RUSKISTUMISREAKTIO JA EMULSIO
MOLEKYYLIGASTRONOMIAN ESIMERKEIKSI LUKION KEMIAN OPETUKSEEN
Annukka Määttä
PRO GRADU -TUTKIELMA Materiaalikemia
Kemian aineenopettajan koulutusohjelma
701/2021
1
Ruskistumisreaktio ja emulsio molekyyligastronomian esimerkeiksi lukion kemian opetukseen
Browning reaction and emulsion as examples of molecular gastronomy for general up- per secondary school chemistry education
Annukka Määttä, 274917
Itä-Suomen yliopisto, Kemian laitos
Ohjaajat: professori Mika Suvanto, yliopistonlehtori Leila Alvila ja vanhempi yliopis- tonlehtori Kari Sormunen
Joensuu 11.2.2021
Tiivistelmä
Molekyyligastronomia on tieteenala, jonka avulla voidaan tutkia ruoanlaiton aikana tapahtuvia ilmi- öitä ja perustella niitä esimerkiksi kemian ja fysiikan avulla. Lukion opetussuunnitelman perusteet 2019 antaa pohjan molekyyligastronomian käyttämiseen kemian oppitunneilla. Molekyyligastro- nomian käytön hyödyt opetuksessa ovat oppilaiden motivointi oppimiseen sekä käyttökelpoisuus etä- opetuksessa. Suomessa molekyyligastronomian opetus ei ole vielä isossa asemassa, mutta opetusta varten on valmistettu molekyyligastronomian piirteitä sisältäviä opetusmateriaaleja, kuten kokeellisia töitä.
Ruskistumisreaktiot aiheuttavat muutoksia ruoan makuun ja ulkonäköön. Reaktiot jaetaan entsymaat- tisiin ja ei-entsymaattisiin riippuen siitä, onko reaktiossa läsnä jokin entsyymi. Entsymaattinen rus- kistuminen tapahtuu ilman kuumennusta ja ruskistumisen kohteena on jokin kasvikunnan tuote, esi- merkiksi hedelmä. Ei-entsymaattinen ruskistumisreaktio jakautuu kolmeen reaktioon: Maillard-reak- tioon, karamellisoitumiseen sekä askorbiinihapon hapettumiseen ja nämä reaktiot tapahtuvat yleensä kuumennuksen seurauksena. Maillard-reaktiossa kuumennetaan esimerkiksi lihaa pannulla ja ruskis- tumisen ohella reaktiossa muodostuu aromeja. Maillard-reaktio voidaan opettaa lukiossa esimerkiksi pelkistetyn Hodgen mallin avulla, joka sopii opiskelijoiden osaamistasoon.
Emulsio muodostuu kahdesta toisiinsa liukenemattomasta faasista, esimerkiksi vedestä ja öljystä.
Emulgointiaine auttaa emulsion muodostumisessa ja kananmunan keltuaisen sisältämä lesitiini on tunnettu esimerkki luonnollisesta emulgointiaineesta. Majoneesien valmistus antaa havainnollistavan kuvan, miten emulsio muodostuu ja siksi soveltuukin kokeelliseksi työksi kemian oppitunnille. Ve- gaaninen majoneesi antaa vaihtoehdon kananmunan käyttämiselle emulgointiaineena ja tutustuttaa aquafaban käyttöön. Majoneesin valmistuksen ohessa kokeellisessa työssä voidaan tutkia majoneesin muodostumiseen vaikuttavia seikkoja, kuten sopivan sekoitusvälineen vaikutusta.
2
Abstract
Molecular gastronomy is a discipline that allows one to study phenomena occurring during cooking and justify them through chemistry and physics. National Core Curriculum for General Upper Sec- ondary Education 2019 provides the basis for using molecular gastronomy in chemistry class. Bene- fits of using molecular gastronomy are motivation for learning as well as usefulness in distance learn- ing. In Finland, the teaching of molecular gastronomy is not yet in a big position, but teaching mate- rials containing the features of molecular gastronomy, such as experimental work, have been pro- duced for teaching.
