfänge meiner Kochkünste zurück und mir fiel auf, dass mir meine Mutter und meine Großmutter sehr viel beigebracht haben, was in keinem Kochbuch stand. Da ich immer schon ein Mensch war, der alles hinterfragte, wollte ich schon damals wissen, warum man dieses und jenes so macht oder wie viel man genau von irgendeiner Zutat hineinmischt. Ich bekam aber von meiner Mutter meistens nur die Antwort, dass es Ihre Mutter schon so gemacht habe. Damals machte ich mir keine weiteren Gedanken darüber und fand mich damit ab. Als ich dann während meines Studiums in Graz auf mich alleine gestellt war, musste ich selbst kochen. Eigentlich waren es anfangs nur Kleinigkeiten: Warum kocht das Wasser schneller, wenn man den Deckel auf den Topf gibt? Aus solchen kleinen Überlegungen ergab sich die Frage, ob Kochen nicht etwas mit Physik zu tun haben könnte. Als ich mich dann genauer über dieses Thema informierte, stellte ich fest, dass wirklich fast alles, was sich in der Küche abspielt, mit Physik zu tun hat. Als ich meinen Themenvorschlag Professor Rath und Professor Krenn unterbreitete, hatten sie keine Einwände eine Diplomarbeit über dieses Thema zu betreuen. Als ich mit diesem Thema an die Öffentlichkeit bzw. an meine Familie und Freunde trat, wurde ich nur verwundert angeschaut. Immer wieder hörte ich: „Was hat Kochen mit Physik zu tun?“ Man konnte sich nicht vorstellen, in welcher Verbindung die beiden miteinander standen. Diese Reaktionen bestärkten mich noch mehr, die Diplomarbeit in Angriff zu nehmen und zu versuchen, diese Frage zu erörtern.

Vorwort 2

Als ich begann, meine Diplomarbeit zu verfassen, musste ich mir zuerst über eine bestimmte Systematik zur Einteilung der Diplomarbeit Gedanken machen. In erster Linie musste ich zwischen der Fachsystematik und der Alltagssystematik entscheiden. Diese beiden liegen in vielen physikalischen Unterrichtsthemen parallel vor, man muss sich daher entscheiden, welchen Zugang man zu einem bestimmten Thema wählt. Man kann das Thema hinsichtlich der Fachsystematik aufbauen, das würde in diesem Fall bedeuten, das man die Arbeit zum Beispiel in die Bereiche Thermodynamik, Elektrodynamik und Chemie bzw. Mikrophysik einteilt. Im Teilgebiet Thermodynamik würde man die verschiedenen Wärmübertragungsarten, sowie Temperatur, Osmose und Diffusion behandeln und in Elektrodynamik die verschiedenen Wärmequellen wie Herd und Mikrowelle. Wenn man das Thema aber bezüglich der Alltagssystematik aufbaut, wird man nach einem bestimmten täglichen Ablauf oder nach einer Menüzusammenstellung vorgehen. Ich werde mich in meiner Diplomarbeit an die Alltagssystematik halten, da dadurch eine gewisse Praxisnähe gegeben ist. Vor allem für die Verwendung in der Schule ist dieser Zugang besser geeignet als der fachbezogene. Dadurch kann man an den Vorkenntnissen der Schüler anknüpfen, sie mit alltäglichen Situationen konfrontieren und ihr Interesse an dem Thema wecken. Anfangs gingen meine Vorstellungen in Richtung verschiedener Menüzusammenstellungen, welche aus verschiedenen Vorspeisen, Suppen, Hauptgängen und Nachspeisen bestehen. Der Großteil der Rezepte betraf sehr ausgefallene Speisen, wie zum Beispiel ein Kalbsfrikandeau, welche man im täglichen Leben wahrscheinlich eher selten kocht, da sie sehr aufwändig und vor allem schwer nachzukochen sind. Ich spreche aus eigener Erfahrung, denn ich bin bei einigen gescheitert. Da es um die physikalischen Aspekte in den Rezepten geht und nicht um ein Kochbuch für ein Fünfsterne Menü, habe ich mich entschieden, einen anderen Weg einzuschlagen. Man kann die wichtigsten Experimente und Reaktionen auch aus einfachen Rezepten herausfiltern. Ich werde versuchen, an elementaren Nahrungsmitteln und einfachen Rezepten den Zusammenhang zwischen der Physik und der Küche zu erläutern. Deshalb beschäftige ich mich in meiner Diplomarbeit mehr mit solchen Speisen, mit denen jeder schon einmal zu tun gehabt hat. Vor allem sind diese einfacheren Speisen auch Schülern geläufiger, welche die Zubereitung von Pommes frittes und Hamburger sicherlich interessanter finden als die einer Ente à la Brillat–Savarin.


Was ist kulinarische Physik?

Die kulinarische Physik beschäftigt sich mit den Zusammenhängen zwischen der Kochkunst und den Naturwissenschaften – insbesondere der Physik.

(Univ.-Lekt. Mag Werner Gruber, TU Wien)

Um diese Frage befriedigend beantworten zu können, muss man sich zuerst mit der Frage „Was ist Physik?“ beschäftigen. Diese Frage ist nicht leicht zu beantworten, da viele Definitionen von Physik Zirkelschlüsse enthalten. Das heißt, Physik ist eine Wissenschaft, die durch Begriffe definiert wird, welche erst durch die Physik selbst geprägt werden. Ein Beispiel: „Physik ist das, was die Physiker machen.“1 Die Physik ist eine besondere Methode der Erkenntnisgewinnung, sie wird durch ein Wechselspiel von Theorie und Experiment bestimmt. Entweder versucht man eine fundierte Theorie durch reproduzierbare Experimente zu bestätigen oder das Experiment sagt ein zukünftiges Prinzip vorher, welches vielleicht später zu einer Theorie führt. Solche Theorien müssen sich auf einfachste Elemente stützen, um mathematisch beschrieben werden zu können, und dadurch in einer Formulierung von Gesetzen zu enden. Das Kochen selbst ist alles andere als eine Wissenschaft, denn hier sind die einzelnen Faktoren, welche auf ein Rezept eingehen, nicht genau definiert. Betrachtet man zum Beispiel die Definition von einem Teelöffel, dann weiß man nicht, ob dieser Löffel gehäuft oder gestrichen sein soll und vor allem variieren die einzelnen Größen der Teelöffel selbst. Wenn in einem Rezept als Zeitangabe langsam erhitzen steht, entspricht das einer Minute oder zehn Minuten? Ähnlich ist es mit dem Begriff „mittlere Hitze“.

Was passiert nun beim „wissenschaftlichen“ Kochen?

Die Physik spielt in zwei Bereichen des Kochens eine große Rolle. In erster Linie in der Vorgehensweise des Kochens, wenn man zum Beispiel ein bestehendes Rezept verbessern will: 1. Aufstellen einer Hypothese. Zum Beispiel stellt man sich die Frage, ob

dieses oder jenes Gewürz zu diesem Gericht passt, oder ob man den Kuchen vielleicht doch noch fünf Minuten länger erhitzen hätte sollen.

2. Man führt ein Experiment durch. Wenn man dieses bestimmte Gericht das nächste Mal kocht, dann mit den in der Hypothese festgelegten Verbesserungsvorschlägen.

3. Dokumentation: Man notiert, ob die Speise besser oder schlechter schmeckt und dokumentiert die Veränderungen im Rezept.

1 Siehe [6]S57


Vielen Köchen, die dieses Konzept durchführen, ist nicht klar, dass dieses Vorgehen einen Aspekt der naturwissenschaftlichen Methodik verkörpert. Viele Hypothesen stammen aus Kochbüchern oder wurden von Müttern oder Großmüttern überliefert. Einige davon sind durchaus richtig, aber bei vielen handelt sich um Vorurteile, die falsch sind. Solchen falschen Hypothesen wird man in dieser Arbeit begegnen und es wird versucht, diese mit genauer Beobachtung und mit Hilfe der zugrundeliegenden Physik und Chemie zu widerlegen. Der zweite Bereich, in den die Physik hineinspielt, ist der Kochvorgang selbst. Es laufen während des Kochens physikalische Prozesse sowie chemische Reaktionen ab, welche genauer betrachtet werden. Wenn man verschiedene Kochbücher studiert und die Rezepte genauer betrachtet und ausprobiert, findet man zwei verschiedene Arten von Rezepten, die kritischen und unkritischen. Bei den unkritischen ist es egal, ob man einen Esslöffel mehr oder weniger von einer Zutat beimengt. Die kritischen Rezepte sind für das wissenschaftliche Kochen wesentlich besser geeignet, da hier genaue Angaben vorgegeben sind. Man kann sie unter gleichen Voraussetzungen beliebig oft reproduzieren, sodass man daraus verschiedene Prinzipen ableiten und eine Theorie aufstellen kann, welche zu einem allgemein gültigen Gesetz führt. In Analogie zu den physikalischen Gesetzen gibt es auch im kulinarischen Sprachgebrauch ein allgemein gültiges Gesetz „Das Gesetz des letzten Bissens“. Es besagt: Jede Speise ist mengenmäßig so angeordnet, dass man auch zum Schluss noch eine Gabel vom Hauptgericht und der Beilage hat.


Warum und wie werden Speisen erwärmt?

In diesem Kapitel geht es um die Frage, warum man Speisen überhaupt erwärmt, welche Geräte man dazu benötigt, sowie über deren Aufbau und Funktionsweise.

WWAARRUUMM EERRWWÄÄRRMMTT MMAANN SSPPEEIISSEENN?? Wenn man daran denkt, auf wie viele verschiedene Arten Speisen zubereitet werden, findet man heraus, dass einige dadurch härter, einige im Gegensatz dazu weicher werden. Andere wiederum will man schmackhafter oder verdaulicher machen. Das heißt, Speisen werden erwärmt um sie genießbar, besser verdaulich oder schmackhafter zu machen.

WWEELLCCHHEE TTEEMMPPEERRAATTUURREENN SSIINNDD FFÜÜRR DDIIEE ZZUUBBEERREEIITTUUNNGG VVOONN SSPPEEIISSEENN WWIICCHHTTIIGG??

-196 °C flüssiger Stickstoff

0 °C Wasser gefriert Gefrierschrank

4 °C Wasser hat die geringste Ausdehnung Kühlschrank

40 °C Muskelproteine denaturieren Herdplatte

44 °C Fischkollagen schrumpft Herdplatte

60-65 °C Säugetierkollagen schrumpft, Herdplatte, Backrohr

65 °C Die meisten Salmonellenstämme sterben ab Herdplatte, Backrohr

75 °C Geflügelkollagen schrumpft Herdplatte, Backrohr

100 °C Wasser verdampft Herdplatte, Backrohr, Mikrowellenherd

130 °C Innentemperatur des Druckkochtopfes Herdplatte, Backrohr

140 °C Die Maillard-Reaktion setzt ein Herdplatte, Backrohr, Griller

200 °C

Es bilden sich krebserregende Stoffe– Verkohlung

Herdplatte, Backrohr, Griller

1

1 siehe [11]

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WWEELLCCHHEE GGEERRÄÄTTEE BBEENNUUTTZZTT MMAANN ZZUUMM EERRWWÄÄRRMMEENN VVOONN SSPPEEIISSEENN??

Im folgenden werden die in der Praxis am häufigsten verwendeten Geräte behandelt, der Herd und die Mikrowelle.

Der Herd Herde dienen zum Kochen, Backen, Braten, Dünsten oder Grillen von Lebensmitteln. Man unterscheidet mehrere Arten von Herden: Elektro-, Gas- und Induktionsherde. Da ein Herd aus einem Kochfeld und einem Backrohr besteht, muss man des weiteren zwischen den verschiedenen Arten von Herdplatten und verschiedenen Arten von Backrohren unterscheiden. In diesem Rahmen werden nur die gängigen Arten besprochen.

Das Kochfeld Bei der elektrisch betriebenen Herdplatte erfolgt die Erwärmung der Speisen durch elektrische Energie. (Abb.1) Die Kochplatte besteht aus wärmeleitfähigem Gusseisen. Im Plattenkörper sind mehrere elektrische Widerstände (Heizdrähte oder Heizleiter), die von einer keramischen Isoliermasse umgeben sind, eingearbeitet. Wenn nun Strom durch diese Heizdrähte hindurchgeleitet wird, erwärmt sich der Draht aufgrund des elektrischen Widerstandes und die Herdplatte wird heiß. Um die Temperatur regeln zu können sind mehrere Widerstände in einer Platte eingebaut, wodurch die Stromstärke und damit die Wärmeleistung eingestellt werden können. Die Mitte der Platte ist unbeheizt, um Wärmestau und Überhitzung zu vermeiden.

Abb.1: Querschnitt durch die Herdplatte

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Das Glaskeramikkochfeld besitzt statt der ausgeprägten Kochplatten mit Überfallrand eine durchgehend glatte Fläche, auf der die Kochzonen markiert sind. Hier befinden sich die Heizleiter an der Unterseite der Platte. Die Art der Wärmeausbreitung erfolgt bei der Kochplatte durch Wärmeleitung.. Die Wärmeleitung im Metall wird durch die freien Elektronen und deren Wechselwirkung mit dem Metallgitter hervorgerufen. Die Elektronen stoßen mit den Atomen des Metalls zusammen und werden somit zum Schwingen angeregt. Daher erhöht sich die Bewegungsenergie der Atome und die Temperatur steigt. Welches Metall für die Heizdrähte verwendet wird, hängt von den gewünschten Temperaturen ab. Für Temperaturen bis 500°C verwendet man Nickelin (Legierung aus Nickel und Kupfer). Eisen ist, wegen der Oxidation bei hohen Temperaturen, nicht geeignet.

Das Kochfeld eines klassischen Gasherdes ist mit einem Topfgitter und einem offenen Brenner ausgestattet, aus denen das Gas austritt. Eine elektrische Funkenzündung startet den Brennvorgang, Gasfluss und Luftzufuhr stellen die Flamme auf die gewünschte Größe ein. Ein moderner Gaskocher benötigt ungefähr 50% weniger Energiezufuhr als ein elektrischer Herd.

Bei der Induktionskochstelle bleibt die Herdplatte selbst kalt, nur das spezielle Kochgeschirr (zum Beispiel: Stahlemail, Gusseisen) erwärmt sich. Unter dem Kochfeld befinden sich Induktionsspulen, die mit mittelfrequenten Wechselströmen gespeist werden. Sie erzeugen magnetische Wechselfelder, die im magnetisierbaren Kochgeschirr Wirbelströme erzeugen.

Das Backrohr Im Backofen wird die Wärme langsam aufgebaut, bis die eingestellte Temperatur erreicht ist. Ab diesem Zeitpunkt steuert ein Thermostat die Stromzufuhr und hält die Temperatur (zwischen 50°C und 250°C) konstant. Er ist durch seine gleichmäßige und fein regulierbare Wärmezufuhr für die Wärmezubereitung vielseitig nutzbar. Die Wärmeübertragung erfolgt durch Wärmeleitung, Wärmekonvektion und Wärmstrahlung sowie durch Kombinationen dieser Wärmeübertragungsarten. Je nach der Beheizung gibt es im Backrohr: - Ober- und Unterhitze - Umluft - Grillbeheizung


HINWEIS: Die einzelnen Wärmübertragungsarten des Herdes werden auch im Kapitel „Schulischer Bezug“ im Arbeitsblatt 2 behandelt.

Beim Backofen mit Ober- und Unterhitze findet die Wärmeübertragung durch Wärmestrahlung und natürliche Wärmekonvektion statt. (Abb.2)

Abb.2: Das Backrohr

Das Backrohr wird ebenso wie die Herdplatte über Heizdrähte erwärmt. Die Heizwendeln, welche sich außerhalb des Garraums, auf der Ober– und Unterseite des Backrohres befinden, bestehen aus diesen Heizdrähten. Diese können durch einen Schalter gemeinsam oder getrennt geschaltet werden. Dadurch ist es möglich Speisen unterschiedlich zu erwärmen. Die Wärme wird durch Gase (Luft) transportiert, die aufgrund von Temperatur-unterschieden strömen. Dadurch werden erheblich größere Wärmemengen transportiert als zum Beispiel durch Wärmeleitung bei der Kochplatte.

Beim Backrohr mit Grillfunktion sind zusätzliche Heizstäbe im Innenraum eingebaut.

Die Wärmeübertragung beim Umluftherd (bzw. Heißluftherd) (Abb.3) erfolgt durch eine Zwangskonvektion. Die Umschichtung von heißer und kalter Luft im Backrohr wird zusätzlich herbeigeführt. Dazu befindet sich ein Ventilator und ein ringförmiger Heizkörper in der Rückwand des Backrohres. Der Ventilator saugt die Luft aus dem Backraum an, und drückt sie in den Ofen zurück. Da die Luft bzw. der Dampf in Bewegung kommt, erreicht man eine gleichmäßige Temperaturverteilung und somit eine bessere Wärme-übertragung. Da die Wärme besser verteilt wird, kann man gleichzeitig mehrere Bleche einschieben.

Wärme- strahlung

Konvektion

Heizwendel Wärmeisolation


Abb.3: Umluftbackofen

Die Mikrowelle Mikrowellengeräte eignen sich zum schnellen Auftauen, Erhitzen oder Garen von Lebensmitteln. Am häufigsten werden sie zum Erwärmen von bereits vorgefertigten Gerichten und zum Auftauen von Tiefkühlkost verwendet.

WWAASS SSIINNDD MMIIKKRROOWWEELLLLEENN?? Als Mikrowellen bezeichnet man elektromagnetische Strahlen, die sich im Frequenzbereich von 109 Hz bis zu 1012 Hz bewegen. Mikrowellen Wechsel-wirken wegen ihrer großen Wellenlänge (< 30cm; z.B. λ=12,25 cm) mit Wassermolekülen. Das heißt, treffen Mikrowellen auf Wassermoleküle, beginnen die Wassermoleküle sich im Mikrowellenfeld zu orientieren, bzw. zu schwingen. Die Geschwindigkeit der Wassermoleküle steigt und dadurch auch die Temperatur. Es wird dabei elektromagnetische Energie in Wärme umgewandelt. Die Mikrowellen dringen in das Essen ein und erwärmen dieses rasch, indem sie seine Wassermoleküle in Bewegung bringen.

WWEELLCCHHEE TTEEMMPPEERRAATTUURREENN KKAANNNN MMAANN IINN EEIINNEERR MMIIKKRROOWWEELLLLEE EERRRREEIICCHHEENN??

In der Mikrowelle kann man keine Temperaturen höher als 100°C erreichen, da nur die Wassermoleküle erhitzt werden und diese ab 100°C verdampfen.

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WWAARRUUMM BBLLIITTZZTT EESS,, WWEENNNN MMAANN EEIINNEENN TTEELLLLEERR MMIITT GGOOLLDDRRAANNDD IINN DDIIEE MMIIKKRROOWWEELLLLEE SSTTEELLLLTT??

Mikrowellen können von manchen Materialien, wie zum Beispiel Metallen, reflektiert werden und zu lokal hohen Feldstärken führen. Dieses verursacht Ionisierung und elektrischen Durchschlag (Funkenentladung), welcher den Mikrowellengenerator beschädigen kann. Mikrowellen können aber auch Materialien durchdringen, ohne dass es dabei zu einer wesentlichen Erwärmung kommt. Aus derartigen Materialien (Glas, Keramik, Kunststoff) besteht das speziell hierfür entwickelte Mikrowellengeschirr.

WWIIEE EENNTTSSTTEEHHEENN MMIIKKRROOWWEELLLLEENN?? Sie werden von einem Mikrowellengenerator, dem sogenannten Magnetron, erzeugt. (Abb.4) Er besteht aus einer Vakuumröhre, einer stabförmigen Glühkathode und einer dazu konzentrisch angeordneten Anode, die an eine Spannungsquelle angeschlossen sind. Diese Röhre befindet sich in einem konstanten magnetischen Feld, das von einer stromdurchflossenen Spule erzeugt wird. Die Kathode ist negativ geladen, von ihr treten Elektronen aus. Diese Elektronen werden vom Magnetfeld abgelenkt und auf Bahnen gezwungen, die um die Kathode laufen. Dabei beeinflusst die Stärke des Magnetfeldes die Bahnkrümmung und die Umlauffrequenz der Elektronen. Die kreisenden Elektronen und die Ströme in der Auffanganode erregen eine elektromagnetische Strahlung, die geeignet in den Garraum des Mikrowellenherdes eingekoppelt wird. Die Frequenz der Strahlung entspricht der Umlauffrequenz der Elektronen im Magnetfeld.

Abb.4: Magnetron und Elektronenlaufbahn

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WWIIEE GGEELLAANNGGEENN DDIIEE SSTTRRAAHHLLEENN IINN DDEENN GGAARRRRAAUUMM?? Die im Magnetron erzeugten Mikrowellen werden von einer Antenne, dem sogenannten Koppelstift, über einen Hohlleiter in den Garraum eingespeist, um dort das Gargut zu erwärmen. Dazu gibt es zwei Möglichkeiten: 1. Mikrowellenausführung mit Drehteller: (Abb.5)

Hier entsteht im oberen hinteren Bereich ein dünner Mikrowellenstrahl, der horizontal durch den Garraum gerichtet ist und für die Erwärmung benötigt wird. Der Mikrowellenstrahl wird quer durch den Garraum geschickt, dort trifft er auf eine Metallplatte, auf der er reflektiert wird. Das Gargut wird nur in einem bestimmten Bereich, durch den der Mikrowellenstrahl geht, erwärmt. Durch die Drehung des Tellers werden sukzessive alle Bereiche erwärmt, und somit das ganze Gargut. Da aber in der Mitte des Gargutes, also im Drehpunkt, der Mikrowellenstrahl immer (abhängig von der Leistungsangabe) durchgeht, ist es dort am heißesten. Daher könnte man die Strahlungsbreite des Mikrowellen-strahles messen, indem man Reis kocht. Wenn man einen breiten Topf mit Reis und Wasser genau in die Mitte des Drehtellers hineinstellt und dieses erwärmt, stellt man beim Herausnehmen des fertigen Reises fest, dass sich in der Mitte eine kleine Erhöhung gebildet hat. Diese Erhöhung kommt daher, dass der Strahl in diesem Bereich immer wirksam war und die Reiskörner an dieser Stelle mehr aufquellen. Der Durchmesser der Erhöhung entspricht dann der Breite des Strahls.

Abb.5: Strahlengang durch den Mikrowellenherd mit einem Drehteller

Metallplatte

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2. Mikrowellenausführung ohne Drehteller: (Abb.6)

Hier wird der Mikrowellenstrahl auf rotierende Spiegel eines Reflektorflügels gerichtet, der sich oberhalb des Garraumes befindet. Er wird beim Auftreffen auf die Reflektoren unterschiedlich reflektiert, sodass sich die elektromagnetischen Strahlen gleichmäßig im Garraum verteilen. Der aus Metall bestehende Garraum wirkt wie ein Hohlraumresonator, denn die Innenmaße sind auf die Wellenlänge der Mikrowelle abgestimmt. Die von den Wänden reflektierten Wellen interferieren mit den jeweils ankommenden. Obwohl sich die Mikrowellen bei der Umwandlung der Mikrowellenenergie in Wärme abschwächen, dringen sie dennoch in das Innere des Gargutes ein. Dadurch entsteht gleichmäßige Wärme in den äußeren und tiefer liegenden Schichten des Lebensmittels. Die Erwärmung der tieferen Schichten erfolgt zusätzlich durch Wärmeleitung von außen nach innen.

Abb.6: Strahlengang durch den Mikrowellenherd ohne Drehteller


WWIIEE RREEGGEELLTT SSIICCHH DDIIEE LLEEIISSTTUUNNGG BBEEII EEIINNEEMM MMIIKKRROOWWEELLLLEENNHHEERRDD??

Man betrachte einen 800W Mikrowellenherd, welcher über einen Schalter zur Leistungsregelung zum Beispiel auf 400W eingestellt werden kann. Diese Regelung lässt einen in dem Glauben, dass der Mikrowellengenerator nur mit der halben Leistung arbeitet. Das stimmt aber nicht, da man die Leistung des Magnetrons direkt nicht ändern kann. Das Problem ist die feste Geometrie des Magnetrons, welches eine bestimmte Mikrowellenfrequenz erzeugt. Denn wenn man die Energiedichte der Mikrowellen verändern möchte, müsste man entweder die Frequenz oder die Amplitude der Mikrowellen vergrößern. Das erstere scheidet aus, da die Mikrowellen genau auf die Absorption der Wassermoleküle eingestellt sind. Deshalb musste sich die Mikrowellenindustrie etwas anderes einfallen lassen.