Browning reactions cause changes in the taste and appearance of food. These reactions are divided into enzymatic and non-enzymatic, depending on whether any enzyme is present in the reaction. En- zymatic browning occurs without heating and the object of the browning is plant product, for exam- ple, fruit. The non-enzymatic browning reactions are divided into three reactions: Maillard reaction, caramelization and ascorbic acid oxidation and these reactions usually occur as a result of heating. In the Maillard reaction, for example, meat is heated on a pan and, in addition to browning, aromas are formed in the reaction. Maillard reaction can be taught in upper secondary school, for example, using simplified Hodge’s model, that suits the skill levels of students.
An emulsion is formed from two insoluble phases, for example water and oil. An emulsifier assists in the formation of emulsion and the lecithin contained in egg yolk is a well-known example of a natural emulsifier. The preparation of mayonnaise demonstrates how emulsion is formed and is there- fore suitable as an experimental work for a chemistry class. Vegan mayonnaise provides an alterna- tive for using egg as an emulsifier and introduces the use of aquafaba. In addition to the preparation of mayonnaise, experimental work can study the factors affecting the mayonnaise formation, such as the effect of a suitable mixing agent.
3
Sisällysluettelo
Lyhenteet ... 4
1. Johdanto ... 5
2. Pedagoginen näkökulma molekyyligastronomiaan ... 6
2.1. Yleisesti molekyyligastronomiasta opetuksessa ... 6
2.2. Molekyyligastronomia lukio-opetuksessa ... 7
2.3. Hyödyt opetuksessa ... 8
3. Ruskistumisreaktio ... 9
3.1. Entsymaattinen ja ei-entsymaattinen ruskistumisreaktio ... 9
3.2. Maillard-reaktio ... 9
3.2.1. Maillard-reaktion eri vaiheet ... 11
3.2.2. Reaktioon vaikuttavat tekijät ... 14
3.2.3. Haitalliset reaktiotuotteet ... 14
3.3. Maillard-reaktio opetuksessa ... 15
4. Emulsio ... 18
4.1. Emulsion muodostuminen ja emulgointiaineet ... 18
4.2. Majoneesin valmistus ... 20
4.3. Vegaanisen majoneesin valmistus ... 22
4.4. Emulsio opetuksessa ... 24
5. Johtopäätökset ... 27
6. Viitteet ... 28
4
Lyhenteet
AGE (Advanced Glycation End Products) = Kehittyneet glykaation lopputuotteet HLB (Hydrophilic-Lipophilic Balance) = Hydrofiilinen-lipofiilinen tasapaino
5
1. Johdanto
Molekyyligastronomia on nuori tieteenala. Tämä tutkielma käsittelee molekyyligastronomiaa ja sii- hen liittyviä ruoanvalmistusmenetelmiä. Tutkielman tarkoitus on lisätä tietoisuutta molekyyligastro- nomiasta, erityisesti ruskistumisreaktioista ja emulsioista sekä tarjota sovellusehdotuksia lukion ke- mian opetukseen.
Molekyyligastronomia määritellään useissa lähteissä ruoanlaiton ja tieteen yhdistämiseksi, ja sen tar- koitus on tutkia ruoanlaiton kemiallisia ja fysikaalisia ilmöitä.1,2,3 Hervé This ja Nicholas Kurti julis- tivat molekyyligastronomian tieteenalaksi vuonna 1988, joidenkin lähteiden mukaan vuonna 1989.1,2 Ensimmäinen tieteenalan virallinen tapahtuma järjestettiin vuonna 1992, kun Elizabeth Cawdry Tho- mas toteutti Kurtin kanssa työpajan Ericessä, Sisiliassa. Työpajan tavoitteena oli koota yhteen alan ammattilaisia ja löytää vastauksia ruoanvalmistuksen ja tieteen yhdistämiseen liittyviin kysmyk- siin.4,5 Työpajaan osallistuivat muun muassa fyysikko Harold McGee, kemisti Hervé This, ruoanval- mistustaidon asiantuntijat Raymond Blanc ja Guy Savoy. Vuodesta 1992 lähtien työpajoja järjestet- tiin kahden vuoden välein, aina vuoteen 2004 asti.4
This ja Kurti ovat tutkineet lukuisia ruoanlaittoon liittyviä ilmiöitä ja luoneet omia versioitaan ruoista.
This on esimerkiksi luonut suklaamoussen, johon tulee vain tummaa suklaata ja vettä. Kurti puoles- taan käytti ruoanvalmistuksessa mikroaaltouunia ja suunnitteli version Baked Alaska -uunijäätelöstä, mutta nimesi oman versionsa Frozen Floridaksi.4,5 Molekyyligastronomia on vähitellen ilmestynyt julkisuuteen kuuluisten ruoanvalmistuksen ammattilaisten ansiosta, kun he ovat ottaneet ravintolois- saan käyttöön tieteellisiä periaatteita.3 Esimerkiksi englantilainen Heston Blumenthal on tuonut ra- vintoloihin uusia ruoanlaittomenetelmiä, kuten sous vide -menetelmän, jossa lihaa kypsennetään ma- talassa lämpötilassa pitkiä aikoja.5
Molekyyligastronomialle ominaista on muun muassa uusien ruoanlaittovälineiden käyttöön ottami- nen, uusien ruokalajien keksiminen sekä ruoan kiinnostavuuden hyödyntäminen tieteen esille nosta- misessa.4 Molekyyligastronomian soveltaminen eroaa tavallisesta ruoanlaitosta siinä käytettävien vä- lineiden ja aineiden osalta. Työvälineenä voidaan käyttää esimerkiksi pyöröhaihdutinta ja reagenssina muun muassa algiinihappoa, joka ei ole yleisesti kotikeittiöissä käytössä.5 Ravintoloissa kokit pyrki- vät hyödyntämään molekyyligastronomiaa suunnitellessaan uusia aterioita ja reseptejä, jotka houkut- telisivat asiakkaita. Molekyyligastronomian tavoitteita ovat ruoanlaittoon liittyvien uskomuksien tut- kiminen ja väärien käsityksien todistaminen kokeilemalla niitä laboratoriossa. Vääriä käsityksiä on löydetty muun muassa keittokirjoista.5
Tässä tutkielmassa annetaan aluksi yleistä tietoa molekyyligastronomian opetuksesta. Lisäksi esitellään mahdollisia hyötyjä molekyyligastronomian käytöstä opetuksessa. Kolmannessa luvussa kuvaillaan ruoassa tapahtuvia ruskistumisreaktioita ja keskitytään erityisesti Maillard-reaktioon ja sen kytkemiseen lukion kemian opetukseen. Neljännessä luvussa keskitytään emulsion käsitteeseen ja esitetään kahden eri majoneesin valmistus ja kemia niiden taustalla.