Stellt man den Mikrowellengenerator auf maximale Leistung ein, dann arbeitet er konstant mit 800W. Dreht man den Leistungsregler nun auf die Hälfte, auf 400W, zurück, dann arbeitet er für 5sec mit voller Leistung und schaltet die nächsten 5sec die Leistung ab. Die Bestrahlungszeit ist je nach Wahl der Zeitfenster verschieden. Die Leistungsangabe ist dann ein Mittelwert von ein- und ausgeschalteter Mikrowellen und somit eine mittlere Energie pro Zeit. (Abb.7) Während der ersten Phase wird die Wärme im Inneren weitergegeben, das heißt, die Wärme wird von den Wassermolekülen weitergegeben und es kommt zu einem Temperaturanstieg. In der nächsten Phase kommt es zu einer Abkühlung, dann wieder zu einer Erwärmung usw..

Betrachtet man nun einen 1200 Watt Mikrowellenherd, welchen man auf 400W einstellt, dann hat man zwar eine geringere Einschalt-Zeitspanne, aber dafür eine höhere Energiedichte der Mikrowellen. Daher wird in kürzerer Zeit viel stärker erhitzt. Man erreicht dadurch bei einem 1200W Mikrowellenherd eine höhere Temperatur, wenn man ihn auf 400W einstellt als beim 800W Mikrowellenherd, der ebenfalls auf 400W eingestellt ist. Da das Gesetz des Abkühlens für beide Fälle gleich ist, wird ein Gericht im 1200W Mikrowellenherd (auf 400W eingestellt) schneller gar sein als im 800W Mikrowellenherd (auf 400W eingestellt). Das Problem, welches daraus resultiert, ist, dass die Rezepte für Mikrowellenherde unterschiedlicher Leistung sehr schwer vergleichbar sind.

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Abb.7: Leistungsregelung bei einem Mikrowellenherd

LLUUSSTTIIGGEESS MMIITT DDEERR MMIIKKRROOWWEELLLLEE!! - Man nimmt ein Salzstangerl, das sehr hart ist und legt es für 5-10

Sekunden bei maximaler Leistung in den Mikrowellenherd. Man nimmt es anschließend heraus (Achtung: es ist sehr heiß und sehr weich) und kann es verformen, zum Beispiel einen Knoten hinein machen und warten bis es wieder hart ist. Oder man entknotet es später wieder.

- Eine kaputte Glühbirne mit unterbrochenem Glühfaden wird in den Mikrowellenherd gelegt. (Achtung: nicht länger als 5sec einschalten) Mikrowellen sind elektromagnetische Strahlen, richtig abgestimmt kann diese Strahlung in Metallen Induktion erzeugen.

Leis

tun

g [W

] 1200

800

Zeit [sec]

Leistung

- - - 800W Mikrowelle

_.._.._ 1200W Mikrowelle

einschalten

5 0 10 15 20 25

Zeit [sec]

Tem

pera

tur

Temperaturanstieg bei Einstellung auf 400W in einem

- - - - 800W Mikrowellenherd

_.._.._1200W Mikrowellenherd

einschalten

5 0 10 15 20 25

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Durch Induktion in einem Metall entstehen in diesem Wirbelströme. Diese haben die Eigenschaft, dass sie das Metall sehr schnell sehr heiß machen, bzw. hohe Spannungen induzieren. Da im Draht der Glühbirne Wirbelströme induziert werden, die zur Wärmeproduktion dienen, beginnt der Glühfaden zu leuchten, egal ob der Glühwendeldraht unterbrochen ist oder nicht. Man darf die Glühbirne aber nicht zu lange im Mikrowellenherd lassen; da alles ziemlich heiß wird, beginnen die Metalldurchführungen im Glas zu schmelzen. Das alleine wäre noch nicht gefährlich, aber in der Glasbirne befindet sich Stickstoff-Argongas, welches sich durch die Erwärmung ausdehnt. Dadurch zerspringt die Glühbirne und kann den Mikrowellengenerator zerstören.

WWIIEE ÜÜBBEERRPPRRÜÜFFTT MMAANN OOBB DDEERR MMIIKKRROOWWEELLLLEENNHHEERRDD EEIINN LLEECCKK HHAATT??

Test: Man versprudeln ein Eiklar und teilt es in kleine Gläser auf. Diese Gläser werden rund um den Mikrowellenherd aufgestellt und dieser 30 sec eingeschalten. Wenn irgendein Eiklar milchig geworden ist, muss man den Mikrowellenherd austauschen, denn dann sind Mikrowellenstrahlen ausgetreten.

WWAARRUUMM GGAARREENN GGEESSAALLZZEENNEE LLEEBBEENNSSMMIITTTTEELL IIMM MMIIKKRROOWWEELLLLEENNHHEERRDD SSCCHHNNEELLLLEERR AALLSS UUNNGGEESSAALLZZEENNEE??

Weil die Wassermoleküle die Salzionen umhüllen und hydratisieren, sodass sie sich infolge der höheren Konzentration lokal schneller erwärmen als gewöhnliche, isolierte Wassermoleküle.

WWAARRUUMM WWIIRRDD DDAASS FFLLEEIISSCCHH IIMM MMIIKKRROOWWEELLLLEENNHHEERRDD GGRRAAUUBBRRAAUUNN??

Da die Gartemperatur im Mikrowellenherd unter 100°C bleibt, denaturiert das Qxymyoglobin nicht und es behält seine Farbe.

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Was könnte man heute kochen?

In diesem Kapitel wird kulinarische Physik an einzelnen Gerichten und Speisen, welche man am häufigsten zum Frühstück, Mittagessen oder Abendessen zubereitet, erklärt.

Das Frühstück Hier werden zuerst die Getränke, wie zum Beispiel Tee, Kaffee oder Milch sowie die dafür benötigten Geräte besprochen. Anschließend werden das klassische Frühstücksei und das Brötchenbacken beschrieben, sodass das Frühstück komplett ist.

Der Tee Wenn man einen Tee zubereiten will, braucht man heißes Wasser, einen Teebeutel oder offene Teeblätter. Das wirft natürlich zuerst die elementare Frage auf: Wie erwärmt sich das Wasser überhaupt? Es stellt sich auch die Frage, welches Gerät man dafür benutzen kann und welches davon am wenigsten Energie benötigt. Wenn nun das Wasser heiß genug ist und man den Teebeutel in das Wasser gibt, stellen sich weitere Fragen, wie zum Beispiel: Wie lange soll man den Tee ziehen lassen?

WWIIEE EERRWWÄÄRRMMTT SSIICCHH WWAASSSSEERR IINN EEIINNEEMM TTOOPPFF??

Abb.8: Wärmeübertragung in einem Kochtopf

Dampf

Atome

Herdplatte

Wärmestrahlung

Gasflamme

Konvektion

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Man stellt einen Topf mit Wasser auf die Herdplatte und schaltet die Herdplatte ein. Die Herdplatte erwärmt sich. Die Herdplatte ist heißer als der Topf, da sich die Atome der Herdplatte schneller bewegen als die des Topfbodens. Da die beiden miteinander in Kontakt stehen, regen die schnell beweglichen Atome der Platte die Atome des Topfbodens an. (Abb.8) Durch diese Wärmeleitung von der Herdplatte zum Topfboden erwärmt sich der Topfboden. Zuerst werden die Atome des Topfes angeregt und dann die Moleküle des Wassers. Also gibt die Topfplatte die Wärme durch Wärmeleitung an das Wasser ab. In der Mitte der Topfplatte ist das Wasser am heißesten, da das Wasser von unten beheizt wird und der Topf seitlich Wärme durch Wärmestrahlung abgibt. Das heiße Wasser in der Mitte des Topfes dehnt sich aus und wird durch diese Volumsvergrößerung nach oben steigen (geringere Dichte). Wenn es oben angelangt ist wird es durch die Luft abgekühlt. Da die Temperatur am Rand auch geringer ist, beginnt das Wasser am Rand wieder nach unten zu sinken. Dadurch kommt es zu einer Bewegung, die wärmere und kühlere Bereiche vermengt. Das heißt, das Wasser wird durch Konvektion erwärmt. Die Konvektion wird noch durch Dampfbläschen unterstützt. Wenn eine Temperatur von über 100°C am Topfboden erreicht wird, entstehen Dampfbläschen, die nach oben steigen und damit zu einer zusätzlichen Verwirbelung der Flüssigkeit führen. Wenn die Wassermoleküle eine entsprechend hohe Temperatur (ca.100°C) bzw. große Bewegungsenergie besitzen, können sie aus der Oberfläche austreten und verdampfen. (Abb.9)

Abb.9: Wassermoleküle beim Verdampfen

HINWEIS: Dieses Thema wird auch im Kapitel „Schulischer Bezug“ im Arbeitsblatt 1 behandelt.


WWIIEE FFUUNNKKTTIIOONNIIEERRTT DDEERR SSCCHHNNEELLLLKKOOCCHHTTOOPPFF?? Auf einer Anhöhe (am Berg) ist der Luftdruck geringer als auf Meereshöhe, sodass Wasser in der Höhe früher verdampft als im Tal, das heißt schon unter 100°C. Genau das Gegenteil passiert in einem Schnellkochtopf. Das Wasser, welches zu Beginn des Kochens verdampft, erhöht nach und nach den Druck im geschlossenen Topf, dadurch bleiben die Wassermoleküle länger in der Flüssigkeit und der Siedepunkt erhöht sich. Die heutigen Schnellkochtöpfe sind für eine Kochtemperatur von etwa 130°C ausgelegt. Da man keine Einsicht in den Kochvorgang hat und der Schnellkochtopf die Kochzeit erheblich verringert, kann ein Gericht sehr schnell misslingen, denn fünf Minuten im Schnellkochtopf entsprechen 15 Minuten normaler Kochzeit. Zudem sind beim Kochen oft Reaktionen mit der Küchenluft erwünscht, die im hermetisch abgeschlossenen Schnellkochtopf nicht stattfinden.

WWIIEE KKOOCCHHTT MMAANN WWAASSSSEERR EENNEERRGGEETTIISSCCHH GGÜÜNNSSTTIIGG?? Hier wird die Frage gestellt: Mit welchem Haushaltsgerät erwärmt man Wasser, um möglichst wenig Energie zu verbrauchen? Zur Auswahl stehen der Elektroherd, der Mikrowellenherd und der Wasser-kocher. Um diese Frage beantworten zu können habe ich ein Experiment durchgeführt, bei dem ich jeweils mit den oben angeführten Geräten 0,25l, 0,5l und 1l Wasser zum Kochen gebracht habe. Zuerst habe ich mich vergewissert, dass immer alle Geräte und die dazu benötigten Gefäße im selben kühlen Zustand waren, sodass überall die gleichen Anfangsbedingungen gegeben waren. Anschließend habe ich jeweils die gewünschte Wassermenge zum Kochen gebracht, was bei einer Temperatur von ca. 97°C-98°C erreicht war, und die dafür benötigte Zeit gemessen. Zur Berechnung der verursachten Kosten bzw. des Energieverbrauches muss man die Leistung der einzelnen Geräte und den Strompreis kennen. Leistung:

Kochplatten des Elektroherdes: 2x1200W, 1800W, 2100W Mikrowellenherd: 900W Wasserkocher: 900W

Strompreis: (Alle Abgaben enthalten) 0,139 Euro/KWh

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Daten:

Geräte Wassermenge

0,25l 0,5l 1,0l Elektro- Zeit [h] 0,044 0,058 0,099Herd Energieverbrauch [Wh] 92,4 121,8 208,32100W Strompreis [€] 0,0006 0,0098 0,0029 Mikrowellen- Zeit [h] 0,049 0,112 0,63Herd Energieverbrauch [Wh] 44,1 100,8 236,7900W Strompreis [€] 0,0003 0,0016 0,0207 Wasser- Zeit [h] 0,026 0,041 0,113Kocher Energieverbrauch [Wh] 23,4 36,9 101,75900W Strompreis [€] 0,0001 0,0002 0,0016

Ergebnis:

Der Wasserkocher ist bei jeder Wassermenge am sparsamsten, da die elektrische Energie wesentlich effizienter in das Wasser übertragen wird. Wenn man am Tag 1l Wasser kocht, würde man pro Tag 106Wh an Energie sparen, wenn man statt dem E-Herd den Wasserkocher benutzt. Dieses jetzt aufgerechnet auf das ganze Jahr, würde das eine Energieersparnis von 39kWh ergeben und somit eine Stromersparnis von ungefähr 6€. Würden das nun 100000 Haushalte tun, ergebe das österreichweit eine Energieersparnis von 3,8 Millionen kWh. Bei geringeren Wassermengen ist der Mikrowellenherd günstiger als der Elektroherd, das ändert sich aber ab einer Wassermenge von einem Liter. Daher wäre bei größeren Wassermengen der E-Herd der Mikrowelle vorzuziehen. Wenn man das Wasser am E-Herd kocht, sollte man mit Deckel arbeiten, denn dadurch spart man Energie, da durch den Deckel weniger Wärme verloren geht. HINWEIS: Dieses Thema wird auch im Kapitel „Schulischer Bezug“ im Arbeitsblatt 3 behandelt.


WWIIEE LLAANNGGEE MMUUSSSS DDEERR TTEEEE ZZIIEEHHEENN??

Abb.10: Diagramm über die Wirkung des Tees in Abhängigkeit von der Zeit

In erster Linie sollte man weiches, kalkarmes Wasser verwenden. Abhilfe bei zu hartem Wasser schaffen Wasserfilter, die per Ionentauscher und Aktivkohle Kalk, Chlor sowie Blei und Kupfer aus dem Wasser lösen. Generell ist die Zubereitung des Tees eine Frage des persönlichen Geschmackes. Der Schwarztee wird mit kochendem Wasser überbrüht, Grüntee dagegen mit abgekühltem Wasser mit einer Temperatur von 50°C-90°C. Die Aromen des Tees werden langsamer aus den Blättern herausgelöst als die Farbstoffe. Deshalb sollte man den Tee auf jeden Fall länger ziehen lassen als zur schönen Färbung nötig ist. Gleichzeitig werden die Gerbstoffe (Tannine) frei. Eine kürzere Ziehdauer gibt dem Tee eine anregende, eine längere eine beruhigende Wirkung. Die zeitliche Grenze ist dann erreicht, wenn der Tee durch ein zuviel an Tanninen anfängt herb-bitter zu schmecken. Deshalb sollte man den Tee zwischen drei und fünf Minuten ziehen lassen. (Abb.10)

WWAARRUUMM FFÄÄRRBBTT DDIIEE ZZIITTRROONNEE DDEENN TTEEEE HHEELLLL?? Die Zitrone besitzt keine Proteine, um die Farbstoffmoleküle des Tees zu neutralisieren. Die roten Farbpigmente des Tees sind schwache Säuren, deren Moleküle ein Wasserstoffatom enthalten, das sich unter bestimmten Bedingungen abspalten kann. In Anwesenheit von Zitronensaft, einer stärkeren Säure, sieht man die gelbe Farbe der nichtgelösten Form. Das Gegenteil passiert, wenn man Natron in den Tee mischt. Die Säuregruppen lösen sich auf, wodurch sich die Pigmente dunkel verfärben und der Tee ein intensives, tiefes braun bekommt.

Kon

zent

rati

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Zeit [min] 1 2 3 4 5 6

Teein

Tannine

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WWAASS TTUUTT MMAANN GGEEGGEENN EEIINNEENN BBIITTTTEERREENN TTEEEE?? Der Tee wird durch die große Anzahl an Tanninen bitter. Man könnte den Tee mit etwas Milch mischen, da diese zahlreiche Proteine besitzt, welche aus langen, vielfach gefalteten Ketten bestehen. Dadurch können sich die Proteinfäden mit den Tanninmolekülen verbinden und dem Tee die Bitterkeit entziehen.

Benutzt man dazu warme oder kalte Milch?

Da die Proteine der Milch durch die Hitze denaturieren verlieren sie ihre Einbindungskraft. Der Tee bleibt bitter, wenn man ihm gekochte Milch beigibt.

Gibt man die Milch in den Tee oder den Tee in die Milch?

Gießt man die Milch in den sehr heißen Tee, so werden die Proteine der Milch denaturieren, und die Bitterkeit bleibt bestehen. Gießt man jedoch den heißen Tee in die kalte Milch, verliert er an Bitterkeit, da die Mischung noch nicht warm genug ist um die Proteine zu denaturieren.

WWAARRUUMM LLÄÄUUFFTT DDIIEE TTEEEEKKAANNNNEE BBEEIIMM EEIINNSSCCHHEENNKKEENN AAUUSS?? Wenn man die Teekanne beim Einschenken, besonders wenn sie voll ist, langsam kippt, fließt der Tee meistens an der Kontur der Teekanne außen herunter und nicht in die dafür vorgesehene Teetasse. Das ist der sogenannte Teekanneneffekt oder „Teapot-Effekt“. Flüssigkeitsströmungen werden durch Strömungslinien, die in die gleiche Richtung laufen wie die Strömung selbst, beschrieben. Im Normalfall verlaufen die Strömungslinien laminar parallel, wenn sie aber auf ein Hindernis treffen, werden sie zusammengedrängt. Dabei nimmt die Strömungsgeschwindigkeit zu, während gleichzeitig der seitliche Druck sinkt. Die Verringerung des Druckes macht sich bei der Teekanne bemerkbar: An der unteren Kante des Auslaufs wird der Tee durch sein Gewicht nach unten gelenkt, wobei die Geschwindigkeit zunimmt und der Druck nachlässt. Flüssigkeiten breiten sich von Orten mit hohem Druck zu Orten niederen Druckes aus, daher läuft der Tee schnell außen an der Teekanne entlang nach unten. Gießt man den Tee schneller aus, kann man den Effekt verringern. Vergleichbar ist dies mit einer Luftströmung um ein Haus, welche das Dach des Hauses abhebt. Daher wäre bei der Idealform einer Teekanne der Auslauf nach unten gekrümmt.

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Der Kaffee Hier wird man verschiedene Arten der Kaffeezubereitung kennen lernen, sowie die dafür benötigten Geräte.

WWEELLCCHHEE AARRTTEENN VVOONN KKAAFFFFEEEE GGIIBBTT EESS?? Es gibt eine Vielzahl an Kaffeearten, die sich in erster Linie durch die Röstung der Kaffeebohnen sowie deren Mahlgrad, oder erst durch die Zubereitung selbst unterscheiden. Welcher Kaffee der Beste ist, ist Geschmackssache, und über Geschmack lässt sich bekanntlich nicht streiten. Der Filterkaffee: (Abb.11)

Bei der normalen Filterkaffeemaschine wird die gewünschte Wassermenge in einen Wassertank eingefüllt und dort über eine Heizung erhitzt. Dieses Wasser wird durch den entstandenen Dampfdruck über ein Steigrohr nach oben getrieben, von wo aus es in den Filter tropft und das Kaffeepulver überbrüht. Der trinkfertige Kaffee fließt dann in die Kaffeekanne, welche auf einer beheizten Platte unter dem Filter steht. Dieser Vorgang dauert etwa sechs bis acht Minuten. Der automatische Espresso: (Abb.11)

Hier füllt man das Filtersieb mit dem Kaffeepulver, welches man fest in das Sieb drückt. Anschließend steckt man den Filterträger in den Brühkopf und drückt auf den Startknopf, bis die gewünschte Menge an flüssigem Kaffee erreicht ist. Das heiße Wasser wird dabei unter Druck durch das Kaffeepulver gepresst.

Abb.11: Kombinierte Kaffee- und Espressomaschine

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Espresso/Cappuccino a) Boilerdeckel b) Dampfknopf c) Ein/Aus-Schalter d) Dampfdüse e) Filterträger mit Siebhalter f) Filtersieb (unterschiedliche

Größen) g) Glaskanne h) Abtropfgitter

Kaffeemaschine i) Wassertank j) Ein/Aus-Schalter k) Schwenkfilter l) Glaskanne m) Warmhalteplatte


Manuelle Espressozubereitung: (Abb.12)

Da man bei den Espressokannen immer die volle Kapazität ausnutzen muss, sollte man beim Kauf einer solchen die richtige Größe wählen. Die automatische Espressomaschine besitzt dafür Filtersiebe in verschiedenen Größen. Die Kaffeekanne besitzt unten einen Wasserbehälter, den man auf den Herd stellt. Auf diesem Wasserbehälter sitzt ein Metallfilter in den das Kaffeepulver hineingeleert wird. Geschlossen wird dieser Filter wieder mit einem Metallgitter, das in Verbindung mit einem Rohr steht welches in den Kaffeebehälter führt.

Abb.12: manuelle Espressomaschine

Um Kaffee mit der Espressokanne zuzubereiten, muss man zuerst den unteren Teil bis zur Sicherheitslinie bzw. bis zur Unterkante des Sicherheitsventils mit Wasser füllen. Danach gibt man in den Filterteil des Kochers das Kaffeepulver hinein. Anschließend wird die Kanne gut verschlossen und bei kleiner (120°C) bis mittlerer Hitze (170°C) auf die Kochplatte gestellt. Nachdem das Wasser zu kochen beginnt, drückt der Dampf das Wasser in das Steigrohr und durch das Kaffeepulver. Nun muss man die Hitze verringern, da sonst das Wasser zu schnell durch das Kaffeepulver gedrückt wird und der Kaffee dadurch wässrig wird. Durch das zu heiße Wasser würden sich unter anderem auch zu viele Bitterstoffe aus dem Kaffee lösen. Die dadurch entstehenden blubbernden Geräusche der Kaffeekanne werden unregelmäßiger, sobald der Großteil des Wassers durch den Kaffee geleitet wurde. Wenn die Geräusche verschwinden kann man den Kaffee servieren.


Kaffee auf türkische Art:

Bei diesem Kaffee ist die Auswahl der Röstung der Kaffeebohnen sehr wichtig. Das traditionelle Zubereitungsgefäß, das Ibrik, ist ein langes, schmales Kännchen, welches meist aus Kupfer oder Bronze hergestellt wird. Auch hier gibt es für die verschiedenen Mengen an Kaffee verschiedene Ibriks zu kaufen. Zuerst leert man pro zuzubereitender Tasse Kaffee einen gehäuften Esslöffel Kaffeepulver, sowie zwei voll gehäufte Esslöffel Zucker in den Ibrik. Dazu leert man nun pro Tasse die entsprechende Menge Wasser. An diesem Punkt kann man den typischen türkischen Kaffeegeschmack durch Zugabe von Kardamom, Anis oder Zimt variieren. Nun setzt man den Ibrik auf den Kocher und wartet bis der Kaffee kocht. Dann nimmt man ihn vom Kocher, rührt um und lässt ihn wieder aufkochen. Das muss man noch zwei mal wiederholen. Danach ist der Kaffee fertig und man kann ihn auf die Tassen verteilen. Man sollte mit dem Trinken etwas warten, damit sich der Kaffeesatz am Boden der Tasse ablagern kann.

Die Cafetière: (in den USA Melior genannt) (Abb.13)

Hier erwärmt man zuerst den feuerfesten Glaskrug in einem Ständer und gibt anschließend das grobe Kaffeemehl hinein. Darüber gießt man heißes Wasser und rührt um. Nun legt man den mit einem Filtermechanismus versehenen Deckel auf und lässt den Kaffee vier bis fünf Minuten ziehen. Danach drückt man vorsichtig die Filtervorrichtung nach unten, um so die Flüssigkeit vom Kaffeesatz zu trennen. Der nach diesem Presso-Verfahren zubereitete Kaffee hat einen eigenen Geschmack, da die gemahlenen Bohnen dabei ihr volles Arome entfalten können. Durch die lange Kontaktzeit des gesamten Wassers mit dem gesamten Kaffee wird viel mehr Koffein herausgelöst als zum Beispiel bei der Filtermethode.

Abb.13: Cafetière Abb.14: Dampfdruckgerät


Zubereitung von Kaffee mit dem Dampfdruckgerät: (Abb.14)

Man füllt am besten heißes Wasser in die untere Glaskaraffe, sodass die Erwärmung des Wassers auf die gewünschte Temperatur schneller erfolgen kann. Dann muss man das Glasrohr vorsichtig in die dafür vorgesehne Öffnung des Wasserbehälters geben, die Glaskugel oben auf den Krug setzen und den oberen und unteren Teil des Kochers vorsichtig aber fest zusammen drehen. Danach wird die Wärmequelle aktiviert. Sobald das Wasser kocht, steigt es durch das Rohr in den oberen Teil des Gerätes. Wenn das meiste Wasser durchgeflossen ist, löscht man die Wärmequelle ab. Das Wasser steigt weiter auf. Sobald genügend Wasser nach oben geflossen ist, sodass der Kaffee befeuchtet ist, muss man die Mixtur im oberen Teil umrühren. Dadurch wird der ganze Kaffee mit Wasser durchtränkt. Ein Teil des Wassers wird unten zurückbleiben, weil die Röhre nicht bis zum Grund der Kugel reicht. Sobald die Temperatur im unteren Gefäß genug zurückgegangen ist, bildet sich ein Unterdruck, der den Kaffee in den unteren Teil saugt, wobei der Kaffeesatz oben bleibt.

WWAANNNN BBLLEEIIBBTT DDEERR KKAAFFFFEEEE LLÄÄNNGGEERR WWAARRMM?? Wenn man im Kaffeehaus das Pech hat und die prompte Bedienung etwas zu wünschen übrig lässt, stellt sich folgende Frage: Was sind die Einflüsse, ob man den Kaffee noch ausreichend warm serviert bekommt?

Sollte man sich einen Verlängerten oder einen Cappuccino bzw. eine Melange bestellen?

Der Melange und dem Cappuccino wird im Unterschied zum Verlängerten zusätzlich ein Milch- bzw. ein Schlagobershäubchen aufgesetzt. Dieses Häubchen wirkt wie ein Deckel. Da dadurch keine Luftbewegung zu einem zusätzlichen Abdampfen führen kann und der Milchschaum größtenteils aus Luft besteht, bleibt der Kaffee länger heiß. Wenn der Kaffee frisch aus der Espressomaschine kommt, hat er eine Optimaltemperatur von 57°C. Nach ca. 20 min fällt die Temperatur bei einem Kaffee mit Milchhäubchen auf rund 40°C, bei einem Kaffee ohne Milchhäubchen auf rund 32°C. (Werte hängen von der Außentemperatur, Material der Tasse usw. ab)

?


Wäre es besser, wenn der Ober die Milch gleich oder erst später in den Kaffee leert?

Wie schnell eine Flüssigkeit abkühlt hängt von ihrer eigenen Temperatur, dem Volumen, der Oberfläche und der Umgebungstemperatur ab. Je größer der Temperaturunterschied zwischen der Flüssigkeit und der Umgebung ist, desto schneller kühlt sie aus. Wenn man nun die zimmerwarme Milch gleich in den Kaffee leert, so kühlt das Gemisch aus Kaffee und Milch, im Vergleich zu dem ohne Milch, langsamer ab. Allerdings ist die Volumen- und Oberflächenzunahme des Kaffees durch die Zugabe von Milch nicht sehr groß, sodass das Gemisch insgesamt nicht so stark abkühlt als der Kaffee alleine, in den erst die zimmerwarme Milch hineingegeben wird. (Abb.15) Newtonsche Abkühlkurve:

Abb.15: Abkühlkurve

HINWEIS: Dieses Thema wird auch im Kapitel „Schulischen Bezug“ im Arbeitsblatt 5 behandelt.

Falls sich der Löffel schon im Kaffee befindet: Wäre ein Silberlöffel oder ein Plastiklöffel besser?

Da Metalle gute Wärmeleiter sind, nehmen sie die Wärme schnell auf und geben diese auch schnell wieder ab. Deshalb nimmt der Silberlöffel die Wärme des Kaffees schnell auf und gibt sie zum Beispiel an die Hand schnell wieder ab. Der Plastiklöffel hingegen ist ein schlechter Wärmeleiter, daher entzieht er dem Kaffee weniger Wärme.

-.-.- Espresso ohne Milch .......Espresso mit Milch

Tem

pera

tur[

°C]

6°C-8°C

20

Zeit [min]

Hineinleeren der Milch

0 20

57


Die Milch Dieses Kapitel behandelt wie man die Milch kocht, warum sie überläuft und was man dagegen tun kann. HINWEIS: Dieses Thema wird auch im Kapitel „Schulischer Bezug“ im Arbeitsblatt 6 behandelt.

BBEESSTTAANNDDTTEEIILLEE DDEERR MMIILLCCHH Die Milch besteht nicht nur aus Wasser und Fett, denn diese Substanzen alleine vermischen sich nicht. In der Milch befinden sich dafür Eiweiße und diverse grenzflächenaktive Netzmittel, die sogenannten Emulgatoren. Das sind Moleküle, die einen fettfreundlichen (lipophilen) und einen wasserfreundlichen (hydrophilen) Teil besitzen. Die wasserlöslichen Gruppen treten mit dem Wasser und die fettlöslichen mit dem Fett in Verbindung. Sie umhüllen die Fetttröpfchen und grenzen sie voneinander ab, sodass sie sich stabil im Wasser verteilen können. Zu der Stabilität der Emulsion trägt auch das Netzmittel Kasein bei. Die Kaseinmoleküle sitzen auf der Oberfläche der Fetttröpfchen und stoßen aufgrund ihrer negativen Ladung die Fetttröpfchen voneinander ab. (Abb.16)

Abb.16: Fetttröpfchen in der Milch

Da sich die Fetttröpfchen in der Flüssigkeit hin und her bewegen, können die schnellsten unter ihnen trotz gegenseitiger Abstoßung aufeinander-prallen und zu großen Tropfen verschmelzen. Je größer sie werden, desto kleiner werden die Abstoßungskräfte zwischen ihnen. Ihr Umfang nimmt immer weiter zu, bis sie an die Oberfläche steigen und den Rahm bilden.

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WWOOHHEERR KKOOMMMMTT DDIIEE WWEEIISSSSEE FFAARRBBEE DDEERR MMIILLCCHH?? Die Milch ist komplizierter aufgebaut als das Wasser. Milch ist eine Emulsion, sie besteht aus unzähligen Fetttröpfchen. Da diese Fetttröpfchen das Licht in alle Richtungen zerstreuen, erscheint uns die Milch weiß.

WWAARRUUMM LLÄÄUUFFTT DDIIEE MMIILLCCHH ÜÜBBEERR?? Erwärmt man die Milch, so wird dieser Vorgang enorm beschleunigt. Mehrere Effekte: - Bei rund 80°C denaturiert das Kasein, welches für die Emulsion von

Wasser und Fett verantwortlich ist. Geronnen kann es die Fetttröpfchen nicht mehr schützen. Dadurch stoßen die einzelnen Fetttröpfchen aneinander und verschmelzen. Diese werden immer größer, ihre Oberfläche sinkt im Verhältnis zum Volumen, wodurch immer mehr Netzmittel (Kasein) freigesetzt wird.

- Diese Kaseinmoleküle wandern auf die Oberfläche und verketten sich untereinander, es entsteht eine Deckschicht, die Haut.

- Durch die Erwärmung entstehen Gasbläschen am Topfboden, deren Aufstieg aber durch die Milchhaut blockiert wird. Da sich zwischen der Milchhaut und dem Topfrand ein Spalt befindet versuchen die Dampfbläschen dort zu entweichen. Deshalb hat es den Anschein, als würde die Milch seitlich hochsteigen. Die Dampfbläschen, die nicht seitlich entweichen können stauen sich unter der Haut auf und benötigen durch ihre Ausdehnung plötzlich mehr Platz. Dadurch hebt sich die Milchhaut an und läuft über.

WWAARRUUMM KKOOMMMMTT EESS BBEEIIMM ÜÜBBEERRLLAAUUFFEENN DDEERR MMIILLCCHH ZZUU DDIIEESSEEMM PPEENNEETTRRAANNTTEENN GGEERRUUCCHH??

Wie vorher erwähnt enthält die Milch Eiweiß. In diesen Eiweißketten befinden sich Glieder mit Schwefelatomen. Erhitzt man das Eiweiß über 74°C, so lockern sich die Ketten, und die Schwefelatome reagieren mit den Wasserstoffionen der Lösung, um Schwefelwasserstoff zu bilden. Dieses Gas hat die Eigenschaft, sehr penetrant zu riechen.

?

?

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WWAASS KKAANNNN MMAANN GGEEGGEENN DDAASS ÜÜBBEERRLLAAUUFFEENN TTUUNN?? - Sobald sich die Milchhaut gebildet hat, diese abtragen. Man gewinnt aber

nur 30-60 Sekunden. - Es gibt Summerblättchen, die man in die Milch hineinlegen kann und die

zu surren beginnen, wenn die Milch eine bestimmte Temperatur erreicht hat.

- Man kann auch bestimmte Kügelchen in die Milch geben, welche die Wärme der Milch gut aufnehmen. Daher wird die Milch nicht so schnell warm. (Man gewinnt aber nur 3 min)

- Im Simmatopf (Wasserbad) geht die Milch auch über, aber erst nach 45 Minuten. Man hat zwar nicht mehr als 100°C am Topfboden, aber zur Bildung von Dampfbläschen benötigt man nur 95°C, für die Bildung der Milchhaut nur 80°C. Das heißt, für das Überlaufen sind auch hier alle Voraussetzungen gegeben. Der Vorteil des Simmatopfes ist, dass die Milch nicht mehr anbrennt.

- Mikrowelle: Bei richtiger Wahl der Leistungsstufe kann nichts passieren.

Das klassische Frühstücksei

WWEELLCCHHEE SSTTRRUUKKTTUURR HHAATT DDAASS EEII??

Abb.17: Querschnitt durch das Ei

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dick- und dünnflüssiges Eiweiß

Eischale

Eihäute

Luftblase

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Die Eischale ist durchsetzt von Poren. Es können bis zu 17000 Poren pro Ei auftreten. Diese Poren erlauben, dass es zu einem Austausch zwischen dem Ei und der Umgebung kommt. Das Ei besitzt unter seiner Schale zwei Eihäute, eine davon enthält eine Luftblase. Darunter umschließen das dünn- und dickflüssige Eiweiß den Dotter. Das Eigelb besteht zur Hälfte aus Wasser, zu einem Drittel aus Fettstoffen, darunter Lezithin und Cholesterin, und zu 15 Prozent aus Proteinen. Das Eiweiß enthält noch mehr Wasser und etwa 10 Prozent Proteine, vor allem Globuline, Ovalbumin und Konalbumin. Das Konalbumin beginnt bei 61,5°C und das Ovalbumin bei 84,5°C zu gerinnen. Das Eigelb wird erst nach dem Eiklar gar, die Gerinnungstemperatur des Eigelbs ist stets um 8 Grad höher. Der Dotter stockt bei ca. 65°C.

WWIIEE KKOOCCHHTT MMAANN EEIINN EEII SSIINNNNVVOOLLLL?? Für die Zubereitung eines Frühstückseis im Kochtopf gibt es zwei Möglichkeiten:

1. Den Topf mit kaltem oder etwas wärmerem Wasser füllen und auf den Herd stellen. Ei hineingeben und einschalten. Nach gewünschter Zeit herausnehmen.

2. Topf mit Wasser zum Kochen bringen, dann das Ei hineinlegen. Nach gewünschter Zeit herausnehmen.

Mit welcher Methode hat man bessere Chancen ein klassisches Frühstücksei zu bekommen?

Das Problem bei Variante 2: Falls man das Ei direkt aus dem Kühlschrank in das kochende Wasser gibt, könnte es springen. (Siehe später) Dafür hat man bei dieser Variante einen klar definierten Zeitpunkt, der für die Dauer des Kochens wichtig ist. Dieser ist vor allem bei mehreren Eiern von Bedeutung, da man mehr Wasser benötigt.

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WWAARRUUMM SSPPRRIINNGGEENN EEIIEERR?? Eine verbreitete Meinung: Durch die Ausdehnung der Luft, springt das Ei. Überlegung: Wann springt das Ei? Das Ei springt meist gleich am Anfang des Kochvorganges, wenn man es in das Wasser legt. Das heißt, die Luft im Ei kann sich noch gar nicht ausgedehnt haben und vor allem könnte die Luft durch die Poren entweichen. Deshalb muss es einen anderen Grund geben: Das Ei springt meist im mittleren Bereich auf und nicht oben oder unten. Die Eischale besteht aus Kalkspatkristallen. Man kann sich den Vorgang analog der Plattentektonik der Erde vorstellen. In der Schale bauen sich Spannungen auf, dadurch kann es bei Temperaturänderungen passieren, dass die Schale aufgrund innerer Spannungen bricht. Einige Bereiche dieser Kalkschalen dehnen sich schneller aus als andere. Das heißt, diese Kalkplatten reiben aneinander und verursachen dadurch einen Sprung in der Eischale.

Was kann man dagegen tun?

Man versucht sogenannte Störungen in das Ei einzubringen, in dem man es ansticht. Dadurch entstehen auf dem ganzen Ei viele kleine Haarrisse, die man mit freiem Auge fast nicht erkennt. Es entstehen viele kleinere Platten, die aber nicht aneinander reiben und in der Schale keinen Sprung verursachen.

Wo sticht man das Ei an?

Man sticht im unteren Bereich des Eis ein, wo sich die Luftblase befindet, weil man dadurch die innere Eihaut nicht zerstört und das Ei nicht ausrinnen kann.

Hilft ein Schuss Essig?

Die Zugabe von Essigwasser beim Kochen des Frühstückseis hat den fundamentalen Nachteil, dass die ganze Küche nach Essigwasser riecht, was nicht sehr angenehm ist. Die Idee dahinter wäre die kalkauflösende Wirkung des Essigs, die aber erst nach einer gewissen Zeit (ca. 15 min) eintritt. Daher sind die Reaktionszeiten zu lange, wenn man dem Wasser Essig zufügt. Besser ist es, das Ei mit einer Essiglösung (Essig + Wasser) einzureiben oder zu beträufeln und diese anschließend einwirken zu lassen. Dadurch kann sich der Essig in die schon vorhandenen Haarrisse hineinarbeiten und sie ein bisschen vergrößern. Falls die Platten später aneinander reiben sollten, ist die Sprunggefahr nicht mehr so groß.

?


Der Essig im Wasser verhindert nicht das Zerspringen der Eischale selbst, sondern ist eine Art Erste-Hilfe-Maßnahme beim Platzen der Eier. Er kittet den vorhanden Sprung, da sich durch den Essig im Wasser die Proteine im Eiweiß nicht mehr abstoßen können und dieses sofort gerinnt und verklumpt.

WWIIEE LLAANNGGEE MMUUSSSS MMAANN EEIINN 33 MMIINNUUTTEENN--EEII WWIIRRKKLLIICCHH KKOOCCHHEENN??

Die Angabe der Kochzeit von drei Minuten stammt noch aus der Zeit von vor ca. 100 Jahren, wo die Eier noch sehr klein waren.

Was passiert beim Kochen des Eis?

Wenn ein Ei gekocht wird, erwärmt sich zuerst das Eiweiß, die Proteine des Eiklars beginnen zu gerinnen. Das Eiweiß beginnt bei 61,5°C zu gerinnen, es wird milchig, erst bei 84,5°C wird es hart. Damit das Eiklar stockt, benötigt es Energie. Diese Energie wird als Erstarrungsenergie bezeichnet. Während der Gerinnung des Eiklars kann keine thermische Energie an das Eigelb abgegeben werden. Das erstarrende Eiklar wirkt als thermischer Isolator für das Eigelb. Dieser Prozess absorbiert also die Energie und hält die Temperatur eine Weile bei 60 °C, sodass das Eigelb noch nicht gerinnen kann. Erst wenn das Eiklar als Ganzes fest ist, kann die Wärme des Wassers über das Eiklar den Dotter erwärmen. Die Zeit bis das Eiklar eine Temperatur von 80°C erreicht hat liegt bei rund drei Minuten. Anschließend beginnt die Erstarrungsphase. Während der Erstarrungsphase bleibt das Eigelb weich. Die Zeit bis das Eiklar erstarrt ist, beträgt ungefähr zwei bis drei Minuten. Danach beginnt der Dotter zu stocken, und man bekommt ein hartes Ei. Um ein weiches Ei zu bekommen, sollte man es zwischen der dritten und der sechsten Minute aus dem heißen Wasserbad herausnehmen. (Abb.18)

Abb.18: Temperaturänderung im Inneren des Eis 3 6 Zeit [min]

Tem

pera

tur

[°C

]

60

80

?


Wie lange kocht man Eier wirklich?

Eine interessante Näherungsformel dafür wurde von Peter Barham1 entwickelt:

T Dauer in min

0,0015 Materialkonstante 0,0015 [min/mm2] d Durchmesser des Eis in mm, an der schmalsten

Stelle (~48mm) TWasser Umgebungstemperatur (Wassertemperatur)

(Dampfeier 100°C, Wasserbad 90°C) TStart Raumtemperatur oder Kühlschranktemperatur

(20°C, 5°C) TInnen gewünschte Innentemperatur

(weich unter 65°, hart über 65° (ca.77°))

Für ein weichgekochtes Ei (Innentemperatur 60°C), das man bei Raumtemperatur gelagert hat und im Wasserbad zubereitet wird, ergibt sich eine Kochdauer von T = 5 Minuten und 19 Sekunden. Den größten Einfluss auf die Kochdauer üben der Durchmesser d des Eis und die Ausgangstemperatur TStart aus. Ein Ei mit einem Durchmesser von ungefähr 40mm benötigt nur 60% der Kochzeit eines Eis mit einem Durchmesser von 50mm. Wenn man das Ei direkt aus dem Kühlschrank in das kochende Wasser gibt, verlängert sich die Kochzeit im Vergleich zu dem bei Raumtemperatur gelagerten um 15%.

Warum haben manche harten Eier einen grünen Rand um den Dotter?

Wenn man Eier zu lange kocht, bildet sich ein grüner Rand. D.h. es haben sich Schwefelwasserstoffe gebildet. 1 siehe [1]

( )

−−∗

∗∗=InnenWasser

StartWasser

TTTT

dT2

ln0015,0 2


WWEELLCCHHEESS EEII LLÄÄSSSSTT SSIICCHH BBEESSSSEERR AABBSSCCHHÄÄLLEENN?? Am besten lassen sich schon länger gelagerte Eier abschälen, da sich durch die längere Lagerung der inneren Eihaut Flüssigkeit entzieht und sich dadurch die Eihaut etwas vom Eiweiß abhebt. Bei frischen Eiern kleben die Eihaut und das Eiweiß noch ziemlich zusammen.

WWIIEE FFUUNNKKTTIIOONNIIEERRTT DDEERR DDAAMMPPFFEEIIEERRKKOOCCHHEERR??

Abb.19: Schematische Darstellung eines Dampfeierkochers

Das Heizsystem eines Eierkochers besteht aus einer Stahlschale, unter der eine Heizspirale und ein Temperaturfühler angebracht sind. Mit einem Messbecher wird eine definierte Wassermenge (unterster Strich entspricht einem weichen, oberster einem harten Ei) in die Schale gefüllt. Dieses Wasser wird durch die Heizspirale erwärmt und beginnt zu verdampfen. Ein Teil des Dampfes kondensiert auf der Oberfläche des Eis, der restliche Dampf entweicht oben durch die kleine Öffnung. Dieses Entweichen ist eine automatische Angelegenheit. Wenn man das Loch verschließt (zum Beispiel mit einem Tixostreifen) würde man die Eier steinhart kochen. Die Eier sind fertig, wenn das ganze Wasser verdampft ist. Da dadurch die Temperatur in der Schale ansteigt, betätigt der Temperaturfühler den Summer. Der Vorteil des Dampfeierkochers ist jener, dass durch die gleichmäßige Bildung des Dampfes das Ei bei konstanter Temperatur gleichförmig erwärmt wird. Im Gegensatz zum normalen Kochen, hat man hier tatsächlich das Problem mit der Luftblase. Die Eier springen nicht zu Beginn, sondern in der Schlussphase des Kochvorganges, da sich die Luftblase zu stark ausdehnt.

Dampf

Heizspiralen

?

?


Warum braucht man für mehr Eier weniger Wasser?

Im Dampfeierkocher wird das Wasser erhitzt. Es verdampft, steigt hoch und kondensiert an der Oberfläche der Eier. Das heißt, der Dampf wird wieder zu Wasser und tropft in die Stahlschale zurück. Je mehr Eier man kocht, desto mehr Oberfläche steht zur Verfügung um das Wasser zu kondensieren und somit kann weniger Wasserdampf nach oben entweichen. Daher entscheidet die vorhandene Gesamtoberfläche der Eier wie viel Wasser man benötigt.

Wie kann man die Wassermenge für ein Ei reduzieren?

Legt man zusätzlich ein Stück Alufolie in den Eierkocher, stellt man fest, dass der Garvorgang mit weniger Wasser auskommt. Der Grund dafür ist, dass die Alufolie im Verhältnis zu ihrem Volumen eine große Oberfläche besitzt, und an ihr viel Wasser kondensieren kann.

Das Ein mal Eins des Brötchenbackens Um Brot zu backen benötigt man Wasser, Mehl, Hefe, zwei Hände und einen Backofen. Die Zubereitung des Brotes enthält drei Schritte, das Kneten, das Gären und das Backen. Im anschließenden werden die einzelnen Schritte genauer betrachtet. Begonnen wird mit dem ersten Schritt zum selbstgemachten Brot, dem Verkneten. Wasser, Mehl, Hefe und Salz werden miteinander vermischt.

WWAASS PPAASSSSIIEERRTT BBEEIIMM KKNNEETTEENN?? Der Hauptbestandteil des Teiges ist das Mehl, wie zum Beispiel Weizenmehl. Das Weizenmehl setzt sich vor allem aus Stärke und Eiweißstoffen zusammen. Die Stärkekörner werden von Amylase- und Amylopektinmolekülen gebildet, sowie aus Proteinen, die teils löslich (Albumine und Globuline), teils unlöslich sind (Klebereiweiß oder Gluten, ein Proteingemisch aus Gliadin und Glutenin). Der Teig wird elastisch, weil das Klebereiweiß aufquillt und eine Art Netzwerk bildet. Durch das Kneten und Gären kommen Luft und Kohlendioxid in den Teig, welche von diesem Netz in winzigen Bläschen festgehalten werden.

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Zuerst sind die Proteinmoleküle kettenartig angeordnet, sie erscheinen als verknäuelte Gebilde und werden durch intermolekulare Bindungen zusammengehalten. Durch das Kneten werden die Proteine voneinander getrennt, abgewickelt und auseinandergezogen. Die Proteinfäden werden durch die Knetkräfte gestreckt und nebeneinander gereiht. Da die Proteinfäden unregelmäßig gewellt sind, besitzen sie eine spiralfederartige Dehnbarkeit. (Abb.20)

Abb.20: Die ineinander verschlungenen, voneinander getrennten Proteine (oben) wickeln sich auseinander und verbinden sich zu einem Netz

Die Elastizität des Teiges hängt unter anderem auch vom Konzentrationsverhältnis zwischen Gluteninen und Gliadinen ab. Gluteninen sind sehr große Moleküle, die den Teig verfestigen, weil sie ein starres, weniger dehnbares Netz bilden. Die Gliadinen dagegen sind wesentlich kleiner und beweglicher und ihre Spiralen elastischer. Deshalb eignet sich Weizenmehl sehr gut zum Brot backen, da es aufgrund seiner günstigen Zusammensetzung besonders stabile elastische Netze bilden kann. Aus diesen bildet sich dann beim Backen ein festes Klebegerüst, das dem Brot Halt gibt.


WWAASS HHÄÄLLTT DDEENN TTEEIIGG ZZUUSSAAMMMMEENN?? Vorher wurden die einzelnen Bausteine des Brots besprochen, nun stellt sich die Frage, was diese Bausteine zusammenhält, um einen homogenen Teig zu bekommen. Diese Aufgabe übernehmen spezielle Proteine, deren Menge zwar klein, deren Bedeutung aber umso größer ist. Es handelt sich um Enzyme, die wie Katalysatoren biochemische Reaktionen begünstigen bzw. beschleunigen, ohne selbst mit umgesetzt zu werden. Das Mehl enthält solche Enzyme zum Beispiel im Stärkemehl. Die Enzyme werden durch die Zugabe von Wasser wirksam. Bei der Stärkehydrolyse (Spaltung chemischer Verbindungen durch Wasser) spalten die Amylasen von den langen Stärkemolekülen die Maltosen ab. Sie bilden den Nährboden für die Hefepilze. Diese Hefe ist nötig, damit der Teig aufgeht und locker wird. Durch die Enzyme erhält man Maltose, welche die Hefe zu teiglockerndem Kohlendioxid vergärt. Durch kräftiges langes Kneten entsteht viel Maltose. Viel Maltose begünstigt die Vermehrung der Hefepilze. Viel Hefe bedeutet viel Kohlendioxid, durch das sich viele Gasbläschen im Teig bilden, sodass er beim Backen aufgeht.

WWAARRUUMM MMUUSSSS MMAANN DDEENN TTEEIIGG GGEEHHEENN LLAASSSSEENN?? Die Teiggärung ist ein natürlicher, spontaner Prozess, den man durch die oben beschriebene Vorarbeit begünstigt hat. In diesem Teig findet die Hefe einen optimalen Lebensraum. Man unterscheidet zwischen Sauerteiggärung und Gären mit Backhefe. Da es für die häusliche Praxis am einfachsten ist Backhefe zu verwenden betrachtet man hier nur das Gären mit der im Handel erhältlichen Backhefe. Die Backhefe bringt Leben in den Teig, sie macht das Brot locker und voluminös. Backhefen sind einzellige Mikroorganismen, die sich vermehren, wenn sie über entsprechende Nährstoffe, wie zum Beispiel Maltose, verfügen. Da sich die Hefe in einer warmen Umgebung besser vermehrt, lässt man den Teig zuerst im lauwarmen Wasser ca. 90 Minuten gehen. Die optimale Gärtemperatur liegt bei 27°C. Zwar vermehren sich die Hefepilze bei 35°C schneller, aber bei dieser Temperatur setzen sie bittere Substanzen frei. In der Praxis lässt man den Teig so lange gären, bis sich sein Volumen verdoppelt hat. Nach dem ersten Gären muss man den Teig wieder kneten, um die entstandenen Hefepilze gleichmäßig im Teig zu verteilen. So können sie sich beim zweiten Gären gut weitervermehren und viel Kohlendioxid freisetzen.