6
2. Pedagoginen näkökulma molekyyligastronomiaan
2.1. Yleisesti molekyyligastronomiasta opetuksessa
Molekyyligastronomia soveltuu opetukseen ja sitä hyödynnetäänkin joissakin Iso-Britannian kou- luissa kemian tunneilla. Eräät ravintola-alan ammattilaiset, kuten Heston Blumenthal, ovat toimineet edelläkävijöinä viemällä molekyyligastronomiaa kouluihin. Blumenthal on tehnyt yhteistyötä The Royal Society of Chemistry -instituutin kanssa ja kuvannut muun muassa tv-sarjan ja sen pohjalta kirjoittanut teoksen ”Kitchen Chemistry”.3 Teoksessa käsitellään ruoanlaittoon liittyviä ilmiöitä ke- mian kautta ja siinä on myös tehtäviä oppilaille. Iso-Britanniassa molekyyligastronomia on saanut positiivista palautetta oppilailta ja kemian oppiminen on koettu helpommaksi. Esimerkkejä kemian tunnilla hyödynnettävistä molekyyligastronomian töistä ovat suolan käytön tutkiminen ruoanlaitossa ja siihen liittyvät työt: kiehumispisteen määritys sekä titraus.3
Myös muualla maailmassa on huomattu molekyyligastronomian mahdollisuudet kemian opetuksen apuna. Ranska ja Alankomaat ovat myös johtavia maita ruoanlaiton ja kemian yhdistämisessä. Suo- messa molekyyligastronomian käyttö opetuksessa ei ole levinnyt vielä kovinkaan laajalle, mutta esi- merkiksi joitakin opetusmateriaaleja on tehty. Lisäksi Helsingin yliopistossa on tutkittu kemian ja molekyyligastronomian yhdistämistä, ja aihe onkin inspiroinut opiskelijoita kirjoittamaan opinnäyte- töitä. Varsinkin kemianopettajaopiskelijat ovat tutkineet pro gradu -tutkielmissaan keittiökemian ja kemian yhdistämistä. Tutkimustyötä alan parissa tekevät esimerkiksi professori Maija Aksela Hel- singin yliopistosta sekä professori Anu Hopia Turun yliopistosta.6
Vuonna 2011 Helsingin yliopistossa käynnistettiin projekti, jossa kemian ja kotitalouden opettajia koulutettiin opettamaan molekyyligastronomiaa. Projektin tavoitteena oli löytää uusia tapoja opettaa kemiaa, joiden kautta oppilaat kiinnostuisivat opetuksesta. Lisäksi tavoitteena oli valmistaa opetus- materiaaleja niin kemian kuin kotitalouden oppitunneille. Projekti rohkaisi opettajia myös tekemään yhteistyötä eri oppiaineiden opettajien kanssa. Koulutukseen osallistuneet opettajat keräsivät oppi- lailtaan ruoanlaittoon liittyviä käsityksiä, joita molekyyligastronomiassa pyritään ratkomaan ja todis- tamaan tiedettä hyödyntäen.4,5,6 Ruoanlaittoon liittyvät käsitykset tutkittiin ja niiden pohjalta koulu- tukseen osallistuneet valmistivat opetusmateriaaleja.6
Hopia, Västinsalo sekä Aksela suorittivat vuonna 2009 7–9.-luokkalaisille kyselytutkimuksen liittyen kokemuksiin molekyyligastronomian opetuksesta. Oppilaat olivat osallistuneet työpajoihin, joiden aiheena oli molekyyligastronomia. Oppilaat saivat täyttää kyselytutkimuksen työpajaan osallistumi- sen jälkeen. Kyselyssä kysyttiin muun muassa oppilaiden kiinnostuksen määrää molekyyligastro- nomian hyödyntämisestä kemian opetuksessa sekä heidän mielenkiinnon kohteitaan molekyyligast- ronomiaa hyödynnettäessä. Saatujen tutkimustulosten perusteella tyttöjen kiinnostus molekyyligast- ronomiaa kohtaan oli suurempaa kuin pojilla. Tutkimus osoitti, että peruskoulun ylemmillä luokilla molekyyligastronomian hyödyntäminen voisi olla varsin hyvä ratkaisu.7
7