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WWAASS PPAASSSSIIEERRTT BBEEIIMM BBAACCKKEENN?? Vor dem Backen werden die Brote geformt und auf der Oberseite eingeschnitten. Durch das Einschneiden entlastet man das Glutennetz, welches unter dem Druck des Kohlendioxides reißen würde – die Brotkruste bekommt Risse. Das Kohlendioxid und die beim Kneten hineingebrachte Luft ist auch für die Lockerheit und die Vergrößerung des Volumens verantwortlich. Durch die Erwärmung dehnen sich die Luft, die man in den Teig hineingeknetet hat, und das Kohlendioxid der Hefe aus. Dadurch hebt sich der Teig. Gleichzeitig legt die Hefe mit der steigenden Temperatur an Aktivität zu, aber bei 60°C stirbt sie ab. Ab einer Temperatur von 90°C beginnt sich die Kruste zu bilden. Das im Teig enthaltene Wasser verdampft nur im Bereich der Teigoberfläche, der restliche Wasserdampf breitet sich im Brotinneren aus. Nachdem die Proteine ihr Wasser verloren haben, denaturieren sie und bilden das feste Gerüst der Krume. Durch die Maillard-Reaktion (Erklärung siehe Seite 44) und diverser Karamellisierungs-reaktionen entwickeln sich bei der Krustenbildung eine Vielzahl von Geschmacks- und Aromastoffen. Durch die Verdampfung des Wassers kann der Teig 10-15% seines ursprünglichen Gewichtes verlieren.

Bei welcher Temperatur soll das Brot backen?

Die Temperatur darf nicht zu hoch sein, damit das Gas sich ausdehnen kann bevor das Proteingerüst zu fest wird. Sie darf aber auch nicht zu niedrig sein, sonst bleibt die Kruste feucht. In der Praxis arbeitet man bei 200°C-250°C.

Warum wird ein altes Brot durch nochmaliges backen wieder knusprig?

Eine altbackenes Brot ist nicht trocken, denn beim Älterwerden des Brotes bleibt die Wasserkonzentration zunächst konstant, aber die an das Wasser gebundenen Stärkemoleküle entquellen und kristallisieren, wodurch die Krume fester wird. Vor allem wird schlecht durchgebackenes Brot schnell altbacken. Es enthält nämlich zuviel ungebundenes Wasser, das nun zusätzliche Bindungen mit den Zellulosefasern eingehen kann. Durch erneutes Backen kann man dieses Bindungen auflösen und das Brot wird wieder knusprig. Um das Brot länger frisch zu halten sollte man es deshalb vor Luftfeuchtigkeit schützen.

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Das Mittagessen

Die Suppe

DDAASS GGEEHHEEIIMMNNIISS DDEESS TTAAFFEELLSSPPIITTZZ Das Problem das sich hier stellt ist, dass man eine kräftige Suppe und ein

saftiges Stück Fleisch zubereiten will. Um dieses Problem zu lösen, muss man die Effekte der Osmose und Diffusion berücksichtigen. Im Vorfeld wird dazu ein einfaches Experiment betrachtet:

Abb.21 Abb.22

Man hat ein Glas Wasser, in das man etwas Zucker oder Salz gibt. (Abb.21) Bei nicht zu heißem nicht umgerührtem Wasser stellt man fest, dass sich nach einer gewissen Zeit (ca. ein halber Tag) der Zucker bzw. das Salz komplett im Wasser gelöst hat. Das Bestreben der Substanz besteht immer darin, sich möglichst gleichförmig und gleichmäßig zu verteilen. Das ist der Effekt der Diffusion. Im zweiten Fall wird nun eine sogenannte semipermeable Membran eingeführt. (Abb.22) Eine semipermeable Membran erlaubt dem Wasser einen beidseitigen Durchgang, das heißt die Membran ist für das Wasser durchlässig, für einen gelösten Stoff aber nicht (semipermeabel= halbdurchlässig). Wenn man nun wieder Zucker oder Salz hineingibt, verteilt es sich wieder sehr gleichmäßig, aber nur auf einer Seite der Membran. Zu beobachten ist, dass auf der einen Seite der Wasserspiegel steigt und auf der anderen sinkt. Der Grund ist der sogenannte Osmotische Druck. Das Salz kann nicht hinüber gelangen, aber das Wasser herüber. Das bedeutet, das Wasser versucht in die Salzlösung einzudringen, was zu einer Konzentrationsverringerung führt.

Salz Salz

Membran

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Aus dem selben Grund darf man kein Salzwasser trinken, wenn man durstig ist. Denn wenn man Salzwasser zu sich nimmt, befindet sich im Magen eine sehr hohe Salzkonzentration. Die einzige Möglichkeit diese zu verringern ist, dass aus den Zellen das Wasser austritt und die Salzkonzentration reduziert wird. Jede einzelne Zelle gibt somit Wasser ab, wenn das oft genug passiert, trocknet der Körper aus. Dieser Effekt der semipermeablen Membran tritt nicht nur in den Zellen des menschlichen Körpers auf, sondern auch in jedem Fleisch, Obst oder Gemüse. Im Obst ist es der Zucker und beim Fleisch ist es der Salzgehalt, der wesentlich ist. Mit dieser Erkenntnis über Osmose und Diffusion muss man sich nun folgende Frage stellen, um das Problem lösen zu können:

Wann soll man den Tafelspitz salzen?

Das Geheimnis des Tafelspitzes ist es, ein gut gekochtes schmackhaftes Fleisch und eine herzhaft schmeckende Suppe zu bekommen. In den Zellen des Fleisches ist Salz gelöst. Ist das Wasser, in dem das Fleisch gekocht wird, gesalzen, so könnte es sein, dass man zuviel Salz in das Wasser getan hat. Das heißt, das Wasser aus den Zellen versucht die Salzkonzentration der Suppe zu verringern. Das Wasser bewegt sich aus den Zellen des Fleisches in die Suppe. Dies führt dazu, dass sich auch Geschmackstoffe vom Fleisch in die Suppe bewegen. Dadurch bekommt man eine kräftige Suppe, aber ein trockenes Fleisch. Wenn nun das Wasser nicht gesalzen wird, dann versucht das Wasser der Suppe in das Innere der Zellen des Fleisches einzudringen, um die Salzkonzentration im Fleisch zu senken. Dies führt zu einem saftigen Stück Rindfleisch, aber die Suppe ist geschmacklos und fad. Optimal wäre, das Rindfleisch in einer Rindsuppe zu kochen. Da das aber ziemlich teuer wäre, kocht man zuerst eine Kalbsknochensuppe. Diese Knochensuppe ist billiger und besitzt ungefähr die gleiche Konzentration an Salz wie das Innere der Zellen des Rindfleisches. Dadurch bekommt man ein saftiges Stück Fleisch und eine kräftige Suppe.


WWAARRUUMM SSOOLLLL MMAANN DDIIEE SSUUPPPPEE NNUURR ZZIIEEHHEENN LLAASSSSEENN UUNNDD NNIICCHHTT KKOOCCHHEENN??

Erstens: Wenn das Fleisch eine Temperatur von mehr als 70°C besitzt, ziehen sich die Collagenfasern zusammen und der Fleischsaft wird aus dem Fleisch herausgepresst - das Fleisch verliert seine Saftigkeit. Zweitens hat man beim Kochen Temperaturen um 100°C. Dabei bilden sich Gasbläschen, die kleine „Flankerl“ aus dem Rindfleisch lösen, wenn sie mit dem Fleisch in Berührung kommen - die Suppe wird trüb. Deshalb sollte man die Suppe nur ziehen lassen.

WWAARRUUMM LLÄÄSSSSTT SSIICCHH DDIIEE SSUUPPPPEE DDUURRCCHH DDAARRÜÜBBEERRBBLLAASSEENN KKÜÜHHLLEENN??

Die Idealtemperatur zum Essen der Suppe liegt bei ungefähr 45°C-50°C. Die Erwärmung der Suppe erfolgt analog jener des Wassers. Über der Flüssigkeit entsteht Wasserdampf. Wenn man über die Suppe bläst, wird die mit Wasserdampf gesättigte Luftschicht von der Oberfläche der Suppe entfernt und durch trockene Luft ersetzt. Zudem besitzen die verdampfenden Teilchen die meiste Energie, diejenigen mit geringerer Energie bleiben in der Suppe zurück. Die Verdampfung entspricht also einem Energieverlust der Suppe, das heißt, einer Abkühlung. Durch das Blasen wird diese Abkühlung beschleunigt. Bei dicken, gebundenen Suppen muss man zusätzlich noch umrühren, da sonst nur die Oberfläche abkühlt. Wegen der Viskosität der Flüssigkeit erfolgt nämlich kein Temperaturausgleich zwischen den oberen und den weiter unten gelegenen Schichten.

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Das Hauptgericht Hier werden die in der Österreicheischen Küche gerne gekochten Hauptspeisen betrachtet, wie zum Beispiel ein Steak oder ein saftiger Schweinebraten sowie die genaue Berechnung der Bratdauer für eine Gans oder ein Huhn.

WWAASS PPAASSSSIIEERRTT BBEEIIMM AANNBBRRAATTEENN EEIINNEESS SSAAFFTTIIGGEENN SSTTEEAAKKSS Man nimmt eine Pfanne und stellt diese auf die Herdplatte (Elektroplatte) und schaltet sie ein. Die Wärme der Herdplatte wird durch die Schwingungen der Atome auf die Atome der Pfanne übertragen. Dadurch werden auch die Atome in der Pfanne zum Schwingen angeregt und die Pfanne wird heiß. Nun legt man das Stück Fleisch hinein und gießt mindestens ein paar Tropfen Öl dazu. (Abb.23) Abb.23: Das Steak in der Pfanne

Warum soll man Fett dazugeben?

Erstens ist Öl ein Geschmacksträger, da die meisten Geschmacksmoleküle fettlöslich sind. Wenn man diese Geschmacksstoffe nicht auflöst, wird man sie nicht wahrnehmen können. Das ist auch der Grund warum man Butter im Kühlschrank möglichst luftdicht aufbewahren sollte, da sie sonst die aggressiven Aromastoffe der andern Lebensmittel (Gemüse, ...) aufnimmt. Diese Eigenschaft kann man sich zum Beispiel für die Herstellung von Knoblauchbutter zu nutze machen. Man braucht nur die Butter zu zerschneiden, um eine große Oberfläche zu bekommen, 6-7 abgeschälte Knoblauchzehen dazulegen und das Ganze in einer verschließbaren Dose eine Woche lang lagern. Dabei können die Geschmacksmoleküle, die Aromastoffe des Knoblauchs, abdampfen und sich in der Luft bewegen. Sobald sie auf das Fett der Butter kommen, bleiben sie daran haften, da sie im Fett gelöst werden.

Herdplatte

Fleisch

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Zweitens fungiert das Öl als Wärmeleiter: Denn selbst, wenn das Fleisch schön geschnitten ist, hat man immer noch Bereiche, wo es auf der Pfanne nicht richtig aufliegt. Dadurch wäre die Wärmeleitung, welche vom Kontakt abhängt, nicht optimal. Das heißt, das Fleisch würde nur an gewissen Stellen erwärmt werden. Durch das Öl bekommt man eine bessere Wärmeleitung zwischen Fleisch und Pfanne. Um allerdings ideale Wärmeleitung zu ermöglichen, sollte sich zwischen der Herdplatte und dem Topf bzw. der Pfanne kein Flüssigkeitsfilm befinden.

Und drittens besitzt das Öl auch eine Kühlfunktion: Bei der maximalen Temperatur beim Braten (Herdplatte 250°) würde das Fleisch verbrennen. Das Öl nimmt diese Wärme auf und kühlt, solange das Öl verdampft, diesen Bereich und das Fleisch verbrennt nicht.

Warum soll man keine Butter verwenden?

Aufgrund ihres hohen Wasseranteils (ca. 80%) eignet sich die Butter nicht sehr gut zum Braten.

Was passiert mit dem Fleisch?

Beim Anbraten arbeitet man im Hochtemperaturbereich, das bedeutet, die Maillard-Reaktion setzt ein. Durch die Maillard-Reaktion bekommen die Speisen bei einer Temperatur von 140°C die richtige Würze und eine Kruste. Bei der Maillard-Reaktion reagieren die Zuckermoleküle und die Aminosäuren miteinander und es bilden sich Geschmacksmoleküle. Diese Moleküle können unterschiedliche Ausprägungen besitzen, aus denen unterschiedliche Geschmackstoffe entstehen. Diese Reaktionen sind sehr komplex und viele Details hat man bis heute noch nicht verstanden.

Wie entsteht die Kruste?

Das Fleisch besteht zu einem großen Teil aus Wasser. Aufgrund der hohen Temperatur (höher als 100°C) verdampft das Wasser an der Fleischoberfläche und das Fleisch bekommt eine harte Kruste.


Wie bekommt man ein saftiges Steak?

Es exsistiert der Irrglaube, dass sich bei hohen Temperaturen die Poren schließen und die entstandene Kruste den Fleischsaft einschließt. Diese Hypothese wurde von Harold McGee1 widerlegt: Erstens zischt ein Steak beim Anbraten, das heißt, dass Flüssigkeit (Fleischsaft) austritt und sich verflüchtigt. Zweitens: Wenn man das Steak aus der Pfanne nimmt und es auf einen Teller legt, bildet sich dort eine Saftlache. Wo sollte dieser Saft herkommen, wenn sich die Poren verschlossen hätten? Drittens löscht man mit Wein ab, weil man den Bratensatz ablösen will. Dieser Bratensatz besteht aus eingekochten, karamellisierten Säften, die während des Bratens aus dem Steak austreten. Und viertens entwickeln sich während der gesamten Garzeit Dämpfe, das heißt, Flüssigkeit verdampft aus dem Steak. Daher kann man festhalten, dass es immer einen gewissen Flüssigkeitsverlust gibt, selbst wenn das Fleisch gleich zu Beginn kräftig angebraten wird. Das Bindegewebe um die Muskelfasern (=Collagen) zieht sich durch die starke Hitze zusammen und bewirkt, dass der Fleischsaft austritt. Das Collagen ist für die Zähigkeit verantwortlich. (Abb.24)

Abb.24: Collagenfasern

1 siehe [7] S94

Collagen

Muskelfaser


Wie tritt nun möglichst wenig Fleischsaft beim Anbraten aus?

Eine Möglichkeit besteht darin, das Fleisch nicht zu heiß zu braten. Dadurch würde die Kontraktion des Bindegewebes nicht allzu groß sein und der Saftverlust gering. Das entspricht dem Braten im Nieder-temperaturbereich. Man vermeidet einen Temperaturbereich, bei dem sich die Collagenfasern zusammenziehen. Bei 60°C-65°C beginnt das Eiweiß im Inneren zu denaturieren, aber die Collagenfasern würden sich noch nicht zusammenziehen. Dadurch würde das Fleisch auch irgendwann gar. Beim Niedertemperaturbraten hat man das Problem, das man keine Maillard-Reaktion bekommt und das Wasser bis zu einem gewissen Teil verdampft. Dadurch hat man zwar innen noch den Fleischsaft, aber durch die lange Bratdauer wird das Fleisch allmählich trocken. Vor allem fehlt dem Fleisch die Würze, da die Maillard-Reaktion nicht eintritt.

Die zweite Möglichkeit ist, das Fleisch bei sehr starker Hitze zu braten. Dadurch verkürzt man die Garzeit, sodass nur eine geringe Menge Fleischsaft austreten kann. Keinesfalls sollte man das Fleisch salzen oder anstechen. Beim Salzen würde durch die Osmose der Fleischsaft austreten und durch das Anstechen würden sich Kanäle bilden, durch die der Saft austreten kann.

Warum wird das Stück Fleisch beim Anbraten kleiner?

Wenn man zum Beispiel ein Rindsschnitzel anbrät, verliert es erstens Saft und zweitens schrumpft es. Warum wird es kleiner? Die Collagenfasern im Fleisch ziehen sich bei diesen Temperaturen zusammen und dadurch auch das ganze Fleisch. Da sich das Collagen erst in einem sehr langzeitigen Prozess abbaut, sollte das Fleisch für das kurze Anbraten eine hohe Qualität haben, das heißt wenig Bindegewebe und daher geringe Zähigkeit. Man kann zwischen dem Fleisch einer „sportlichen“ und einer „faulen“ Kuh unterscheiden. Eine sportliche Kuh ist jene, die freilaufend am Bauernhof lebt, diese Kuh bewegt sich sehr viel und bildet daher sehr viele Collagenfasern. Deshalb zieht sich das Fleisch beim Anbraten stärker zusammen. Eine faule Kuh, die im Zwinger gehalten wird und sich kaum bewegt, besitzt ein sehr schönes Muskelfleisch, weil sie wenig Collagenfasern bildet. Daher behält das Fleisch beim Braten seine Größe.


Warum gibt es in Amerika so große und saftige Steaks?

In Amerika werden die Rindstücke in ein Wasserbad gegeben. In diesem Wasserbad zündet man nun Dynamitstangen, sodass durch die Explosion die Collagenfasern zerrissen werden. Man kann das Rindfleisch auch chemisch durch Fleischmürbesalz nach-bearbeiten. Dieses Salz beinhaltet Papain, welches die Collagenstruktur zerstört.

WWIIEE BBEEKKOOMMMMTT MMAANN DDEENN SSCCHHWWEEIINNSSBBRRAATTEENN IINNNNEENN SSAAFFTTIIGG UUNNDD AAUUSSSSEENN KKNNUUSSPPRRIIGG??

Wie macht man einen Schweinsbraten?

Man nimmt eine Schweinschulter, die einen schmalen Fettrand (Schwarte) besitzt und reibt diese mit Salz ein - später mit den restlichen Gewürzen (Koriander, Kümmel,...). Diesen Braten gibt man mit ca. ½ l warmen bzw. heißen Wasser in einen Topf. Den Schweinsbraten legt man zuerst mit der Schwarte nach unten ins Wasser. Im vorgeheizten Backrohr wird er 30 Minuten bei 180°C-200°C gebraten. Danach wird er herausgenommen, gewendet und die Schwarte eingeschnitten. Das Einschneiden geht jetzt leichter als vorher. Dann wird der Braten mit der Schwarte nach oben wieder in das Backrohr gegeben und ca. 45 Minuten bei 180°C gebraten. In dieser Zeit soll man den Braten nicht übergießen. Zum Schluss wird das Backrohr ausgeschalten und die Backofentür für drei bis vier Minuten geöffnet und schließlich für 20min geschlossen. Fertig! (Abb.25)

Abb.25: Wärmübertragung beim Schweinsbraten

Wärme- strahlung

Wasserdampf

Konvektion

Braten

Heizwendel Wärmeisolation

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Im Backrohr wird die Wärme durch den entstehenden Wasserdampf übertragen. Aus diesem Grund sollte man auch gleich von Beginn an warmes Wasser dazugeben, damit die Verdampfung schneller stattfindet. Dieses Wasser wird über Wärmeleitung vom Backrohrrost bzw. Bratengeschirr und nur zu einem geringen Anteil über die Infrarotstrahlung erwärmt. Wenn sich genügend Wasserdampf gebildet hat, wird über diesen die Wärme zwischen den heißen Backrohrwänden und dem kalten Braten ausgetauscht. Das erfolgt über die Kondensation des heißen Dampfes auf der Bratenoberfläche. Daher sollte man die Backrohrtür nicht unnötig oft öffnen, da dadurch Wasserdampf entweichen kann und sich die Erwärmung des Bratens verlängert. In das Innere des Bratens erfolgt die Wärmeübertragung natürlich durch Wärmeleitung.

Was passiert in diesen 45 Minuten mit dem Braten?

Aufgrund der hohen Temperatur im Backrohr wird auch aus der Schwartenoberfläche das Wasser verdampfen. Es lösen sich dabei kleine Gasbläschen heraus, welche die Schwarte zerreißen würden, wenn man sie nicht vorher einschneidet. Das Fett, welches unter der Schwarte liegt, beginnt bei diesen Temperaturen zu schmelzen und rinnt seitlich am Schweinsbraten herunter. Damit wird das restliche Fleisch nach außen hin gekühlt. Diese entstehende Fettschicht verhindert das Aufweichen des Fleisches, da der Wasserdampf diese Schicht nicht durchdringen kann. Dadurch bleibt er innen saftig und außen knusprig.

Warum soll man den Braten im Backrohr rasten lassen?

Durch das Braten ist das Fleisch angespannt. Wenn man es nun zu schnell abkühlt, verliert der Braten beim Anschneiden fast den ganzen Saft. Deshalb sollte man ihn rasten lassen, sodass sich die Fasern entspannen können und der Saft im Fleisch bleibt.

Warum soll man den Schweinsbraten nicht übergießen?

Durch das Aufgießen würde man die Fettschicht im Bereich des Fleisches wegspülen und damit dem Wasser im Fleisch das Austreten ermöglichen. Dadurch würde der Braten trocken werden.


Kleiner Tipp zum Schweinsbraten!

Man kann den Braten auch in eine Marinade legen. Sie dringt einen Zentimeter pro Tag in das Fleisch ein. Um diesen langwierigen Prozess zu verkürzen, sollte sich eine Injektionsspritze unter den Küchenutensilien befinden, denn damit kann man die Marinade in das Fleischinnere injizieren.

WWIIEE BBRRÄÄTT MMAANN EEIINNEE LLAAMMMMKKEEUULLEE OOHHNNEE EEIINN BBAACCKKRROOHHRR?? Normalerweise bereitet man eine Lammkeule im Niedertemperaturverfahren zu. Zuerst brät man die Lammkeule an, um die Maillard-Reaktion auszulösen, und legt sie anschließend bei niederer Temperatur (65°C-70°C) ins Backrohr. Dort lässt man sie bis zu 8 Stunden braten. Dadurch wird das Fleisch mürbe, sodass man es fast mit einem Löffel essen kann. Wenn man nun kein gut funktionierendes Backrohr hat, nimmt man einen sehr großen Topf und stellt diesen auf die kleinste Herdplatte. Man gibt gerade so viel Wasser in den Topf, dass der Boden bedeckt ist. Nun legt man die Lammkeule seitlich hinein, schließt den Deckel und schaltet auf die kleinste Stufe. Hier arbeitet man mit folgendem physikalischen Trick: Je größer die Oberfläche des Topfes ist, desto mehr Wärme wird durch die Infrarotstrahlung abgegeben. Damit kann man die Lammkeule acht bis neun Stunden auf dem Herd stehen lassen. Die geringe Menge Wasserdampf dient dazu, dass das Fleisch nicht austrocknet.

WWIIEE BBRRAATTEETT MMAANN EEIINN GGRRIILLLLHHUUHHNN?? In diesem Fall spielt neben der Strahlungserwärmung noch Konvektion und Wärmeleitung in Luft eine ausschlaggebende Rolle für die Erwärmung des Huhns. Da die Wärmestrahlung hier von einem Flächenstrahler und nicht von einem Punktstrahler abgegeben wird, ist die Erwärmung unabhängig vom Abstand. Indem hier aber die Erwärmung auch zusätzlich durch Wärmeleitung in Luft und Konvektion stattfindet, muss das Grillhuhn so nahe wie möglich an die Wärmequelle herankommen. (Abb.26)

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Das Fleisch wird in diesem Bereich auf eine sehr hohe Temperatur gebracht, sodass die Maillard-Reaktion eintreten kann und das Huhn eine schöne Kruste bekommt. Wenn man aber das Fleisch zu lange am selben Ort lässt, würde es gnadenlos verbrennen. Daher versetzt man das Bratgut in Drehbewegung und die Wärme kann durch die Wärmeleitung auch in das Innere des Fleisches eindringen. Die Zubereitung des Grillhuhns dauert sehr lange. Abb.26: IR-Strahlung

Die Wärmestrahlung spürt man zum Beispiel auch bei einem Kochtopf, in dem man Wasser erwärmt. Seitlich wird Infrarotstrahlung abgegeben. Man kann sich also mit der Hand bis auf ein paar Millimeter dem Topf nähern, ohne sich zu verbrennen. Berührt man aber den Topf, verbrennt man sich, da nun die Wärmeleitung zwischen Hand und Topf für den Wärmetransport zuständig ist.

Funktioniert der Holzofengrill nach dem selben Prinzip?

Das ist ein Irrtum, da sich bei einem Holzgrill die Kohlen unter dem Fleisch befinden und nicht seitlich davon. (Abb.27)

Abb.27: Holzofengrill

Grillkohlen

Wärmeströmung

Grillkohlen An dieser Stelle würde das Fleisch verbrennen, daher Drehbewegung

Grillhuhn

IR-Strahlung


Da die Grillkohlen in diesem Fall unten liegen und das Huhn oben, wird es nicht in erster Linie durch Wärmestrahlung erwärmt. Der Grillofen besitzt einen gewissen Unterzug, das heißt, es steigt heiße Luft nach oben, die zur Erwärmung des Huhns beiträgt. Daher ist hier die Wärmestrahlung vernachlässigbar, die Hitze wird durch die heiße Luft übertragen. Man bemerkt diesen Effekt zum Beispiel auch bei der Herdplatte. Da der Luftstrom nach oben geht, kann man sich der Herdplatte mit der Hand von oben nicht so weit nähern wie von der Seite.

WWIIEE BBRRÄÄTT MMAANN EEIINNEENN KKLLAASSSSIISSCCHHEENN TTRRUUTTHHAAHHNN?? Die Erwärmung des Truthahns erfolgt ähnlich der des Schweinsbratens. Beim Braten von Geflügel ist die Situation insofern verschieden vom Schweinsbraten, da es keine schützende Fettschicht besitzt. Vom Braten des Schweinsbraten weiß man, wie wichtig diese Fettschicht ist. Daher muss man diese irgendwie herstellen, zum Beispiel mit Butter, die das Bratgut durch Hinunterrinnen auch seitlich benetzt. Beim Geflügel ist es empfehlenswert, nach ca. 90 Minuten zu übergießen, aber nicht mit Wasser bzw. etwas Wasserhältigem, sondern mit Fett. Am besten verwendet man zerlassene Butter. Je mehr Fettschicht man aufträgt, um so besser für das Braten. Genau aus dem selben Grund wird das Geflügel oft barbiert, das heißt, man umwickelt es mit Speck. In Australien kann man dieses Prozedere umgehen, da beim australischen Truthahn das Fett mit einer Injektionsspritze unter die Haut gegeben wird.

Was passiert beim Braten des Truthahns?

Wenn der Truthahn zart und saftig werden soll, darf man wie beim Schweinsbraten die Backofentür nicht öffnen, da sich dadurch der gebildete Wasserdampf verflüchtigt und wieder neuer gebildet werden müsste. Das heißt, es verdampft erneut Fleischsaft, sodass der Truthahn austrocknen würde. Man darf den Truthahn aber auf keinen Fall vorher befeuchten, denn wenn zu viel Wasserdampf entsteht, kann das Wasser aus der Oberfläche nicht verdampfen und der Truthahn bekommt keine knusprige Kruste. Innen soll das Fleisch zart werden. Für dieses Ergebnis ist der Abbau des Bindegewebes verantwortlich. Beim Braten des Truthahns bleiben seine Fasern gespannt, bis sich bei einer Temperatur von ca. 70°C die Muskelzellen zu zersetzen beginnen. Während des Bratens denaturieren die Proteine, welche sich miteinander verbinden und anschließend gerinnen.

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Warum ist die Bratdauer so wichtig?

Wenn man nun zu lange brät, tritt Wasser, das noch an die Proteine gebunden ist, aus, und das Fleisch wird hart. Andererseits werden die Collagenfasern, welche für die Zähigkeit des Fleisches verantwortlich sind, erst nach längerer Zeit abgebaut. Daher muss man einen guten Mittelweg zwischen dem Verschwinden der Collagenfasern und dem Verhindern des Austrocknens der geronnenen Proteine finden.

Berechnung der Bratdauer

Das Collagen und die Muskelproteine denaturieren bei verschiedenen Temperaturen und in den einzelnen Teilen des Truthahns auch unterschiedlich schnell. Man benötigt aber mindestens eine Temperatur von 70°C im Inneren des Fleisches, damit sich das Collagen auflöst und die Muskeln weich werden. Andererseits verliert der Truthahn Wasser, wenn er zu lange gegart wird. Daher ist die optimale Bratdauer eine Minimalzeit, bis im Zentrum 70°C erreicht sind. Bei der Berechnung dieser Zeit geht man von den Gesetzen der Wärmeübertragung aus. Man nimmt an, dass die Temperatur einheitlich ist und der Truthahn eine gleichmäßige Form hat. Wenn man die Form des Truthahns als kugelförmig annimmt, ist die Zeit, in der in der Mitte des Truthahns eine bestimmte Temperatur erreicht ist, proportional zum Quadrat des Durchmessers. Da die Masse einer Kugel proportional zur Kubikzahl ihres Radius ist, lässt sich die Garzeit wie folgt berechnen:

T Bratdauer [h] M Masse des Truthahns [kg] TBA Temperatur im Backofen [°C] TIN Temperatur im Inneren des Truthahns [°C] (ca.70°C) χ Koeffizient 0,0085 [°Ch1/2kg-1/3]

23

)(32

−⋅⋅=

INBA TTMT

χ


Daraus ergeben sich folgende Bratzeiten: Bei einer Temperatur von 180°C muss man einen 5 kg schweren Truthahn 2 Stunden und 13 Minuten, einen 7 kg schweren 2 Stunden und 47 Minuten braten. Bei einer Temperatur von 200°C verringert sich die Bratzeit auf 1 Stunde und 35 Minuten bzw. auf 1 Stunde und 59 Minuten. Falls man den Truthahn füllt, fällt bei der Bratdauer der Faktor 2/3 weg. Daher ergibt sich für einen gefüllten Braten mit 5kg bei 200°C eine Bratdauer von 2 Stunden und 24 Minuten.

DDAASS GGUULLAASSCCHH

Wie erwärmt sich das Gulasch?

Der Erwärmungsvorgang erfolgt ähnlich jenem einer Suppe. Da aber das Gulasch dickflüssiger ist als die Suppe, findet die Konvektion nicht von alleine statt. Man muss zusätzlich umrühren, sodass man kalte und warme Bereiche miteinander vermengt und somit das ganze Gulasch erwärmt. Würde man nicht umrühren, würde der untere Teil verbrennen und der obere Bereich kalt bleiben.

Gut Ding braucht Weile?

Im Gulasch wird zum Beispiel Rindfleisch gekocht. Da dieses Fleisch viel Collagen enthält, muss man es sehr lange kochen, bis es anfängt zu gelieren und das Fleisch seine Zähigkeit verliert.

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WWIIEE FFRRIITTTTIIEERRTT MMAANN EEIINN WWIIEENNEERR SSCCHHNNIITTZZEELL?? Dieses Kapitel beschäftigt sich zuerst allgemein mit dem Frittieren und anschließend mit dem Wiener Schnitzel selbst.

Wie frittiert man richtig?

Bekannt ist, dass das Gargut beim Frittieren im Fett schwimmen soll und es dadurch eine goldbraune Kruste bekommt. Beim Frittieren hat man Gartemperaturen von weit über 100°C. Wegen dieser hohen Temperaturen gerinnen die Moleküle an der Oberfläche schnell und bilden die charakteristische Kruste. Um richtig zu frittieren, muss man das Fett so stark wie möglich erhitzen. Denn wenn die Temperatur des Fettes zu gering ist, kann sich nur langsam eine Kruste bilden und das Fett in das Frittiergut eindringen und es durchtränken. Je größer die Stücke sind, die man frittieren will, desto höher sollte die Anfangstemperatur des Fettes sein. Wenn man das Frittiergut in die Fritteuse gibt, entzieht dieses dem Fett zunächst Wärme. Ein großes Stück kühlt das Fett mehr ab als ein Kleines. Da auch Fette eine Maximaltemperatur besitzen, sollte man für eine größere Menge Gargut auch eine größere Menge an Fett verwenden. Dadurch ist mehr Wärme vorrätig. Man sollte auch größere Stücke teilen, damit das Innere gar werden kann, bevor die Oberfläche verkohlt ist.

Warum benutzt man soviel Fett?

Der Irrglaube, dass es besser sei weniger Fett zum Frittieren zu nehmen um gesünder zu leben, ist weit verbreitet. Man meint, damit das Eindringen des Fettes in das Gargut zu verhindern. Genau das Gegenteil ist aber der Fall, denn das Frittiergut kühlt das wenige Fett zu schnell ab, sodass sich keine Kruste bilden kann.

Welches Fett soll man verwenden?

Man darf das Fett nicht zu stark erhitzen, da es sich dabei zersetzt. Wenn man es überhitzt, beginnt es zu rauchen und entwickelt einen säuerlich-stechenden Geruch, für den eine Substanz namens Akrolein verantwortlich ist. Die Maximaltemperatur ist nicht bei allen Fetten gleich. Es gibt schon speziell zum Frittieren geeignete Fette, deren Rauchpunkt sehr hoch liegt.

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Aber selbst das beste Fett sollte saubergehalten werden. Verbrauchte Fette beginnen schon bei niederen Temperaturen zu rauchen, da sie sich nach und nach mit kleinen Partikeln angereichert haben. Wie zum Beispiel kleine Fleischteilchen, welche über 70°C schwarz werden und bitterschmeckende Bestandteile freisetzen. Deshalb sollte man das gebrauchte Fett vorher filtern, sodass es wieder klar ist.

Warum soll das Frittiergut trocken sein?

Erstens vermeidet man dadurch einen unnötigen Wärmeverlust, denn das Fett müsste zuerst die Feuchtigkeit von der Oberfläche verdampfen, bevor das eigentliche Frittieren beginnen kann. Zweitens umgeht man Fettspritzer. Denn falls das Wasser in das heiße Fett kommt, dehnt es sich plötzlich aus, verdampft und reißt dabei das umliegende Fett mit sich.

Warum wird das Fleisch vor dem Frittieren paniert?

Dazu muss man sich vorher überlegen, woher die knusprige Kruste, die goldbraune Farbe und der charakteristische Frittiergeschmack kommen. Sie entstehen zum Teil durch die Gerinnung der Proteine und die Karamellisierung der Kohlenhydrate während des Garens. Deshalb lassen sich Kartoffeln gut frittieren, da sie viel Zucker und Stärke enthalten, welche sich gut umwandeln lassen. Da das Stück Fleisch aber keine Kohlenhydrate an der Oberfläche besitzt, verwendet man Paniermehl. Es besteht, wie das richtige Mehl, zum großen Teil aus Kohlenhydraten (Sacchariden). Da dieses Mehl aber schlecht haftet, wird das Frittierstück zuerst in einer verquirlten Eimasse gewälzt. Das Ei bringt noch dazu den Vorteil mit sich, dass die Brösel des Paniermehls gebunden werden und seine Proteine chemisch mit dessen Zuckern reagieren können (Maillard-Reaktion!). Will man verhindern, dass sich die Kruste später zu schnell ablöst, fügt man zusätzlich noch Mehl bei. Deshalb gilt die Reihenfolge: Mehl, Ei, Paniermehl. Wegen der Klebekraft der Mehlstärke wird die Panier fester am Fleisch haften. Wenn man das Fleisch vorher mit der Gabel ansticht, kann man diesen Effekt noch verbessern. Dadurch dringen Ei und Mehl in die Löcher ein und verankern die Panierschicht.


WWIIEE KKOOCCHHTT MMAANN DDIIEE PPAASSTTAA „„AALL DDEENNTTEE““?? Für die Zubereitung des österreichischen Nudelteiges benötigt man Mehl, Eier, Öl und ein paar Tropfen Wasser. Diese Mischung wird fest durchgeknetet, eine halbe Stunde in Ruhe gelassen und anschließend in die gewünschte Pastaform weiterverarbeitet. Im Vergleich dazu, werden die original italienischen Nudeln ohne Ei zubereitet, dafür aber mit Hartweizengrieß. Diese Nudeln werden in kochendem Salzwasser gegart, bis sie „al dente“, also bissfest, schmecken. Im folgenden wird die österreichische Zubereitung der Pasta genauer betrachtet.

Wie entsteht der Teig?

Ein Teig entsteht, weil die Tropfen Wasser und das Wasser der Eier einen Stärkekleister bilden, da die Stärkekörner des Mehls das Wasser absorbieren und diese dadurch aufquellen und zusammenwachsen. Durch das Durchkneten wird das Wasser gleichmäßig verteilt, sodass alle Stärkekörner gleichmäßig verkleistern können. Das Durchkneten hat auch den zusätzlichen Zweck, ein Glutennetz zu schaffen. Dieses Glutennetz bildet sich erst nach längerem Kneten, da sich die Proteine entrollen müssen, bevor sie sich neu binden können. Dazu werden chemische Verbindungen zwischen zwei Schwefelatomen, welche die Proteine verknäuelt halten, zerbrochen. Durch die Ruhephase wird der Teig homogen. Das Wasser wandert von Orten, wo reichlich Wasser vorhanden ist, zu Orten, in denen noch keines vorhanden ist. Dabei trocknen die Randzonen der Stärkekörner ein bisschen aus, während der innere Teil der Körner Feuchtigkeit aufnimmt, was sie noch fester zusammenschweißt.

Warum kleben die Nudeln zusammen?

Damit die Pasta „al dente“ schmeckt darf sie nicht zusammenkleben. Der Nudelteig besteht aus Stärke, die den Stärkekleister bildet, und aus Proteinen. Die Proteine stammen aus dem Gluten, das die Stärkekörner einschließt, und den eingebrachten Eiern. Die Kochzeit der Nudeln braucht nur so lange zu dauern, bis das Gluten gerinnt, was bei ungefähr 60°C passiert, sodass die Nudeln aufquellen können. Dabei sind es vor allem die langen Stärkemoleküle der Amylose, die sich im Wasser auflösen, denn die verzweigten Amylopektinmoleküle sind nur schwer wasserlöslich.

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Kocht man nun die Nudeln zu lang, löst sich die Stärke und ein Teil der Proteine massiv im Wasser auf. Da beim Abtropfen in ein Sieb die im Kochwasser freigesetzte Stärke leicht an den Nudeln haften bleibt, werden sie klebrig. Um das Zusammenkleben der Nudeln zu vermeiden, kann man dem Kochwasser der Nudeln Öl beimengen, da dieses die gelöste Stärke bindet.

Warum soll man die Nudeln in sprudelndem Salzwasser kochen?

Das Salz im Kochwasser dringt mit dem Wasser in die aufgequellten Nudeln ein, sodass sie ganz durchsalzen werden. In die fertig gegarten Nudeln kann das Salz dagegen nicht mehr eindringen, daher benötigt man dann auch eine größere Menge an Salz. Durch das Einlegen der Nudeln in kochendes Wasser können die Proteine gerinnen, bevor sich die Amylose in größerem Maße aufgelöst hat.

Warum soll man sie in entsprechend viel Wasser kochen?

Wenn man genug heißes Wasser hat, in das man die Nudeln legt, kühlt das Kochwasser nicht merklich ab. Dadurch ist der Siedepunkt in wenigen Augenblicken wieder erreicht, sodass sich die Kochzeit verkürzt. Dadurch wird so wenig wie möglich an Amylose aufgelöst. Zudem wird die beim Kochen freigesetzte Stärke in der gesamten Wassermenge verteilt und haftet nicht an den Nudeln, sodass diese hinterher nicht kleben.


Die Beilage In diesem Kapitel dreht es sich in erster Linie um die Welt der Saucen und danach um den Auftrieb der Knödel. Anschließend wird man auch eine Möglichkeit kennen lernen, um schnell Bratkartoffeln zuzubereiten.

WWIIEE MMAACCHHTT MMAANN EEIINNEE SSAAUUCCEE HHOOLLLLAANNDDAAIISSEE??

Was macht eine richtige Sauce aus?

Die Sauce ist meist eine aromatische, sämige, gebundene Flüssigkeit. Sie darf kein Saft und auch kein Püree sein. Hier wird man sich weniger mit den verschiedenen Aromen der Saucen beschäftigen, sondern mehr mit deren Konsistenz und den daraus resultierenden Problemen. Am Nationalinstitut für agronomische Forschung (INRA) in Dijon ließ ein Physikochemiker von Geschmacksprüfern diverse Erdbeerkonfitüren verkosten. 1 Alle Konfitüren waren bezüglich ihres Fruchtgehalts und ihrer chemischen Zusammensetzung völlig gleich, aber man gab ihnen verschiedene Mengen Geliermittel zu, um unterschiedliche Festigkeitsgrade zu erhalten. Testergebnis: Je fester die Konfitüre war, desto weniger Geschmack besaß sie. Man sieht, dass die Konsistenz nicht nur für das Auge wichtig ist, sondern auch die Aromawahrnehmung sehr stark beeinflusst. Für die Beschreibung der Konsistenz einer Sauce ist die Viskosität ein sehr wichtiger Begriff. Löst man zum Beispiel Zucker in einem Glas Wasser, bleibt die Lösung dünnflüssig, solange die Zuckerkonzentration niedrig ist. Steigt diese nun an, indem man mehr Zucker zugibt, verdickt sie sich und fließt nur noch sehr schwer. Die meisten Saucen sind Öl-in-Wasser Emulsionen, in denen die Öltröpfchen von grenzflächenaktiven Molekülen fein verteilt werden. Die Butter ist mit ihrem Wassergehalt von 18% eine Wasser-in-Öl Emulsion. 1 siehe [7] S130

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Wie macht man eine Sauce?

Es wird die Zubereitung einer Sauce Hollandaise betrachtet: Dazu schlägt man zunächst zwei bis drei Eigelb mit dem Schneebesen gut durch, gibt anschließend Wasser, Zitronensaft und Salz hinzu. Diese Mischung erhitzt man nun vorsichtig und rührt, bis eine glatte cremige Masse entstanden ist. Nach dieser ersten Andickung zieht man die Butterflöckchen unter, wobei man immer kräftig rührt. Die Butter muss völlig in der Mischung aufgehen.

Was passiert dabei?

Am Anfang hat man die grenzflächenaktiven Moleküle des Eigelbs in einer aromatischen wässrigen Lösung verteilt. (Abb.28) Sie ordnen sich zu kugelförmigen Clustern an, wobei die fettfreundlichen (hydrophoben) Pole in das Innere dieser kleinen Kugeln gerichtet sind, ihre wasserfreundlichen (hydrophilen) Pole nach außen, zum Wasser hin weisen. Durch das kräftige Schlagen der schmelzenden Butter bringt man ihr Fett in das Zentrum der Cluster. Dadurch entstehen Fetttröpfchen, die von grenzflächenaktiven Emulgatoren umgeben werden und sich in der Wasserphase verteilen.

Abb.28: Verteilung der Fetttröpfchen in der Emulsion

Die besondere Viskosität der Sauce erklärt sich durch ihre Mischung. Die Emulsion enthält Fetttröpfchen, die wesentlich massiger sind als die Wassermoleküle und sich gegenseitig hemmen. Diese Emulsion fließt daher auch viel schlechter als Wasser. Durch die Zugabe von Salz und Essig nimmt die Viskosität noch um einige Prozent zu. Durch diese beiden Substanzen werden die grenzflächenaktiven Moleküle in zwei Ionentypen getrennt, die jeweils positiv oder negativ geladen sind. Dadurch bekommen alle wasserfreundlichen Pole der Moleküle eine identische elektrische Ladung und stoßen sich ab. Durch Abstoßung wird die Fließfähigkeit verringert. Zusätzlich wirkt noch die Erwärmung auf die Proteine des Eigelbs, welche zuerst denaturieren und anschließend zusammenlaufen. Dies trägt ebenfalls zur Verdickung der Sauce bei, wobei hier aber die Gefahr der Klümpchenbildung steigt - daher sollte man kräftig umrühren.


Warum misslingt eine Sauce?

Sie kann missraten, weil die Tröpfchen der geschmolzenen Butter miteinander verschmelzen, oder die Proteine des Eigelbs gerinnen und verklumpen. Da die elektrischen Kräfte eine Abstoßung der Tröpfchen bewirken, wird das Verschmelzen verhindert. Wenn die Sauce aber zu warm wird, bewegen sich die Tröpfchen schneller und stoßen immer öfter und heftiger zusammen. Das heißt, die Energiebarriere der grenzflächenaktiven Moleküle bricht, und die Tröpfchen verschmelzen. Bei noch höheren Temperaturen gerinnen die Proteine und flocken aus (verklumpen). Entscheidend ist also die Kontrolle der Temperatur.

Was kann man dagegen tun?

Der erste Grund, warum eine Sauce umkippen kann, ist der Wassermangel. Alle Zutaten, ob Zitronensaft, Eier oder die Butter sind wasserhältig. Falls nun dieses Wasser trotzdem nicht ausreicht, gibt es zwei Ursachen: Entweder einen zu hohen Butteranteil, durch den die Öl-in-Wasser Emulsion ihre Stabilität verliert, oder es ist zu viel Wasser verdampft. Daher sollte man noch ein wenig Flüssigkeit dazugeben. Es gibt einen kritischen Punkt, an dem eine Emulsion umschlägt. Man schätzt, dass der Raumanteil gleich großer Tröpfchen in einem Emulsionsvolumen höchstens 74 Prozent betragen darf. Nach dieser Hypothese läge das Verhältnis Fett zu Wasser bei etwa drei zu eins. Sollten die Tröpfchen trotz genauer Einhaltung der Dosierungsvorschrift verschmolzen sein, hat man vielleicht nicht kräftig genug mit dem Schneebesen geschlagen. Das Verschmelzen ist ärgerlich, lässt sich aber beheben. Man kann die Sauce vom Herd nehmen, und, sobald sich das Fett trennt, etwas abkühlen lassen. Zwecks Volumenerhöhung gibt man einen Esslöffel warmes Wasser zu, dann wird kräftig durchgeschlagen. Dadurch wird die Sauce mit großer Wahrscheinlichkeit wieder glatt und cremig. Der zweite Grund - die Gerinnung – stellt ein wesentlich größeres Problem dar. Dieser Unfall passiert nämlich, wenn man zu stark erhitzt. Dabei gerinnt das Eigelb, und es bilden sich die berüchtigten Klümpchen. Das Fett trennt sich von der Wasserphase. Man kann die Sauce nur zu einem bestimmten Teil retten. Man muss sie abkühlen lassen, mit etwas Wasser vermengen und in den Mixer geben. Die Proteinklumpen bleiben zwar geronnen, aber der Mixer zerhackt sie zu unsichtbaren Miniklümpchen.


Warum sind frische Eier besser?

Wenn die Sauce Hollandaise gelingen soll, muss genügend grenzflächenaktives Netzmittel vorhanden sein. Das Eigelb besitzt dieses Netzmittel in Form von Lecithin und Cholesterin. Lezithin ist aber ein wesentlich besseres Netzmittel als Cholesterin. Wenn Eier alt werden, wird das Lezithin in ihrem Dotter teilweise abgebaut und in Cholesterin umgewandelt. Daher besitzen frische Eier wesentlich mehr grenzflächenaktive Netzmittel als alte Eier. Dadurch werden die Fetttröpfchen der geschmolzenen Butter besser in der Sauce verteilt.

Was bewirkt der Zitronensaft?

In erster Linie gibt er der Sauce eine pikante säuerliche Note, aber er trägt auch zu ihrer Stabilität bei. Die Säuren spalten in einer warmen Emulsion die intramolekularen Proteinbindungen (Wasserstoff- und Schwefelbrücken) auf, sodass sich auf der Oberfläche der Fetttröpfchen Proteine anlagern und als Emulgatoren wirken. Die Sauce wirkt auf die Emulgatorenmoleküle ein und verhindert ihre Gerinnung, sodass diese ihre grenzflächenaktiven Eigenschaften noch besitzen, wenn die Proteine längst geronnen sind.

Wodurch wird die Sauce undurchsichtig?

Auch wenn man nur durchsichtige Zutaten verwendet, wie zum Beispiel Wasser oder Butter, welche ebenfalls beim Schmelzen transparent wird, bekommt man eine undurchsichtige Emulsion. Warum? Das Licht, das sich in der Sauce ausbreitet, wird an der Oberfläche der Fetttröpfchen reflektiert und im Inneren gebrochen, das heißt, es wird zerstreut. Das gleiche Phänomen kann man beobachten, wenn man ein Glasgefäß mit Glasscherben füllt. Das Gefäß wird undurchsichtig, obwohl jede einzelne Scherbe durchsichtig ist. Diese Auswirkung bemerkt man auch bei der Zubereitung von Eischnee, sowie beim Gefrieren von Wasser. Denn auch hier ergebene durchsichtige Ausgangsmaterialien eine weiße Substanz.