Yhdysvaltojen yliopistoissa molekyyligastronomiaa hyödynnetään yleisesti sellaisilla tutkintoon kuuluvilla pakollisilla kemian tai fysiikan kursseilla, jotka muuten tuottaisivat ongelmia opiskeli- joille, jotka eivät lue pääaineenaan kemiaa. Kurssien pääpainotus on ruoanlaitossa ja niihin liittyvien ilmiöiden tarkastelussa.8,9 Esimerkiksi Harvardin yliopistossa järjestetään kurssi, jossa opiskelijat pääsevät kuuntelemaan sekä vierailevien ruoanvalmistuksen ammattilaisten demonstrointia ruoanlai- tosta että tieteenalan edustajien luentoja. Luennoilla käydään läpi tiedettä reseptien takana. Luentojen lisäksi opiskelijat osallistuvat laboratoriotyöskentelyyn, jossa valmistetaan ruokaa ja mahdollisuuk- sien mukaan syödään myös. Kurssiin kuuluu myös projekti, jossa opiskelijat pääsevät etsimään tietoa ja toteuttamaan valitsemansa ruoanlaittoon liittyvän ilmiön.8
2.2. Molekyyligastronomia lukio-opetuksessa
Uusi Lukion opetussuunnitelman perusteet 2019 otetaan käyttöön elokuussa 2021. Lukiolaisten opin- tojen rakenteisiin tehtiin muutoksia, joista isoin oli opintojen jakaminen moduuleihin ja opintopistei- den käyttöönotto. Kemian opinnoissa pakollisia moduuleja ovat Kemia ja minä (KE1, 1 op) ja Kemia ja kestävä tulevaisuus (KE2, 1op), loput neljä moduulia ovat valinnaisia.10
Lukiossa molekyyligastronomia voisi tuoda hyvän lisän opetukseen ja innostaisi opiskelijoita jatka- maan kemian opiskelua. Lisäksi se voi rohkaista opiskelijaa jatkamaan opintojaan esimerkiksi yli- opistossa kemian tai elintarviketeollisuuden opinnoissa. Lukion opetussuunnitelman perusteissa 2019 annetaan vinkkejä kemian opetukseen ja mahdollisiin sisältöihin, jotka tukisivat oppimista. Pakolli- siin opintoihin kuuluva KE1-moduuli voisi sopia molekyyligastronomian hyödyntämiseen, sillä kes- keisiä sisältöjä ehdotetaan tarkasteltavaksi muun muassa elintarvikkeiden avulla. Lukion opetussuun- nitelman perusteiden 2019 mukaisesti kemian opetuksen tavoitteena on, että opiskelija osaa tehdä kokeellisia tutkimuksia.10 Tähän voi liittää molekyyligastronomian, sillä opiskelijat voisivat tehdä oman tutkimuksen kiinnostavasta ruoanlaittoon liittyvästä ilmiöstä esimerkiksi Harvardin yliopiston kurssin tapaisesti.8
Lukion kemian kirjoista on tutkittu, miten paljon niissä esiintyy molekyyligastronomiaa. Ahvennie- men ja Akselan tekemässä tutkimuksessa vuodelta 2009 tutkittiin viisi lukion 1. kurssin kemian kir- jaa, jotka olivat vuoden Lukion opetussuunnitelman perusteiden 2003 mukaisia. Tutkimusta varten jaoteltiin ruoanvalmistuksen perusmolekyylit eli hiilihydraatit, proteiinit, rasvat, vesi ja mineraalit sekä tutkittiin, miten usein ne mainittiin kirjoissa. Molekyyligastronomiaa ei mainittu suoraan mis- sään kirjoista, mutta esimerkiksi termi hiilihydraatti esiintyi useamman kerran. Kirjoissa oli tehtäviä, joissa piti antaa kemiallinen selitys perusruoanlaittoon liittyvästä ilmiöstä. Lisäksi kirjoissa oli tietoa pienemmissä tekstiruuduissa, mutta ne oli tarkoitettu lähinnä kiinnostavaksi lisätiedoksi, jota kaikki opiskelijat eivät välttämättä lue. Toistaiseksi molekyyligastronomiaa ei juurikaan esiinny lukion ke- mian kirjoissa.11 Uudet Lukion opetussuunnitelman perusteiden 2019 mukaiset kurssikirjat tulevat käyttöön vasta syksyllä 2021.10 Koska Lukion opetussuunnitelman perusteissa 2019 molekyyligast- ronomiaan liittyviä asioita tuodaan esille, voi olla, että jonkin kustantajan oppikirjassa saattaisi olla enemmän molekyyligastronomiaa.