WWOOMMIITT KKAANNNN MMAANN EEIINNEE SSAAUUCCEE BBIINNDDEENN?? Das erste Bindemittel ist das Ei, welches schon bei der Sauce Hollandaise benutzt wurde. Es gibt aber noch weitere. Da das Blut ähnlich dem Ei viele Proteine enthält, welche die Sauce auch auf eine bestimmte Weise binden können, kann es ebenso zum Binden verwendet werden. Am häufigsten wird aber das Binden mit Mehl durchgeführt, die sogenannte Mehlschwitze. Dabei lässt man Butter bei mittlerer Hitze schmelzen, rührt das Mehl ein und lässt die Mischung bei niederer Temperatur mindestens 15 Minuten rösten. Wenn die Mischung die richtige Farbe bekommen hat, gießt man mit einer aromatischen Flüssigkeit auf. Die Sauce wird dick, man erhitzt sie langsam und lässt sie eine Weile kochen, damit der Mehlgeschmack verschwindet.

Warum macht das Mehl die Sauce dick?

Dazu betrachtet man zunächst die Zusammensetzung des Mehls. Es besteht aus komplexen Zuckern, die kleine Stärkekörner bilden, aus Proteinen und dem Klebereiweiß (Gluten). Die Stärke wird erst durch das Erwärmen nützlich. Durch die zugeführte Energie bilden sich Wasserstoffbrücken zwischen den Stärkemolekülen und den Molekülen des Wassers. Das Wasser dringt in die Stärkekörner ein, sodass sie aufquellen und die einzelnen Bestandteile, Amylose und Amylopektin, gelöst werden. Dabei kann sich ein Glutennetz bilden, wenn man Temperaturen von 65°C erreicht. Da die gelösten Amylose- und Amylopektinteilchen der Stärke sehr sperrig sind und diese von Wassermolekülen umgeben werden, nimmt die Fließfähigkeit des Wassers ab. Das heißt die Lösung wird dickflüssig. Die größtmögliche Viskosität wird zwischen 79°C und 96°C erreicht.

Warum darf man die Sauce nicht zu stark kochen?

Wie schon oben erwähnt, erreichen mehlgebundene Saucen ihre maximale Viskosität bei etwa 93°C. Über dieser Grenze werden sie wieder flüssig. Durch zu starkes Kochen, aber auch durch zu starkes Umrühren begünstigt man diesen Effekt. Die gequollenen Körner zerfallen dabei in kleinere Teilchen, die sich schneller bewegen können und dadurch die Fließfähigkeit erhöhen. Außerdem geht noch mehr Amylose in Lösung, sodass ihr Anteil schließlich überwiegt. Da aber das von den Amylosenmolekülen gebildete Glutennetz nicht so stabil ist wie das zuerst vorherrschende Amylopektinnetz, kann es die Körner nicht so gut festhalten.

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Warum muss das Mehl längere Zeit schwitzen?

Wenn man das Mehl längere Zeit in der Butter anröstet, verliert es seinen Mehlgeschmack. Für diesen Geschmack sind die Amylosemoleküle der Stärke verantwortlich. Durch längeres Erhitzen lassen sich diese in kleinere Zucker aufspalten, die keinen Mehlgeschmack mehr besitzen.

Warum ist die Sauce am Teller nicht mehr so sämig wie im Topf?

Nach dem Kochen kühlt die Sauce aus, dabei verdicken sich die Stärkelösungen. Die Energie der Wasser- und der Stärkemoleküle verringert sich, die Wasserstoffbrücken werden brüchiger und die ursprünglichen Bindungen der Stärkekörner stellen sich wieder her. Die Lösung wird fester. Deshalb sollten mehlgebundene Saucen im Topf nie zu viskos sein, da sie beim Servieren abkühlen und dadurch nachdicken.

WWIIEE KKOOCCHHTT MMAANN EEIINNEENN SSEEMMMMEELLKKNNÖÖDDEELL?? Nach der Teigverarbeitung des Knödels legt man ihn in kochendes Salzwasser, wobei er gleich auf den Topfboden sinkt. Nun lässt man ihn die gewünschte Zeit ziehen. Man stellt fest: Er steigt auf, wenn er fertig ist.

Warum kann man den Knödel nicht in der Mitte des Topfes positionieren?

Das Wasser im Topf wird durch Konvektion erwärmt. Durch diese Konvektionsströme im Wasser wird der Knödel immer wieder an die Seite abgedrängt.

Warum treibt es den Knödel in die Höhe?

Dazu betrachtet man zuerst die Zusammensetzung des Knödels. Er besteht zum größten Teil aus Wasser bzw. Milch und anderen Zutaten wie Knödelbrot, Eier, Zwiebel, sowie Kräuter und Gewürze. Durch die Erwärmung des Knödels im heißen Wasser dehnen sich die Gasbläschen im Knödel aus und vergrößern sich. Dadurch wird das Volumen des Knödels vergrößert, er geht auf. Da der Auftrieb ein volumsabhängiger Prozess ist, wird der Knödel nach oben steigen, wenn er ein bestimmtes Volumen erreicht hat.

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Der Grund dafür ist die Vergrößerung des Volumens und nicht die Verringerung des Gewichtes. Man braucht nur aus dem gekochten und dem nicht gekochtem Knödel jeweils einen Einheitswürfel herauszuschneiden und diese auf die Waage zu legen. Dabei wird man feststellen, dass der gekochte Würfel eine geringere Dichte besitzt. Der Grund sind die Wasserbläschen, die sich im Knödel bilden.

Was tut man, damit er mit Sicherheit aufgeht?

Falls der Knödel nicht nach oben steigt, hat man einen kochtechnischen Fehler gemacht. Um das Aufgehen des Knödels sicher zu stellen, könnte man dem Teig auch Kohlensäure beimengen. Dadurch erhöht sich die Anzahl der Luftbläschen und infolgedessen vergrößert sich auch das Volumen. Man könnte dem Semmelknödelteig Backpulver zugeben, aber das einfachste ist, die Milch so heiß wie möglich hineinzuleeren und ihn zwei bis drei Stunden rasten zu lassen. Damit bekommt man eine Volumsvergrößerung um den Faktor 2.

Warum darf der Semmelknödel nur ziehen?

Der Semmelknödel hat keine glatte Oberfläche, er ist leicht rau. (Abb.29) Aufgrund der Konvektion im Wasser wird sich der Knödel zu drehen beginnen. Wenn nun das Wasser kocht, wird der Knödel immer wieder eingetaucht und an die Luft befördert. Man kann beobachten, dass aufgrund seiner Rauheit jedes Mal ein bisschen Teig herausgerissen wird. Da man dadurch einen Knödel völlig zerkochen kann, sollten man ihn nur ziehen lassen.

Abb.29: Aufgrund seiner rauen Oberfläche löst sich der Knödel im kochenden Wasser auf.

Drehung

Vergrößerung der Knödeloberfläche


WWIIEE KKAANNNN MMAANN SSCCHHNNEELLLL BBAARRTTKKAARRTTOOFFFFEELLNN ZZUUBBEERREEIITTEENN?? Es gibt zwei gängige Methoden, Bratkartoffel zuzubereiten. Bei der ersten Möglichkeit schält man die rohen Kartoffeln, schneidet sie in Scheiben und gibt sie in die Pfanne. Bei der Zweiten kocht man die Kartoffeln vorher. Eine neue Möglichkeit besteht darin, die rohen Kartoffeln in Scheiben zu schneiden und diese für zwei Minuten in kochend heißes Wasser zu geben. Anschließend abseihen und in eine Pfanne mit heißem Öl geben. Durch diesen Ablauf bekommt man perfekte Bratkartoffeln. Da beim Kochen die Zellen an der Oberfläche aufbrechen, kann die Stärke austreten und zum Teil gelieren. Wenn diese Oberflächenstruktur nun auf das heiße Fett gelangt, verkettet sich diese Struktur und man bekommt eine knusprige Kruste.

Die Nachspeise

DDAASS GGEEHHEEIIMMNNIISS EEIINNEESS SSOOUUFFFFLLEESS!! Der Titel dieses Kapitel lässt schon darauf schließen, dass es sich hier um eine etwas kompliziertere Angelegenheit handelt, denn ein Souffle kann sehr oft misslingen.

Was macht ein Souffle aus?

Ein Souffle besteht immer aus Eischnee und einer beliebigen Zutat. Es muss nicht unbedingt ein süßes Souffle werden, man kann auch würzige Zutaten beimischen. Egal was man beimischt, der Ausgangstoff ist immer der Eischnee, dem man die restlichen Zutaten vorsichtig beigeben muss, um ans Ziel zu kommen. Das Ziel besteht darin: das Aufgehen des Souffles im Ofen zu erreichen und das Zusammenfallen nach dem Backen zu vermeiden.

Wie bekommt man den Eischnee?

Das Eiklar wird zu einem Schaum geschlagen. Es handelt sich dabei um eine Mischung aus Wasser und Proteinen, in die man Luftblasen hineinarbeiten muss. (Abb.30)

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Abb.30: Proteine

Das Eiklar besteht aus Proteinen, die sich gleichzeitig zu Wasser und Luft hingezogen fühlen. Diese grenzflächenaktiven Moleküle sind vor allem das Ovomuzin und das Konalbumin. Da diese Proteine einen wasserfreundlichen und einen wasserfeindlichen Teil besitzen, siedeln sie sich bevorzugt an den Grenzflächen von Luft und Wasser an. Dadurch kapseln sie die eingedrungenen Luftblasen ein. Beim Schlagen des Eiweißes zu Schnee entstehen zuerst sehr große Luftblasen. (Abb.31) Je länger man schlägt, desto mehr schrumpft ihr Umfang. Dadurch wird der Einfluss des Gewichtes geringer als die Kräfte der Oberflächenspannung, die nun Luft und Wasser zusammenhalten. Daher ist nun der Zusammenhalt der Blasen fester. Da der länger geschlagene Eischnee mehr kleine Bläschen enthält als der kurz geschlagene, ist er auch stabiler.

Abb.31: Luftblasen

Wann ist der Eischnee steif geschlagen?

Eine Menge von 3,5 cl Eiweiß ergibt, in einem Kupfergefäß geschlagen, 15cl Eischnee. In der Praxis testet man den Schnee, indem man das Gefäß umdreht. Wenn der Eischnee am Gefäß haften bleibt, kann man mit dem Schlagen aufhören. Für ein Souffle ist der Eischnee fest genug, wenn er das Gewicht eines Eis mit Schale tragen kann. Wenn der Eischnee zu perlen anfängt, hat man ihn zu lange geschlagen. Durch dieses zu feste Schlagen des Eiweißes kann sich das Wasser der Proteine abspalten und der Eischnee zerfällt in einen festen und in einen flüssigen Teil.


Warum soll man nur reines Eiklar verwenden?

Wenn man das Eiklar nicht richtig vom Dotter trennt, kann es passieren, dass der Schnee zusammenfällt, da das Eigelb kleine grenzflächenaktiven Moleküle besitzt, welche sich mit den Proteinen des Eiklars verbinden und ihre Vernetzung erschweren. Dadurch wird die Trennschicht zwischen Wasser und Luft geschwächt. Außerdem verbinden sich die Fette des Eigelbs mit den wasserfeindlichen Teilen der Eiklarproteine, deren Bereitschaft, die Luftblasen zu umhüllen, schwindet. Man darf erst dem fertig geschlagenen Schnee Eigelb zugeben, da sich in ihm schon die Proteine untereinander verbunden und gleichmäßig an den Grenzflächen verteilt haben, sodass der Platz für die Fette besetzt ist. Man muss nicht nur Dotter und Eiklar genau trennen, sondern auch darauf achten, dass kein Fett dazukommt, da dieses den gleichen Effekt hätte. Deshalb sollte man für das Schnee Schlagen keine Rührschüsseln benutzen, an denen das Fett gerne haften bleibt und das Rührgerät und die Rührschüssel fettfrei halten.

Wodurch lässt sich der Schnee steifer schlagen?

In vielen Kochbüchern wird empfohlen, etwas Salz oder Essig in die Eischneemasse zu geben. Beide Substanzen beschleunigen die Gerinnung der Proteine an den Luftblasen, sodass der Schnee beständiger wird. Der Essig löst die schwachen intermolekularen Bindungen auf, auf denen die Struktur der Proteine beruht. Die Wasserstoffionen des Essigs mit ihrer positiven elektrischen Ladung verhindern, dass die Säuregruppen der Proteine ihr Wasserstoffatom verlieren und sich elektrisch aufladen. Dadurch stoßen sich die Proteine weniger stark ab und ihre Gerinnung wird beschleunigt. Die Salzionen umschließen die elektrisch geladenen Atome der Proteine, was deren elektrostatische Abstoßung verringert und die Gerinnung ebenfalls beschleunigt.

Wie vermengt man richtig?

Nun kommt die nächste heikle Angelegenheit: Man muss den Schnee mit der Masse aus den übrigen Zutaten mischen. Diese Aufgabe ist nicht nur deshalb so schwierig, weil der Eischnee sehr empfindlich ist, sondern weil die beiden Massen eine unterschiedliche Viskosität besitzen und damit schlecht mischbar sind.


Man muss den Eischnee vorsichtig unterheben. Das heißt, der Eischnee wird auf die Teigmasse gegeben und langsam mit einer Spachtel unter die Teigmasse gehoben. Mit dieser Mischung füllt man nun die Auflaufform und schiebt sie in das Backrohr. Man sollte die Formen nur bis zu zwei Drittel ihrer Höhe füllen, um zu vermeiden, dass das Souffle zu sehr über den Rand steigt.

Warum geht ein Souffle auf?

Das Volumen eines Souffles verdoppelt oder verdreifacht sich sogar. 20 bis 30 Prozent dieser Vergrößerung lassen sich durch die Ausdehnung aufgrund der Hitzeeinwirkung erklären. Der Rest kommt durch das verdampfende Wasser zustande. Der Wasserdampf vergrößert die Blasen und durch die gerinnenden Proteine werden sie in der Masse festgehalten. (Abb.32)

Abb.32: In einem millimetertiefen äußeren Bereich ist das Wasser völlig verdampft: Es bildet sich eine Kruste. Das im Inneren verdunstende Wasser dehnt die schon ursprünglich im Teig vorhandenen Luftblasen aus. Das Souffle geht auf.

Warum darf man die Ofentür während des Backens nicht öffnen?

Die Festigkeit des Souffles kommt vom Ovalbumin des Eiklars, das beim Backen gerinnt. Es begrenzt die Ausdehnung der Luftblasen, die andernfalls platzen würden. Solange diese Proteine noch nicht geronnen sind, besitzt das Souffle noch kein tragfähiges Gerüst. Dieses Gerüst wird von den Luftblasen getragen. Würde man nun die Ofentür öffnen, würde der warme Dampf entweichen, durch kalte Luft ersetzt und somit eine Abkühlung herbeigeführt werden. Dadurch würde sich die Luft in den Blasen zusammenziehen und das Souffle schrumpfen. Schließt man die Ofentür wieder, so gerinnen die Proteine an den Blasenwänden schneller, als sich die Bläschen wieder ausdehnen können.


Bei welcher Temperatur gelingt ein Souffle optimal?

Die richtige Temperatur zu finden, ist eine Gratwanderung. Denn einerseits muss sie ziemlich hoch sein, damit die Proteine gerinnen, bevor die Luftblasen platzen und die Masse zusammenfällt. Andererseits muss sie niedrig sein, damit auch das Innere des Souffles aufgehen kann, was durch eine vorzeitige Gerinnung der Proteine verhindert werden würde. Die Praxis zeigt, das 200°C eine ideale Temperatur ist, um einen saftigen Kern und eine goldbraune Kruste zu bekommen.

Wie bekommt man eine dekorative Haube auf das Souffle?

Um ein sehr wohlgeformtes Souffle zu bekommen, sollte man es vor dem Backen für einige Augenblicke in den Grill geben. Dabei wird es oben fest und steigt im Ofen gleichmäßig in die Höhe.

Lässt sich ein scheitern vermeiden?

Die entscheidende Frage beim Souffle ist, wie man verhindern kann, dass es in sich zusammen fällt. Die Empfehlung der Küchenchefs ist es, das Souffle schon vorher zuzubereiten und es langsam in einem lauwarmen Wasserbad ruhen zu lassen. Unter der Einwirkung der milden Wärme würde das Souffle ganz langsam aufgehen und nach dem Backen nicht zusammenfallen. Ein Kolloquium für molekulare und physikalische Gastronomie beschäftigte sich mit dem Thema Souffle, bei welchem auch diese Problematik besprochen wurde.1 Es wurde eine Masse zubereitet und auf kleine Auflaufformen verteilt. Die Formen wurden nun auf unterschiedliche Weise weiterverarbeitet. Eine wurde bis zum Backen in den Kühlschrank, eine andere in den Gefrierschrank, eine weitere in ein Wasserbad gestellt. Keine dieser alternativen Methoden ergaben ein zufriedenstellendes Ergebnis. Ein wirklich ansprechendes Ergebnis kann man nur erzielen, wenn man die Soufflemasse unverzüglich in den Backofen gibt. Der Umweg über die Gefriertruhe oder das Wasserbad ist nur ein Notbehelf. 1 siehe [6]


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Es gibt viele verschiedene Kuchenteige, deren Ausgangsbasis Mehl, Wasser und Butter sind. Da man trotz gleicher Zutaten so verschiedene Ergebnisse erhält, muss der Grund in der Herstellung der einzelnen Teige zu finden sein. Deshalb wird man im folgenden die gängigsten Teigarten genauer betrachten.

Warum zerfällt der Mürbteig?

Hier werden die Stärkekörner des Mehls durch das Durchkneten mit einer Fettschicht umhüllt, bevor das Wasser sie verkleistern kann. Durch die Butter wird das Zusammenkleben der Körner und somit die nach dem Backen gebildete harte Schicht verhindert. So verkleistern die Stärkekörner während des Backens einzeln. Die Butter schmilzt und verbindet alle Körner. Solange der Teig heiß ist, bleibt er mürbe, weil die Butter weich ist. Kühlt er ab, so wirkt die Butter wie ein Zement, der die gequollenen Körner zusammenhält.

Wie kommt der Blätterteig zu seinem Namen?

Die Zubereitung gestaltet sich etwas langwierig. Zuerst wird aus Mehl und Wasser ein glatter elastischer Teig zubereitet. Danach wird der Teig auf ein Rechteck ausgerollt und darauf die Butter verteilt. Man schlägt den Teig zusammen, sodass die Butter vollständig eingepackt ist. Danach ausrollen, 20 Minuten rasten lassen und wieder von vorne beginnen. Dieses Prozedere öfters wiederholen. Je öfter man die Teigplatten zusammenfaltet, desto mehr Schichten bekommt man. Die einzelnen Schichten werden vom Fett der Butter auseinandergehalten und können nicht miteinander verschmelzen. Der Blätterteig ist „exponentiell veranlagt“, das heißt, wenn man eine Teigplatte, wie in Abb.33, in 3 Lagen zusammenfaltet, bildet man 3 übereinanderliegende Blätter. Rollte man dieses Teigpaket aus und faltet es erneut, so entstehen 9 Blätter. Würde man dieses Verfahren sechs Mal anwenden, erhält man 36 (=729) Blätter. Außerdem wird beim Falten Luft zwischen den Schichten eingeschlossen, welche sich beim Backen ausdehnt, sodass sich die Blätter besser voneinander abheben können. Bereitet man den Teig richtig zu, blättert er beim Backen perfekt auf.

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Abb.33: Der Blätterteig

Der sandige Teig

Der Sandteig enthält auch Mehl und Butter, aber anstatt des Wassers kommen Zucker und Eigelb hinzu. Er wird beim Backen sehr trocken und zergeht zwischen den Zähnen wie feiner Sand. Bei der Zubereitung gelangen Butter und Eigelb zwischen die Stärkekörner und die Zuckerkristalle. Da der Eidotter zu wenig Wasser besitzt, spielen die Kapillarkräfte hier keine große Rolle, sodass sich nicht viel Stärkekleister bilden kann. Der Teig ist zerbrechlich und krümelt leicht. Beim Backen garen die einzelnen Stärkekörner und die des Zuckers alleine vor sich hin. Die geringe Kohäsion verdankt der Teig dennoch dem Eigelb, welches zu einem Netz gerinnt und die Masse zusammenhält.

Wie wird der Biskuitteig so leicht und locker?

Auch der klassische Biskuitteig enthält nicht viel Wasser. Man muss eine Mischung aus Eigelb und Kristallzucker schaumig schlagen, um möglichst viel Luft in die Masse einzuarbeiten. Das Eigelb drängt sich zwischen die Zuckerkristalle, die durch Millionen von Luftbläschen voneinander getrennt werden. Danach wird der Eischnee untergemengt. Während des Backens dehnen sich die Luftbläschen aus, und die geronnenen Proteine verfestigen das Netz zwischen den Luftbläschen. Durch die Reaktion des Zuckers mit dem Eigelb wird dieses Netz noch zusätzlich stabilisiert. Der Zucker karamellisiert an der Oberfläche.


Der Backpulverteig

Diese Teige gehen durch die Zugabe von Backpulver auf. Backpulver setzt sich aus mehreren Bestandteilen zusammen, wie zum Beispiel Natron (Natriumbikarbonat), Säuren (wie Weinsäure, sowie Natrium- und Aluminiumsulfat) und Stärke. Die Stärke dient als Trennmittel, sie isoliert das Natron und die Säure, sodass sich diese eigentlich wirksamen Stoffe nicht vorzeitig umsetzen. Das Backpulver wirkt in zwei Etappen. Die Erste erfolgt noch bei Raumtemperatur, dabei wirkt die Weinsäure auf das Natron ein, wodurch Kohlendioxid freigesetzt wird und im Teig kleine Bläschen entstehen. Die zweite Etappe wird durch das Erhitzen im Backrohr ausgelöst. Durch die Wirkung des Aluminiumsalzes vergrößern sich die Bläschen, und der Teig wird höher und lockerer.

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Umrühren oder nicht?

Es gibt einen wunden Punkt beim selbstgemachten Eis oder Sorbet, das sind die Eiskristalle. Um große Kristalle zu bekommen, muss man ein möglichst langes Wachstum sicherstellen, dazu darf man die Lösung weder schütteln noch bewegen. Bei der Herstellung von Eis muss man genau das Gegenteil tun, man muss die Bildung großer Eiskristalle vermeiden. Deshalb muss die Grundmischung kräftig verrührt werden. Man bringt dadurch auch gleich Luftblasen in die Masse, sodass die Eiscreme leichter und lockerer wird. Da sich die Kristalle erst unter 0°C bilden, muss man die Mischung zuerst einmal abkühlen, um mit dem Umrühren beginnen zu können. Außerdem wäre sie vorher noch zu flüssig, um die Luftbläschen festzuhalten. Deshalb zuerst in das Gefrierfach geben und leicht erstarren lassen. Anschließend noch einmal kräftig rühren.

Die Eismischung warm oder kalt in das Gefrierfach stellen?

Die klare Antwort auf diese Frage ist, dass warmes Wasser schneller gefriert als kaltes. Deshalb wird auch die warme Eismasse im Gefrierfach schneller fest. Aber warum?

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Anfangs vermutete man, dass es zwischen der erwärmten Eismasse, dem warmen Topfboden und dem Gefrierschrank zu einer besseren thermischen Leitung komme. Da dieses Phänomen aber auch auftrat, als man den direkten Kontakt zwischen dem Topf und dem Gefrierschrank unterbrach, musste es eine andere Erklärung geben. Drei verschieden Ursachen scheinen hier Zugrundezuliegen: Zunächst einmal die Wärmekonvektion, die durch die unterschiedliche Temperatur zwischen oben und unten herrscht. Die Dichteunterschiede bewirken Strömungen, welche die Lösung homogen machen. Zweitens ist im warmen Wasser weniger Gas gelöst als im kalten, sodass das Wasser deshalb schneller gefriert. Und drittens verliert eine warme Lösung durch Verdampfung zusätzlich Wasser, das heißt, es muss weniger Flüssigkeit abkühlen.

Das Eis auf die Schnelle!

Man kann das Problem mit den Eiskristallen so wie mit dem langsamen Abkühlen umgehen. Das Zauberwort heißt flüssiger Stickstoff. Diese durchsichtige Flüssigkeit gibt es in allen Chemie- und Physiklabors. Er wird normalerweise in isolierten offenen Gefäßen bei seiner Siedetemperatur, die bei Normaldruck –195,8°C beträgt, aufbewahrt.

Das Schokoladeneis: Für 1,5l Rohflüssigkeit benötigt man einen halben Liter Vollmilch, einen Liter Schlagsahne, 175g Kakao-Getränke-Pulver, ein Päckchen Vanillezucker, ein Päckchen Dessert-Soße für Schokolade, 450g Schokoladenstreusel oder -stückchen und zwei bis drei Liter flüssigen Stickstoff. Man bringt die Hälfte der Milch zum Kochen und fügt anschließend alle nicht flüssigen Zutaten mit Ausnahme der Schokolade bei und rührt um. Diese vorbereitete Flüssigkeit in einen hohen Topf geben und die restliche Flüssigkeit hinzufügen. Zum Schluss gibt man noch die Schokostreusel hinzu.

Das Eis aus dem Marmeladenglas: Hierzu benötigt man nur ein Glas Marmelade, einen halben Liter Schlagobers und 2 Esslöffel Milch. Die Marmelade geschmeidig rühren, den Schlagobers und die Milch ordentlich untermengen.

Unter intensiven Rühren gießt man nun den flüssigen Stickstoff in den Behälter mit der Eiscreme, bis die gewünschte Eis-Konsistenz erreicht ist. Dabei verdampft der Stickstoff und gleichzeitig entzieht er der Mischung Wärme, sodass diese sofort zu Eis erstarrt. Das geht so schnell, dass sich nur noch winzige Kristalle bilden können. Während der Stickstoff vom flüssigen in den gasförmigen Zustand übergeht, werden unzählige Luftbläschen in der erstarrenden Masse eingeschlossen.


Ist das normale Eis kälter als das Speiseeis?

Das Speiseeis fühlt sich auf der Zunge nicht so kalt an wie normales Eis. Da sich im Speiseeis viele Luftbläschen befinden, kann es nur wenig Wärme (bzw. Kälte) speichern und somit auch nicht abgeben. Da im normalen Eis weniger Luftbläschen sind, fühlt es sich kälter an. Aber physikalisch haben beide die gleiche Temperatur.

Das Verdauungsschnäpschen

WWIIEE SSTTEELLLLTT MMAANN EEIINNEENN WWEEIINNBBRRAANNDD HHEERR?? Als Ausgangsprodukt bevorzugt man leichte Weißweine mit viel Säure und einem geringen Alkoholgehalt. Das Branntweinbrennen beruht auf einem simplen Prinzip, der Destillation. Durch Erhitzen trennt man eine Mischung aus Wasser, welches bei 100°C siedet, und Äthylalkohol, der schon bei 78°C siedet. Der verdampfende Äthylalkohol wird durch einen spiralig gewundenen Kühler geleitet und kondensiert, während das Wasser zurückbleibt. In der Praxis gestaltet sich dieses Prozedere nicht so leicht, da man keinen reinen Alkohol gewinnen will, sondern einen, der ein Aroma besitzt. Auch muss man verschiedene toxische Substanzen wie Methanol (Methylalkohol) eliminieren, das beim ersten Destillationsdurchgang entsteht. Dieses Methanol ist giftig, man kann daran erblinden. In schwacher Konzentration, wie es zum Beispiel im Wein vorkommt, ist es unbedenklich. Das Endprodukt des Destillationsverfahrens ist eine glasklare Flüssigkeit. (Abb.34)

Woher bekommen der Whisky und der Cognac ihre rote Farbe?

Den gewonnenen Alkohol (90-95%) verdünnt man massiv mit destilliertem Wasser. Diese Mischung wird dann in Eichen- oder Buchenfässern ein paar Jahre gelagert. Nach und nach wird das Lignin der Hölzer von der Destillatsäure zu Phenolaldehyd abgebaut, das weiter zu Phenolsäure oxidiert wird. Dadurch verringert sich der Säuregehalt des Branntweins, und gleichzeitig entstehen aromatische Substanzen und die Farbe des Branntweins.

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Abb.34: Destillationsanlage

Wie kann man zu Hause Schnaps brennen?

Dazu muss man als erstes anführen, dass jegliche Privatdestillation gesetzlich verboten ist. Es gibt dennoch zwei Möglichkeiten, das Verfahren ohne eine Destillationsanlage durchzuführen.

1. Man kann bei einem Schnellkochtopf anstelle des Sicherheitsventils einen Schlauch anbringen, um die entweichenden Alkoholdämpfe zu kondensieren. Den gewünschten Alkoholgrad erhält man durch wiederholte Destillation, das heißt man lässt das Destillat noch ein- oder zweimal durchlaufen. Man muss aber auch hier auf die giftigen Substanzen achten.

2. Das viel einfachere Verfahren ist die Kältedestillation. Man leert eine geeignete alkoholhaltige Mischung, wie zum Beispiel Wein, in ein Plastikgeschirr und stellt es in den Gefrierschrank. Der Gefrierschrank sollte eine Kühltemperatur von ca. –5°C bis –8°C haben, sodass nur das Wasser gefrieren kann, welches einen Gefrierpunkt von 0°C hat und der Alkohol, dessen Gefrierpunkt bei -15°C liegt, noch flüssig bleibt. Dabei erhält man einen Eisklumpen aus Wasser, den man entfernt, und somit der Alkohol übrig bleibt.

Um auch bei der Heimdestillation – analog zu den Buchenfässern - die Farbe und das Aroma herstellen zu können, verwendet man Holzleisten. Diese Holzleisten aus Buche und Eiche zerkleinert man und steckt sie in kleine Fläschchen. Man verdünnt den Schnaps aus dem Gefrierschrank oder dem Schnellkochtopf mit destilliertem Wasser und leert ihn in diese Fläschchen. Diese lässt man dann ein bis zwei Jahre reifen.


Woher kommt der Alkohol?

Der chemischen Stoffklasse der Alkohole gehört eine Vielzahl von Verbindungen an. Wenn man von Alkohol spricht, meint man eigentlich Äthanol (Äthylalkohol), der aus dieser Klasse stammt. Dieses Äthanol ist farblos, hat einen eigentümlichen Geruch und brennt auf der Zunge. An seiner chemischen Formel CH3CH2OH kann man erkennen, dass sich Äthanol vom Äthan CH3CH3 herleiten lässt. Das Wort selbst stammt aus dem Arabischen (al-kuhl) und bedeutet ursprünglich „das Feinste“, es wurde von den Ägyptern als Augenschminke benutzt. Später dehnte sich dieser Begriff auf alle möglichen Essenzen sowie auf Lebenselixiere aus. Die Alchemisten verstanden darunter vor allem den Weingeist, der durch die Destillation hergestellt wurde. Dieses Prinzip wurde schon im 10.Jahrhundert von Avicenna entdeckt.

Warum macht Alkohol betrunken?

Der Alkohol ist ein Stimulans, das in der Hirnrinde erregungshemmende Steuerungsmechanismen außer Kraft setzt. Deshalb sind Betrunkene im Anfangsstadien so aufgekratzt und aufgedreht. Im Hirn befindet sich eine Erregungssteuerung, welche aus bestimmten Nervenzellen, den Interneuronen, besteht. Diese können Informationen empfangen und verarbeiten, um damit andere spezifische Neuronen zu hemmen oder zu aktivieren. Zu diesem Zweck setzen sie Neurotransmitter frei, die sich mit den Rezeptormolekülen der Zielneuronen verbinden. Der Alkohol beeinflusst einen wichtigen Neurotransmitter namens Gamma-Aminobuttersäure (GABA), die im zentralen Nervensystem eine wichtige hemmende Rolle spielt. Sie verbindet sich mit dem Rezeptor des Zielneurons und verändert ihn so, dass Chloridionen in das Neuron eindringen können und es weniger erregbar wird. Genau diese Bindungen lockert der Alkohol und erschwert dadurch neue Bindungen. Deshalb sind die Neuronen weniger gehemmt.


Das Abendessen

WWIIEE MMAACCHHTT MMAANN KKNNUUSSPPRRIIGGEE PPOOMMMMEESS FFRRIITTTTEESS??

Warum kann man Kartoffeln frittieren?

Woher kommen die knusprige Kruste, die goldbraune Farbe und der charakteristische Frittiergeschmack, welche man schon aus dem Kapitel über das Wiener Schnitzel kennt? Sie entstehen zum Teil durch die Gerinnung der Proteine und die Karamellisierung der Kohlenhydrate während des Garens. Da Kartoffeln viel Zucker und Stärke enthalten, die sich bekanntlich gut umwandeln lassen, sind sie zum Frittieren prädestiniert.

Wie macht man Pommes frittes?

Man schält und wäscht die Kartoffeln. Diese anschließend gut trockentupfen und schneiden. In der Fritteuse eine große Menge Frittierfett auf 140°C-160°C erhitzen. Die Pommes frittes hineinwerfen und 10 Minuten frittieren. Herausnehmen und das Frittierfett auf 190°C-200°C erhitzen, bis es zu rauchen beginnt. In dieses Fett nun die Pommes das zweite Mal hineingeben, bis sie goldgelb sind.

Warum sollte man die Pommes frittes zwei mal frittieren?

Wenn man die Pommes frittes nur einmal in einem 180°C heißen Öl frittiert, werden sie außen schnell knusprig, aber im Inneren sind sie noch nicht ausreichend gegart. Die Temperatur im Inneren steigt nur sehr langsam von 20°C auf 100°C an. Nach fünf Minuten beträgt die Temperatur erst 80°C. Durch die große Trägheit der Kartoffeln braucht die Hitze mehr Zeit bis sie in die Pommes frittes eindringen kann. Aufgrund dieser thermischen Trägheit sollte man die Pommes in zwei Bädern zubereiten. Im Ersten, in dem die Temperatur nicht allzu hoch sein darf, werden die Pommes frittes innen gar. Das zweite Frittierbad bei höherer Temperatur macht die Pommes frittes knusprig. In dieser Phase soll das restliche Wasser von der Oberfläche verdampfen, damit sie knusprig werden.

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Die gewünschte Art der Pommes entscheidet, wie lange und vor allem bei welcher Temperatur man sie im zweiten Frittierbad frittiert. Wenn man den Querschnitt eines gelungene Pommes frittes betrachtet, sieht man, dass das Innere ein Püree und das Äußere eine dünne Kruste ist. Wenn die Kruste dünn sein soll, gibt man die Pommes frittes in ein extrem heißes Öl, da dadurch die Oberfläche in wenigen Sekunden Farbe annimmt, während die gewünschte dünne Schichte austrocknet. Will man hingegen eine dicke Kruste, darf das zweite Frittierbad nicht zu heiß sein, damit die Hitze Zeit hat, eine dicke Schicht auszutrocknen, bevor die Pommes Farbe annehmen. Man muss aber auch hier darauf achten, nicht zu viel Pommes frittes auf einmal in den Frittierkorb zu geben, da diese das Fett zu sehr abkühlen würden.

WWIIEE BBEEKKOOMMMMTT MMAANN EEIINN SSCCHHMMAACCKKHHAAFFTTEESS WWÜÜRRSSTTCCHHEENN?? Der Unterschied zwischen Frankfurter Würstchen und Wiener Würstchen besteht darin, dass das Wiener Würstchen einen höheren Anteil an minderwertigem Fleisch besitzt.

Warum sind die Würstel vom Würstelstand besser?

Man lässt die Würstchen in heißem Wasser ziehen. Aus den Frankfurtern lösen sich dabei analog zum Tafelspitz durch Diffusion und Osmose Salze, Fette und Geschmackstoffe heraus. (siehe Tafelspitz Seite 35) Wenn nun am Würstelstand ein Würstel zubereitet wird, legt man es nicht in normales Wasser, sondern in einen bereits gefüllten Topf, in dem schon den ganzen Tag Würstel gekocht wurden. Das heißt, dass dieses Wasser schon mit den Aromastoffen der Würstchen gesättigt ist, da alle Würstchen die schon darin gekocht wurden, Aromastoffe zurückgelassen haben. Wenn nun ein neues Würstchen dazu kommt, kann dieses nicht mehr so viele Aromastoffe an das Wasser abgeben, da dieses längst gesättigt ist.

Wie macht man das nun zu Hause?

Hier tritt das Prinzip der „Opferwurst“ auf. Man nimmt ein Würstchen, zerteilt es und wirft es in das kochende Wasser. Dort lässt man es ca. 20 Minuten kochen, bis es ganz ausgelaugt und lasch ist. In dieses Wasser gibt man nun die Würstchen, die man kochen will. Diese Würstchen geben wie am Würstelstand nicht mehr so viele Aromastoffe an das gesättigte Wasser ab und bleiben geschmacklich intensiver.

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Warum platzen Würstel?

Sobald beim Kochen im Inneren der Frankfurterwürstchen Temperaturen von 88°C erreicht werden, entstehen unter der Haut Dampfblasen, die sich ausdehnen und die Haut zum Platzen bringen. Deshalb dürfen Frankfurter nur bei einer Wassertemperatur von 80°C ziehen und nie kochen. Aus diesem Grund muss man auch Grillwürstchen einschneiden, bevor man sie grillt. Da die Wärme als erstes in der Wursthaut aktiv wird, entstehen Wärmspannungen und sie reißt. Da dieses Reißen unkontrolliert passiert, soll man sie vorher einschneiden.

WWIIEE MMAACCHHTT MMAANN EEIINNEE RRIICCHHTTIIGGEE MMAAJJOONNÄÄSSEE?? Man gibt ein Eigelb, 1TL Senf, etwas Wasser sowie Salz und Pfeffer in eine Schüssel und verrührt dieses mit einem kleinen Schneebesen. Nun leert man ein paar Tröpfchen Öl hinein und schlägt die Masse mit dem Schneebesen kräftig durch. Weiteres gibt man immer nur ein paar Tröpfchen dazu, bis die Majonäse fertig ist.

Was hält die Majonäse zusammen?

Die Grundzutaten sind Eigelb und Öl. Das Eigelb besteht zu 50% aus Wasser. Man weiß, dass sich Öl und Wasser nicht vermischen lassen. Die beiden Phasen trennen sich, unten das schwere Wasser, oben das leichtere Öl. Wie lässt sich nun das Öl und das Wasser des Eigelbs vermischen? Man benötigt Emulgatoren, Substanzen, die sich von beiden Flüssigkeiten angezogen fühlen. Durch diese Netzmittel entsteht beim Rühren Majonäse. Die Majonäse ist eine Öl-in-Wasser Emulsion. Die Emulgatoren umschließen die Öltröpfchen mit ihrem wasserfeindlichen Teil und halten sie im Wasser verteilt, denn ihren nach außen gerichteten, wasserfreundlichen Teil zieht es zu den Wassermolekülen hin. Zusätzlich besitzen die hydrophilen Pole der Emulgatorenmoleküle elektrische Ladungen, sodass die Tröpfchen gleiche elektrische Ladung aufweisen. Deshalb stoßen sie sich ab und die Öltröpfchen können nicht wieder verschmelzen. Diese lebenswichtigen Emulgatoren in der Majonäse befinden sich im Eigelb, welches Lezithin besitzt, und dem Senf.

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Warum soll man nicht das ganze Öl auf einmal beimengen?

Man leert das Öl in die Wasserphase, da das Öl in mikroskopisch kleine Tröpfchen zerteilt werden muss. Dieses fällt leichter, wenn man es Tropfen für Tropfen im Wasser zerschlägt. Zweitens müssen die Emulgatormoleküle von Anfang an in großer Zahl vorhanden sein, um die Tröpfchen schnell und gleichmäßig zu umhüllen. Würde man zuviel Öl zu schnell einarbeiten, so könnte es sich nicht richtig verteilen und sogar umkippen, das heißt die Öl-in-Wasser Emulsion würde in eine Wasser-in-Öl Emulsion übergehen. (Abb.35)

Abb.35: Je mehr Öl man in eine Emulsion einarbeitet, desto kleiner wird der Abstand zwischen den Öltröpfchen. Wenn die Wassermenge nicht mehr ausreicht, verschmelzen sie miteinander, und es kommt zur „Phasenumkehr“: Statt Öltröpfchen in Wasser erhält man Wassertröpfchen in Öl


Warum muss man kräftig schlagen?

Die Schwierigkeit beim Rühren besteht vor allem darin, die Öltröpfchen in winzige Tröpfchen zu zerschlagen und diese dann getrennt zu halten. Solange noch mehr Wasser als Öl vorhanden ist, können einzelne Tropfen an die Oberfläche steigen. Erst wenn das Verhältnis zwischen Öl und Wasser ausgeglichen ist, beginnt die Emulsion dick zu werden, da sich die Tröpfchen gegenseitig am Aufsteigen hindern. Mischt man nun weiter Öl bei, können sich die neu hinzukommenden Öltröpfchen in der dickflüssigen Masse kaum noch bewegen, sodass man sie besser zerkleinern kann. (Abb.36)

Abb.36: Öltröpfchen

Was tun, wenn sie misslingt?

Man hat nicht immer Erfolg, denn je niedriger die Temperatur ist, um so unterschiedlicher stellt sich die Mischbarkeit von Öl und Wasser dar. Wenn das Öl zu stark abkühlt, wird es fester und lässt sich nicht mehr in Tröpfchen zerteilen. Wenn die Majonäse geronnen ist, war man zu verschwenderisch mit dem Öl. Man kann ein weiteres Eigelb oder etwas Wasser dazu geben und kräftig rühren. Essig oder Zitrone haben die selbe Eigenschaft, sie bringen Wasser in die Majonäse.

Wie viele Liter Majonäse kann man aus nur einem Eigelb herstellen?

Ein großer Eidotter enthält genug Netzmittel, um mehrere Liter Majonäse zu emulgieren. Das Maximum an Majonäse wurde von Harold McGee hergestellt, er konnte aus nur einem Eigelb 24 Liter Majonäse herstellen.1. Da sich das Öl nur in einer kontinuierlichen Wasserphase weiter zu Tröpfchen anordnet, leerte er zusätzlich zwei bis drei Teelöffel Wasser pro Tasse Öl dazu. 1 siehe [7] S48


DDEERR KKEETTSSCCHHUUPPFFLLAASSCCHHEENNEEFFFFEEKKTT!!

Das Ketschup in der Glasflasche

Beim Wenden einer Ketschupflasche bleibt der gesamte Inhalt im Glas. Dreht man jedoch die selbe Flasche um, nachdem man sie kräftig geschüttelt hat, fließt plötzlich das Ketschup mit hoher Geschwindigkeit aus. Das Ketschup ist eine thixotrope Flüssigkeit. Das bedeutet, sie geht unter dem Einfluss mechanischer Kräfte vorübergehend von ihrem gelartigen, nicht fließfähigen Zustand in einen flüssigen über. Durch das Schütteln der Flasche führt man dem Ketschup Energie zu, dabei beginnt es seinen Aggregatzustand zu ändern. Das vorher etwas festere Ketschup wird flüssig. Deshalb sollte man die Flasche gleich am Anfang schütteln!

Das Ketschup in der Plastikflasche

Wenn man die Plastiktube mit Ketschup aus dem Kühlschrank nimmt und sie - 20 min auf den Kopf gestellt - stehen lässt, wird man beim Aufmachen angespritzt. Der Grund ist die Temperaturänderung. Die Luft im Kühlschrank ist kalt, deshalb befindet sich beim Herausnehmen noch kalte Luft in der Flasche. Diese Luft erwärmt sich, durch den dadurch entstandenen Überdruck in der Flasche spritzt das Ketchup beim Aufmachen heraus.

WWIIEE MMAACCHHTT MMAANN EEIINN RRIICCHHTTIIGGEESS SSPPIIEEGGEELLEEII?? Eier haben den Ruf, gesundheitsschädlich zu sein, da sie Cholesterin und Salmonellen besitzen. Salmonellen sind nur in großen Mengen schädlich, dennoch darf man in der Gastronomie keine Gerichte servieren, in denen das Ei noch weich ist. Wenn sie es dennoch tut, hat es eine Extraversicherung auf den Koch abgeschlossen, denn sollte doch etwas passieren, zahlt die Versicherung den ganzen Schaden.

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Abb.37: Denaturieren der Proteine

Was passiert in der Pfanne?

Das Ei besteht hauptsächlich aus einer Mischung von Wasser und Proteinen. Die Proteinmoleküle sind lange, vielfach gewundene Fäden, deren Struktur durch schwache intermolekulare Bindungen zwischen ihren Atomen bedingt ist. Beim Erhitzen brechen diese Bindungen auf und die Atome können andere Bindungen eingehen. Wenn die Temperatur im Spiegelei ansteigt, beginnen die Proteinknäuel zunächst Ketten zu bilden. (Abb.37) Die Proteine wickeln sich nicht auseinander, das Eiklar bleibt noch durchsichtig. Dann baut sich ein Netz auf, dessen Maschen aus mehreren Proteinen besteht. Das Eiklar wird lichtundurchlässig. Nun wäre das Ei weichgekocht. Erhitzt man es weiter, so entrollen sich die Knäuel vollends, und das Wasser verdampft. Nun verbinden sich die Atome, die zuvor an das Wasser gebunden waren, untereinander, sodass die geronnene Masse fest wird. Dieser irreversible Prozess lässt die Weichheit und Elastizität eines Spiegeleis unwiederbringlich verschwinden. (Abb.38)

Abb.38: Zunächst wickeln sich die Proteinknäuel auseinander, wenn man ein Spiegelei brät. Dann verbinden sich die einzelnen Fäden miteinander. Das Ei wird gar.

Proteine

Wasser


Die Problemzone Dotterrand

In der Praxis kommt noch das Problem hinzu, dass das nahe beim Eigelb gelegene Eiklar nur widerwillig gerinnt. Das Eiklar enthält Proteine, unter anderem Ovomucin, welches später gerinnt als alle anderen. Dieses Protein sorgt dafür, dass das Eiklar im Übergangsbereich besonders dickflüssig und konsistent ist. Um dieses Problem zu lösen, kann man Salz oder Säure (Essig oder Zitronensaft) benutzen. Diese Substanzen begünstigen das Garen von Proteinen in wässrigen Lösungen, weil sich ihre elektrisch geladenen Atome, die Ionen, zu den Proteinatomen hingezogen fühlen, die eine komplementäre Ladung besitzen. Deshalb haben es die Proteine leichter, sich zu entfalten, einander anzunähern und sich miteinander zu verbinden. Daher sollte man den Übergangsbereich zum Dotter salzen, um ein gleichmäßiges Weiß zu erhalten.

Das richtige Spiegelei

Das Spiegelei müsste wirklich vollständig durchsichtig sein, fast weiß, der Dotter sollte nur durchscheinen. Dem Spiegelei bzw. dem Dotter muss deshalb homogen von jeder Seite gleichförmig Wärme zugeführt werden. Da durch den Umwandlungsprozess des Eiweißes von flüssig auf fest Dampfbläschen entstehen, fängt das Spiegelei sehr stark zu dampfen an. Deckt man die Pfanne zu, so können diese entstandenen Dampfbläschen an der Oberfläche des Dotters kondensieren. Dadurch wird der Eidotter mit einer dünnen Schicht von Eiweiß überzogen.