8
2.3. Hyödyt opetuksessa
Molekyyligastronomia voi tarjota luonnontieteiden opetuksessa kytköksiä oppilaan arkeen ja siten lisätä sekä innostusta opiskeluun että auttaa ymmärtämään opittua asiaa. Oppilaiden voi olla vaikeaa ymmärtää miksi heidän täytyy opiskella luonnontieteitä ja motivaatio kemian opiskelua kohtaan ei välttämättä ole suuri. Kun opetukseen otetaan sisällöksi jokin oppilaille tuttu aihe, voi motivaatio opiskeluun kasvaa ja samalla ymmärrys kemian merkityksestä omassa elämässä lisääntyy.6 Molekyy- ligastronomian käyttäminen opetuksessa on osaltaan turvallista, kun työskennellään hyvin arkipäi- väisten aineiden kanssa, joita voidaan käyttää tavallisestikin ruoanlaitossa. Tällöin säästytään haital- listen aineiden käyttämiseltä.3
Molekyyligastronomia tarjoaa myös mahdollisuuksia edistää yhteistyötä muiden oppiaineiden kanssa.6 Opiskelijoilla voisi teetättää projekteja, joissa eri oppiaineiden opiskelijat pääsisivät teke- mään yhteistyötä. Lukiossa esimerkiksi fysiikan, terveystiedon ja biologian opiskelijat voitaisiin ottaa mukaan molekyyligastronomian projektiin. Lisäksi opiskelijoiden vuorovaikutusosaaminen ja moni- tieteinen osaaminen kehittyisivät projektityön aikana, mikä tukee Lukion opetussuunnitelman perus- teiden 2019 mukaisia laaja-alaisen osaamisen tavoitteita.10
Keväällä 2020 koko maailma pysähtyi COVID-19-pandemian takia ja koulut ja oppilaitokset siirtyi- vät etäopetukseen. Etäopetuksessa haasteita kemian osalta toi laboratoriotyöskentelyn keskeytymi- nen, sillä kokeelliset työt ovat tärkeä osa kemian opiskelua ja niiden toteuttaminen kotioloissa olisi ollut erittäin vaikeaa samoilla ohjeilla kuin lähiopetuksessa. Lisäksi opiskelijoilla harvoin on koto- naan laboratoriovälineitä sekä aineita kokeellisten töiden toteutukseen. Molekyyligastronomian hyö- dyntäminen etäopetuksessa voi auttaa kurssien järjestämisessä ja halutun oppimistuloksen saavutta- misessa.12Australialaisen yliopiston Deakin Universityn opiskelijat siirtyivät suorittamaan kotona ko- keellisia töitä, jotka oli suunniteltu niin, että erityisiä laboratoriovälineitä ja aineita ei tarvitse. Töissä käytettiin kotoa löytyviä välineitä kuten vettä, sokeria, suolaa, jotakin rasvaa, ruokasoodaa, etikkaa ja jotakin luonnon indikaattoria. Ensimmäisessä työssä opiskelijat saivat tutustua liukenemiseen ja sulamiseen. Toisessa työssä opiskelijat tutustuivat happo-emäs-reaktioihin indikaattorityön kautta.12 Myös Suomessa koulut ja oppilaitokset siirtyivät etäopetukseen poikkeusolojen takia. Lukiolaisten etäopetukseen on keväällä 2020 tehty kaksi opetuskokonaisuutta Turun yliopiston ja Helsingin yli- opiston yhteistyönä.13,14 Molemmissa opetuskokonaisuuksissa on piirteitä molekyyligastronomiasta, sillä niissä hyödynnetään arkipäivän välineitä ja reagensseja sekä tutkitaan tieteen näkökulmasta esi- merkiksi punakaalin toimintaa indikaattorina. Molempien opetuskokonaisuuksien sisällöt liittyvät in- dikaattorien toimintaan, protolyysireaktioon ja neutraloitumisreaktioon.13,14
Suomalaisesta etäopetuksesta ei ainakaan vielä ole julkaistu tutkimusta, jossa olisi verrattu kemian opiskelijoiden oppimistuloksia lähiopetuksen tuloksiin. Deakin Universityn kurssin oppimistulokset olivat vaihtelevia. Joillekin opiskelijoista etäopiskelu oli tuottanut ongelmia johtuen ohjauksen ja ajan puutteesta. Molekyyligastronomiaa sisältäneet kokeelliset työt onnistuivat silti hyvin ja suurin osa opiskelijoista suorittikin ne. Palaute kokeellisista töistä oli positiivista. Etäopetuksessa yliopisto myös
9
säästi rahaa, kun laboratoriovälineitä ja aineita ei tarvinnut hankkia ja lisäksi ylimääräisiä valvojia ei tarvinnut etäopetuksessa pitää.12
3. Ruskistumisreaktio
3.1. Entsymaattinen ja ei-entsymaattinen ruskistumisreaktio
Ruskistumisreaktiot ovat ruoassa tapahtuvia reaktioita, jotka vaikuttavat makuun, väriin ja aromeihin.
Ruskistumisreaktioita on kahdenlaisia: entsymaattisia ja ei-entsymaattisia.15 Entsymaattista ruskistu- mista tapahtuu kasviksissa, kun ne vaurioituvat esimerkiksi leikkaamisen tai kuorimisen yhteydessä ja altistuvat hapelle. Silloin kasviksen fenoliyhdisteet reagoivat hapen kanssa ja tapahtuu ruskistumi- nen. Ruskistumista voidaan estää esimerkiksi asettamalla kuoritut kasvikset, kuten peruna, veteen ennen kypsentämistä. Tällöin kasvisten kudos ei altistu hapelle, eikä ruskistumista pääse tapahtu- maan.16
Ei-entsymaattinen ruskistumisreaktio tapahtuu yleensä kuumennuksen seurauksena. Ei-entsymaatti- nen ruskistumisreaktio voidaan jakaa kolmeen eri tyyppiin; Maillard-reaktioon, karamellisoitumiseen ja askorbiinihapon hapettumiseen.15 Karamellisoituminen on samankaltainen reaktio kuin Maillard- reaktio. Reaktiossa sokerin kuumennus aiheuttaa polymeroitumisreaktion, mikä johtaa ruskean värin muodostumiseen. Jos reaktiota ei seurata, saattaa sokeri ruskistua liikaa ja voi syntyä epämiellyttävä ja kitkerä maku.15,16 Askorbiinihapon hapettuminen on yksi ruskistumisreaktioista. Erityisesti sitrus- tuotteissa, kuten sitruunamehussa aminohapot ja sokeri reagoivat Maillard-reaktion tavoin, ja tapah- tuu askorbiinihapon hajoamista toisiksi tuotteiksi. Lopulta tapahtuu ruskistuminen.16
3.2. Maillard-reaktio
Maillard-reaktiossa reagoivat pelkistävä sokeri ja aminohappo tai amiini, ja monimutkaisten reakti- oiden jälkeen syntyy ruskea väri esimerkiksi lihaan.16 Reaktion on keksinyt ranskalainen kemisti Louis-Camille Maillard. Hän kuumensi sokereita ja aminohappoja vedessä, ja huomasi keltaruskean värin syntyvän. Hän julkaisi havaintonsa vuonna 1912.15,16 Maillard-reaktiota pidetään erityisen mo- nimutkaisena reaktiona ja useat kemistit ovatkin tutkineet sitä, ja esittäneet versioitaan reaktiomeka- nismista. John E. Hodge esitti teoriansa reaktiomekanismista vuonna 1953.16 Hän jaotteli Maillard- reaktion kolmeen osaan esi-, keski- ja loppuvaiheeseen, joissa on omat reaktionsa.15 Kuva 1 esittää Hodgen mallin Maillard-reaktiosta ja sen eri vaiheista.15
10
Suurin vaikutus Maillard-reaktiolla on ruoan ulkonäköön ja makuun. Ruskea väri leivonnaisissa tai lihassa on haluttu ominaisuus, sillä se tekee niistä houkuttelevan näköisiä.17 Maillard-reaktion vaiku- tusta ruoan koostumukseen on tutkittu vähemmän, mutta joitain tuloksia on silti saatu selville. On huomattu, että proteiinit muodostavat kovalenttisesti ristisidoksia ja ne voivat vaikuttaa ruoan raken- teeseen positiivisesti. 16
Kuva 1. Hodgen malli Maillard-reaktion eri vaiheista ja reaktioista.15,16
11 3.2.1. Maillard-reaktion eri vaiheet