Schulischer Bezug

Wie schon eingangs erwähnt, war mir bei der Wahl dieses Themas der Bezug zur Schule sehr wichtig. Da Physik eines der unbeliebtesten Unterrichtsgegenstände darstellt1, muss man versuchen, das Interesse der Schüler zu wecken. Physik ist für viele Menschen und vor allem für Schüler etwas sehr Kompliziertes und Unverständliches. Aus diesem Grund versucht man, den heutigen Physikunterricht anwendungsorientierter zu gestalten. Man sollte den Schülern zeigen, dass die Physik nicht etwas Utopisches ist, sondern etwas, mit dem sie tagtäglich zu tun haben. Man muss versuchen, die Schüler zu begeistern, sie zum Staunen zu bringen, sodass sie zum Schluss sogar ein richtiges Aha-Erlebnis haben. Wenn man einen interessanten Physikunterricht gestalten will, ist es notwendig, praxisnahe Beispiele zu behandeln. Am besten solche, mit denen einzelne Schüler schon Erfahrung haben. Man kann auf dem Vorwissen der Schüler aufbauen und damit ihr Interesse wecken, denn man spricht mit ihnen über etwas, was sie schon kennen. Deshalb sollte man bei jedem neuen Thema, das man im Unterricht beginnt, versuchen, einen Bezug zur Umwelt der Schüler zu finden. Dadurch wird das Thema viel besser aufgenommen und die Konfrontation mit einem bestimmten physikalischen Themenbrocken, der die Schüler nur abschreckt, vermieden. Man muss dabei auch die physikalische Bedeutung des Alltages einfließen lassen, denn dadurch ist die Physik nicht mehr so abstrakt. Um diese Forderungen zu erfüllen, ist das Thema „Physik des Kochens“ ein überaus anschauliches Gebiet. Im Kapitel „Warum und wie werden Speisen erwärmt“ geht es um die verschiedenen Wärmübertragungsarten, welche bei der Herdplatte, im Backofen oder der Mikrowelle vorkommen. Dieses Thema zieht sich durch die ganze Thematik, denn auch in fast jedem Unterkapitel von „Was könnte man heute kochen“ dreht sich alles um die Zubereitung von Speisen und die dafür benötigte Wärme. Es werden auch Zusammenhänge zwischen der Ausdehnung und der Erwärmung, sowie der verschiedenen Temperaturen, die unter anderem auch für die Übergänge vom flüssigen in den festen Aggregatzustand wichtig sind, besprochen. Des weiteren kommen auch Vorgänge wie die Diffusion und die Osmose vor. Abgesehen von diesen physikalischen Inhalten treten auch einige chemische Reaktionen und Zusammenhänge auf, wie zum Beispiel das Denaturieren der Proteine oder die Maillard-Reaktion. Das Themengebiet „Kulinarische Physik“ ist deshalb so geeignet, weil hier ein Großteil der im Lehrpan geforderten Physik in einem lebensweltlichen Zusammenhang gebracht werden kann. 1 siehe [5] Kapitel1


Als Lehrer braucht man für den Themenbereich Kulinarische Physik nicht zwei bis drei Wochen Unterrichtszeit einplanen, sondern kann die einzelnen Gebiete daraus als anwendungsorientierte Beispiele benutzen. Man kann jeweils zu den speziellen Themen im Lehrplan die Praxisbeispiele aus der Küche verwenden. Egal ob es sich um die verschiedenen Arten der Wärmeübertragung oder der Osmose handelt. Man muss nicht immer die technischen Beispiele wie Wärmtauscher oder ähnliches als Anwendung darbieten, sondern kann über den Herd oder die Mikrowelle sprechen, welche sich in jedem modernen Haushalt befinden. Vor allem spricht man mit diesem Thema auch die Mädchen an, welche den Physikunterricht gegenüber den Jungen als uninteressanter empfinden.1 Man sollte sich bei der Themenauswahl generell mehr an den Interessen der Mädchen orientieren, denn die Jungen interessieren sich viel eher für etwas Physikalisches als Mädchen. Wenn man das Interesse der Schülerinnen geweckt hat, hat man auch das der männlichen Schüler.2 Aus dieser Motivation heraus habe ich mir einige Beispiel überlegt, wie man einzelne Themen bearbeiten kann. Die einzelnen Arbeitsblätter bestehen jeweils aus einem Experiment und einer Denkaufgabe. Entweder wird zuerst die Denkaufgabe gestellt, wobei die Schüler anschließend ihre Antwort mit einem Experiment überprüfen müssen. Oder es wird zuerst das Experiment durchgeführt, auf welches sich dann die Denkaufgabe stützt. Arbeitsblatt 1: Wie erwärmt sich das Wasser? Dabei wird in gleich großen Gruppen die gleiche Wassermenge erhitzt. Es werden unterschiedliche Anordnungen benutzt, einmal wird das Wasser im Alutopf und das andere Mal in einem Glastopf erwärmt. Der Schüler soll das Prinzip der Wärmleitung und die unterschiedlichen Materialien, welche die Wärme gut oder weniger gut leiten, sowie das Prinzip der Konvektion kennen lernen. Des weiteren tritt auch das Prinzip der Wärmespeicherung auf. HINWEIS: Theorie siehe Seite 17ff Arbeitsblatt 2: Wie werden Speisen erwärmt? Analog dem ersten Arbeitsblatt wird auch hier auf die verschiedenen Wärmeübertragungsarten, im besonderen Maße auf die Wärmestrahlung, eingegangen. Die Schüler arbeiten in kleineren Gruppen und sollen durch das Experiment die Eigenschaften der Wärmestrahlung herausfinden und dokumentieren. HINWEIS: Theorie siehe Seite 39ff 1 siehe [2] S80 2 siehe [5] Kapitel1


Arbeitsblatt 3: Energetisch günstig Wasser kochen Bei diesem Experiment vergleicht man die gängigen Geräte, welche zum Kochen von Wasser verwendet werden, den Herd, den Wasserkocher und den Mikrowellenherd. Da diese Geräte nicht in einer großen Anzahl in der Schule zur Verfügung stehen, sollte man dieses Experiment als Hausübung aufgeben. Man kann es in verschiedenen Gruppen aufteilen, da sich vielleicht nicht in jedem Haushalt ein Wasserkocher befindet. Man bildet Gruppen, welche jeweils das Wasser in einem Topf auf dem Herd, im Mikrowellenherd und im Wasserkocher kochen. In der nächsten Stunde werden dann die einzelnen Ergebnisse verglichen und das Gerät, welches am energetisch günstigsten Wasser kocht, bestimmt. Aus diesem Experiment sollen die Schüler ein Gefühl für den Energieverbrauch entwickeln. Die Schüler sollen lernen, Größenordnungen für den Stromverbrauch abschätzen zu können und vor allem die Kosten eines unnötigen Stromverbrauches. HINWEIS: Theorie siehe Seite 19ff Arbeitsblatt 4: Rätsel Dieses Rätsel beinhaltet Begriffe aus dem Themengebiet er ersten drei Arbeitsblätter. Arbeitsblatt 5: Wie bleibt der Kaffee länger warm? Auch hier wird in kleineren Gruppen gearbeitet, die jeweils die Temperatur des Kaffees messen. Aus diesem Experiment sollen die Schüler wiederum den Einfluss der verschiedenen Wärmeübertragungsarten, sowie die Bedeutung der Temperaturdifferenz für die Abkühlung erfahren. Anschließend haben sie die Aufgabe, den daraus folgenden Abkühlvorgang durch die Newtonsche Abkühlkurve darzustellen. HINWEIS: Theorie siehe Seite 26 Arbeitsblatt 6: Warum läuft die Milch über und das Wasser nicht? Man könnte dieses Experiment in größeren Gruppen durchführen, wobei man einen Bunsenbrenner verwenden kann, falls keine Kochplatten zur Verfügung stehen. Ansonsten könnte man dieses Experiment einfach als Hausübung aufgeben. Dabei ist das genaue Beobachten und das Dokumentieren sehr wichtig, die Schüler müssen genau beschreiben können, was passiert. Hier wird auf die Ausdehnung der Wasserbläschen in Abhängigkeit der Erwärmung eingegangen sowie auf die chemische Zusammensetzung der Milch. HINWEIS: Theorie siehe Seite 27ff


Arbeitsblatt 1 Wie erwärmt sich das Wasser? Experiment:

Stelle einen Alutopf und einen Glastopf mit ca. 1 Liter kaltem Wasser auf die Herdplatte, schalte diese auf die höchste Stufe und warte bis das Wasser kocht. Stoppe die Zeit bis zum Kochen des Wassers. 1. Messe wie lange es jeweils dauert, bis das Wasser kocht!

Alutopf:

Glastopf:

2. Beobachte und dokumentiere was passiert:

3. Wodurch ergibt sich der Unterschied zwischen den beiden Töpfen?

4. Beschreibe, wie die Wärme in das Wasser gelangt und sich darin

verteilt:


5. Beschrifte die Skizze:

Denkaufgabe:

Man könnte den Herd auch mit Gas betreiben. Man erhitzt einen Teekessel direkt über der Flamme des Gasherdes, während man den anderen auf der Herdplatte eines Elektroherdes erhitzt. Nachdem beide Teekessel zu pfeifen beginnen, schaltet man beide Herde ab.

Was passiert nun? (Kreuze die richtige Antwort an) a) Beide Teekessel hören gleichzeitig auf zu pfeifen. b) Der Teekessel auf dem Gasherd hört auf zu pfeifen, der auf der

Herdplatte pfeift weiter c) Der direkt über der Flamme erhitze Kessel pfeift weiter, der auf der

Kochplatte des Elektroherdes hört auf zu pfeifen. Begründe deine Antwort:

Herdplatte Gasflamme

Moleküle


Arbeitsblatt 2 Wie werden Speisen erwärmt? Denkaufgabe:

1. Wodurch erwärmt sich ein Stück Hamburger in der Pfanne?

2. Wodurch erfolgt die Erwärmung im Backofen?

3. Beschrifte die Skizze des Backofens:

B t

Wärmeisolation


Experiment:

Verwendete Geräte: Rotlichtlampe, Plexiglasscheibe, Fön (Kaltstufe) bzw. Gebläse, Spiegel. Versuchsanordnung: Führe jeweils die einzelnen Schritte durch und dokumentiere deine Beobachtungen. 1. Schalte die Rotlichtlampe ein und halte die Hand im Abstand von

50cm hin. Was spürst du?

2. Halte nun die Glasscheibe zwischen Hand und Rotlichtlampe.

3. Was passiert, wenn zwischen der Lampe und der Glasscheibe ein Fön

senkrecht zur Strahlung bläst?

4. Kann man die Strahlung mit Hilfe des Spiegels umlenken?

5. Erkläre in eigenen Worten die Eigenschaften der Wärmestrahlung:


Arbeitsblatt 3: Wie kocht man Wasser energetisch günstiger?

Denkaufgabe:

Welches der folgenden Geräte verbraucht am wenigsten Energie beim Kochen von Wasser: Der Wasserkocher, der Mikrowellenherd oder der E-Herd?

Experiment:

Bringe mit den oben genannten Geräten jeweils 0,25l, 0,5l und 1l Wasser zum Kochen und messe jeweils die Zeit vom Kochbeginn an. Berechne den Preis des verbrauchten Stromes bei einem Strompreis von 0,14 Euro/kWh. Beachte die Leistungsangaben der Geräte und berechne den Energieverbrauch. Vergleiche die einzelnen Geräte untereinander. 1. Tabelle:

Geräte Wassermenge 0,25l 0,5l 1,0l Elektro- Zeit [h] Herd Energieverbrauch [Wh]

W Strompreis [€] Mikrowellen- Zeit [h] Herd Energieverbrauch [Wh]

W Strompreis [€] Wasser- Zeit [h] Kocher Energieverbrauch [Wh]

W Strompreis [€] Schlussfolgerungen:


Arbeitsblatt 4: Rätsel Vervollständige den Satz, durch das Lösungswort des beigefügten Rätsels: Die ............ Physik beschäftigt sich mit der Physik des Kochens. Fragen:

1. Durch welchen Prozess werden warme und kalte Wassermengen vermischt?

2. Welchen Aggregatzustand hat das Wasser? 3. Bei welcher Temperatur gefriert das Wasser? 4. Durch was wird in der Physik einer Theorie überprüft? 5. Die Erwärmung des Wassers wird durch die schnellere B.... der

Moleküle verursacht. 6. Wodurch erfolgt im Backrohr die Wärmübertragung? 7. Wodurch erfolgt die Erwärmung zwischen der Herdplatte und dem

Topfboden? 8. Wie nennt man den Wellenlängenbereich der Wärmestrahlung? 9. Welches Material leitet die Wärme schlecht? 10. In welcher Einheit wird die Temperatur gemessen? 11. Mit welchem Gerät kann man Speisen erwärmen? 12. Welches Material leitet die Wärme gut?

AE=Ä, UE=Ü, OE=Ö

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12


Lösung:

1 K O N V E K T I O N

2 F L U E S S I G

3 N U L L

4 E X P E R I M E N T

5 B E W E G U N G

6 W A S S E R D A M P F

7 W A E R M E L E I T U N G

8 I N F R A R O T

9 G L A S

10 C E L S I U S

11 H E R D

12 M E T A L L

Die kulinarische Physik beschäftigt sich mit der Physik des Kochens.


Arbeitsblatt 5 Wie bleibt der Kaffee länger warm?

Denkaufgabe:

Stelle dir vor, du hast in einem Kaffeehaus gerade einen Kaffee bestellt. Während du ihn serviert bekommst wirst du ans Telefon gerufen. Da du deinen Kaffee mit Milch trinkst, hast du nun zwei Möglichkeiten: Die Milch gleich hineinzuleeren oder wenn du wiederkommst. In welchem Fall bleibt dein Kaffee wärmer, wenn die Milch Zimmertemperatur hat? Leerst du die Milch gleich oder später hinein? Begründe deine Antwort!

Experiment

Verwendete Geräte: zwei Tassen, heißen Kaffee, zwei Thermometer und eine Stoppuhr. Versuchsdurchführung: Nimm zwei gleich große Tassen und befülle sie mit der gleichen Menge heißem Kaffee. Lege in jede Tasse das Thermometer und messe die Temperatur der Flüssigkeit. Leere nun in eine der beiden Tassen die Milch und messe wiederum die Temperatur. Es wird jede Minute die Temperatur gemessen und in eine Tabelle eingetragen sowie in einem Temperaturzeit-Diagramm eingezeichnet. Abschließend leere nach zwanzig Minuten auch in die andere Tasse die Milch.


1. Tabelle:

Zeit (min) Temperatur (°C) Zeit (min) Temperatur (°C)

2. Diagramm: 3. Beschreibe deine Ergebnisse?

4. Versuche das Resultat deiner Ergebnisse zu erklären?

Zeit [min]

Tem

pera

tur

[°C

]


Arbeitsblatt 6 Die Milch läuft über! Versuch:

Verwendete Geräte: Topf, Herdplatte (bzw. Bunsenbrenner) und Milch Versuchsdurchführung: Stelle den Topf auf die Herdplatte und gib Milch hinein. Schalte die Herdplatte ein und beobachte was passiert. Protokolliere deine Beobachtungen. ACHTUNG: Nimm den Topf von der Kochstelle, bevor sie überläuft.

Was passiert mit der Milch im Topf? Versuche zu erklären, warum die Milch überläuft und das Wasser nicht?


Chemische Begriffe

Albumine: Sind gut wasserlösliche Proteine, welche man zum Beispiel im Eiklar findet.

Alkohol: Ist eine organische Verbindung, bei der ein Kohlenstoffatom an

eine OH-Gruppe gebunden ist. Alkoholische Getränke enthalten Äthylalkohol (CH3CH2OH)

Aminosäuren: Sie reihen sich wie die Glieder einer Kette zu Proteinen auf.

Es sind Säuren, die zugleich eine Aminogruppe enthalten, bestehend aus einem Stickstoff- und einem Wasserstoffatom.

Amylase: Ist ein Enzym, das Stärkemoleküle spaltet. Amylopektin: Ist ein stark verzweigtes, wasserunlösliches Kettenmolekül

(Polymer), das sich aus zahlreichen Glukosegruppen zusammensetzt. Amylose: Sie besteht wie Amylopektin aus Glukosegruppen, die aber

unverzweigt, linear angeordnet sind. Das Molekül ist wasserlöslich. Collagen: Ein Gerüstprotein, welches für die Zähigkeit des Fleisches

verantwortlich ist. Es ist Hauptbestandteil der Collagenfasern und denaturiert durch das Erhitzen.

Cholesterin: Ist ein Lipid (Fett) das einen wichtigen Bestandteil aller

tierischen Gewebe darstellt. Ein zu hoher Cholesteringehalt im Blut (normal ca. 200mg) erhöht das Herzinfarktrisiko. Aber das Cholesterin in den Lebensmitteln ist nicht die direkte Quelle des Blutcholesterins.

Cluster: Sind kugelförmige Aggregate grenzflächenaktiver Moleküle. Im Wasser vereinigen sich die hydrophoben Teile der Moleküle im Inneren der Kugeln, während die hydrophilen Teile nach außen zeigen und Kontakt mit dem Wasser haben.

Denaturieren: Die räumliche Anordnung der ursprünglichen

Proteinmolekülketten wird zerstört, zum Beispiel durch Hitze. Denaturierte Proteine enthalten nicht mehr dieselben Eigenschaften wie die ursprünglichen.


Emulgatoren: Sind grenzflächenaktive Moleküle mit einem hydrophilen und

einem hydrophoben Teil. Enzyme: Sind spezielle Eiweißmoleküle, welche eine Reihe von Reaktionen

beschleunigen ohne selbst dauerhaft verändert zu werden. Enzyme sind Biokatalysatoren.

Gliadine: Sind wasserunlösliche Proteine des Mehls. Globuline: Sind wasserlösliche Proteine des Mehls. Ihre Proteinketten sind

kugelartig geknäuelt.

Glukose: (Traubenzucker, Dextrose) Einfachzucker mit zentraler Bedeutung für den Energiestoffwechsel des menschlichen Organismus. Glukose kann entweder in freier Form oder gebunden in Zweifachzuckern (z.b. im Haushaltszucker oder Milchzucker) sowie in Mehrfachzuckern wie Stärke oder Zellulose vorliegen.

Gluten: Ist das Klebereiweiß, welches aus den wasserunlöslichen, aber

quellfähigen Proteinen Gliadine und Glutenin, gebildet wird. Es bildet beim verknetet von Wasser und Mehl ein elastisches Netzwerk.

Glutenine: Wasserunlösliche Proteine des Mehls. Hefen: Einzellige Mikroorganismen (Pilze), die sich durch Sprossung oder

Spaltung vermehren. hydrophil: wasserfreundlich – Moleküle, die sich an Wasser anlagern. hydrophob: wasserabweisend – Moleküle, die sich nicht mit Wasser

verbinden. Kasein: Wichtigstes Protein der Milch (Anteil am Milcheiweiß ca. 85%). Die

Kaseinmoleküle verschmelzen, wenn die Milch gesäuert oder gesalzen wird.

Kohlenhydrate: (Saccharide) Sind Verbindungen aus Kohlenstoff, Sauerstoff

und Wasserstoff. Unter Hitzeeinwirkung reagieren sie mit Proteinen, um Bräunungs- und Aromamoleküle zu bilden.


Lezithin: Ist ein grenzflächenaktives Molekül, welches unter anderem

reichlich im Eigelb vorkommt. Es baut sich nach einer gewissen Zeit ab und wandelt sich in Cholesterin um.

Lipide: Ist eine Sammelbezeichnung, für fette und fettartige Substanzen. lipophil: fettfreundlich Maillard-Reaktion: Bei der Maillard-Reaktion reagieren die Zuckermoleküle

und die Aminosäuren miteinander und es bilden sich Geschmacksmoleküle. Diese Moleküle können unterschiedliche Ausprägungen besitzen, aus denen unterschiedliche Geschmackstoffe entstehen.

Maltase: Ist ein Enzym der Stärke, das Maltose abspaltet. Maltose: Ist Malzzucker, der aus zwei Molekülen Glukose besteht. Ovalbumin: Wichtigstes Protein des Eiklars, es beginnt bei 84,5 °C zu

gerinnen. Papain: Proteinabbauendes Enzym, zerstört die Collagenstruktur Proteine: Sie bilden das Grundgerüst aller Zellen und Gewebe, sie sind

durch Verknüpfung von Aminosäuren gebildete Moleküle der belebten Materie. Ihr jeweils spezieller räumlicher Aufbau kann zum Beispiel durch erhitzen verändert werden - sie denaturieren.

Schwefelwasserstoff: Ist ein übelriechendes Gas, das sich aus zwei

Wasserstoffatomen und einem Schwefelatom zusammensetzt. Kann freigesetzt werden, wenn man Eier zu lange kocht.

Stärke: Ist ein pflanzliches Polysaccharin, welches den Hauptbestandteil des

Mehls darstellt. Sie setzt sich aus Stärkekörnern zusammen, die von Amylose und Amylopektin gebildet werden. In warmem Wasser quellen die Körner auf und verschmelzen zu Stärkekleister.

Tannine: Sind pflanzliche Gerbstoffe.

Physikalischer Index 100

Physikalischer Index

Abkühlung ........................................................................... 26f, 41f, 67, 86f Abstoßungskräfte ......................................................................................27 Auftrieb .....................................................................................................62 Destillation..........................................................................................73, 74 Dichte ........................................................................................... 17, 62, 72 Diffusion ............................................................................................39f, 77 elektrische Ladung ........................................................................ 59, 66, 78 elektrostatische Abstoßung..................................................................29, 66 Emulgatoren........................................................................................27, 78 Energie........................................................................ 18, 30, 40, 58, 80, 86 Erstarrungsphase......................................................................................32 flüssiger Stickstoff .....................................................................................72 Flüssigkeitsströmungen.......................................................................21, 72 Kapillarkräfte ............................................................................................70 Kohäsion ...................................................................................................70 Kristalle.....................................................................................................71 Leistung ........................................................................................ 18, 82, 89 Lichtreflexion.......................................................................................28, 60 Mikrowellen...............................................................................................9ff Newtonsche Abkühlkurve ....................................................................26, 86 Oberflächenspannung ...............................................................................65 Osmose .............................................................................................39ff, 77 Spannungen........................................................................................31, 78 Temperatur ............................................................................... 5, 59, 72, 76 Temperaturänderung..................................................................... 26, 81, 86 Thixotrop...................................................................................................81 Viskosität ...........................................................................................57f, 66 Wärme................................................................................................72f, 83 Wärmekonvektion...................................................... 7, 8, 17, 52, 63, 57, 72 Wärmeleitung .......................................................... 7, 17, 26, 43, 48, 58, 85 Wärmestrahlung............................................................................ 8, 48ff, 85 Wärmeübertragung.................................................................. 7, 47, 51, 85ff Wärmeverlust ......................................................................................54, 74 Wärmspeicherung......................................................................................85

Bildquelle 101

Bildquelle

Abb.1: Querschnitt durch die Herdplatte aus [4] S225 .................................6 Abb.2: Das Backrohr aus [12] ......................................................................8 Abb.3: Umluftbackofen aus [4] S225............................................................9 Abb.4: Magnetron und Elektronenlaufbahn aus [4] S227 ...........................10 Abb.5: Strahlengang durch Mikrowellenherd mit Drehteller aus [12]..........11 Abb.6: Strahlengang durch Mikrowellenherd ohne Drehteller aus [4] S227 12 Abb.7: Leistungsregelung des Mikrowellenherdes.......................................14 Abb.8: Wärmeübertragung in einem Kochtopf aus [12]...............................16 Abb.9: Wassermoleküle beim Verdampfen aus [11] ....................................17 Abb.10: Konzentartion des Tees aus [11]....................................................20 Abb.11: Kombinierte Kaffee- und Espressomaschine aus [4] S233..............20 Abb.12: manuelle Espressomaschine .........................................................23 Abb.13: Cafetière aus [10]..........................................................................24 Abb.14: Dampfdruckgerät aus [10] ............................................................24 Abb.15: Abkühlkurve.................................................................................26 Abb.16: Fetttröpfchen in der Milch aus [7] S133 ........................................27 Bild 17: Querschnitt durch das Ei .............................................................29 Abb.18: Temperaturänderung im Inneren des Eis ......................................32 Abb.19: Schematische Darstellung eines Dampfeierkochers.......................34 Abb.20: Proteine aus [8] S37......................................................................36 Abb.21: Diffusion.......................................................................................39 Abb.22: Diffusion.......................................................................................39 Abb.23: Das Steak in der Pfanne ...............................................................42 Abb.24: Das Collagen aus [7] S76...............................................................46 Abb.25: Wärmübertragung beim Schweinsbraten aus [12] .........................46 Abb.26: IR-Strahlung.................................................................................49 Abb.27: Holzofengrill .................................................................................49 Abb.28: Verteilung der Fetttröpfchen in der Emulsion aus [7] S133............58 Abb.29: Der Knödel. ..................................................................................63

Bildquelle 102

Abb.30: Proteine aus [7] S59......................................................................65 Abb.31: Luftblasen aus [8] S82 ..................................................................65 Abb.32: Das Souffle aus [8] S18.................................................................67 Abb.33: Der Blätterteig aus [7] S172..........................................................70 Abb.34: Destillationsanlage aus [7] S200 ...................................................74 Abb.35: Phasenumkehr aus [8] S53............................................................79 Abb.36: Öltröpfchen aus [7] S47 ................................................................80 Abb.37: Denaturieren der Proteine aus [7] S54 ..........................................82 Abb.38: Spiegelei aus [8] S113...................................................................82


Literaturverzeichnis

[1] Barham Peter: The Science of Cooking;

Springer Verlag Berlin/Heidelberg/New York, 2000 [2] Faißt Walter, Häußler Peter, Hergeröder Christian, Keunecke Karl-

Heinz, Kloock Hanna, Milanowski Ingrid, Schöffler-Wallman Mechthild: Physik-Anfangsunterricht für Mädchen und Jungen; Verlag Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften/Kiel, 1994

[3] Kruse Ingrid: Einstein in der Küche oder warum das Wasser Tango

tanzt; Delphin Verlag GmbH/Köln, 1990

[4] Meyer: Wie funktioniert das? Technik heute;

Meyers Lexikonverlag/Mannheim, 1998

[5] Muckenfuß Heinz: Lernen im sinnstiftenden Kontext; Cornelsen, 1995

[6] Pietschmann Herbert: Phänomenologie der Naturwissenschaft,

Wissenschaftstheoretische und philosophische Probleme der Physik, Springer Verlag Berlin/Heidelberg, 1996

[7] This-Benckhard Hervè: Rätsel der Kochkunst, naturwissenschaftlich

erklärt; Springer Verlag Berlin/Heidelberg/New York, 1993

[8] This-Benckhard Hervè: Kulinarische Geheimnisse, 55 Rezepte

naturwissenschaftlich erklärt; Springer Verlag Berlin/Heidelberg/New York, 1995


INTERNETSEITEN: [9] http://www.kfunigraz.ac.at/expwww/physicbox/lv/lv.html [10] http://www.kaffeezentale.de [11] http://kochen.exp.univie.ac.at [12] http://www.eduhi.at/forum_hausgeraete/haupt/hs_kochen.html [13] http://www.anachem.ruhr-uni-bochum.de/speiseeis.htm

Kulinarische Physik - brgkepler.atrath/fba/kulinarische_physik.pdf · auch zum Schluss noch eine...

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