Esivaihe koostuu reaktioista A ja B. Maillard-reaktio alkaa reaktiolla A, kun sokeri ja amiini reagoivat kondensaatioreaktiolla.15 Pelkistävän sokerin, kuten glukoosin karbonyyliryhmä – eli funktionaalinen ryhmä – jossa hapen ja hiilen välillä on kaksoissidos, reagoi aminoyhdisteen kanssa.18 Välituotteena on additioyhdiste, joka menettää vettä, jotta muodostuisi Schiffin emäs. Schiffin emäksessä ami- noryhmän ja hiilen välille muodostuu kaksoissidos, kun vettä poistuu. Tämän jälkeen tapahtuu sykli- saatio, jonka lopputuote on N-substituoitu glykosyyliamiini.16 Kuvassa 2 esitetään reaktion A meka- nismi.16
Kuva 2. Maillard-reaktion esivaihe, jossa pelkistävä sokeri, esimerkiksi glukoosi reagoi amii- nin kanssa ja eri vaiheiden jälkeen saadaan tuotteeksi N-substituoitua glykosyyliamiinia.16
12
Reaktiossa B tapahtuu Amadori-uudelleenjärjestäytyminen, sillä glykosyyliamiini on epästabiili yh- diste.15,16 Uudelleenjärjestäytyminen on spontaani reaktio ja voi käynnistyä jo 25℃:n lämpötilassa.
Uudelleenjärjestäytymisen aikana välituotteita ovat Schiffin emäs kationimuodossa sekä enolimuoto lopullisesta tuotteesta. Lopputuotteena on stabiilimpi ketomuoto, 1-amino-2-deoksi-2-ketoosi eli niin sanottu Amadori-yhdiste.15,16 Kuvassa 3 esitetään Amadori-uudelleenjärjestäytymisen mekanismi.15
Maillard-reaktion keskivaihe koostuu reaktioista C, D ja E. Reaktiossa C tapahtuu sokerin dehydraa- tio, eli yhdisteestä poistuu vettä. Dehydraatio voi tapahtua happamissa, neutraaleissa tai emäksisissä olosuhteissa. Olosuhteet vaikuttavat syntyvään tuotteeseen: happamissa olosuhteissa syntyy furfuraa- leja, ja neutraaleissa tai emäksisissä olosuhteissa syntyy reduktoneja. Kuvassa 4 esitetään, miten Amadori-yhdisteestä saadaan muodostettua furfuraali ja reduktoni, ja viimeisenä Maillard-reaktion lopputuotteita melanoideja.15
Kuva 3. Amadori-uudelleenjärjestäytyminen, jossa tuotteeksi saadaan 1-amino-2-deoksi-2-ketoosia.15
13
Reaktio D on sokerin fragmentaatio eli sokerin rakenteen murtuminen. Reaktiossa Amadori-yhdiste reagoi usealla eri tavalla muodostaen uusia tuotteita kuten isomaltolia tai etikkahappoa. Amadori- yhdiste voi esimerkiksi reagoida glyseraldehydin kanssa, jolloin aminoryhmä lohkeaa pois ja syntyy dihydroksiasetonia. Amadori-yhdiste voi käydä läpi myös enolisaation ja aldolisaation, jonka jälkeen tuotteeksi saatu 1-deoksi-2,3-diketoosi voi vielä muodostua furaaniksi, kun siitä poistuu vettä. Lo- pullinen tuote on isomaltoli.15
Reaktio E on Strecker-hajoaminen. Siinä α-aminohapot pilkkoutuvat karbonyyliyhdisteiden vaiku- tuksesta. Strecker-hajoamisessa aminohappo dekarboksyloidaan, jolloin hapon karboksyyliryhmä ha- joaa. Samalla vapautuu hiilidioksidia. Tämän jälkeen yhdiste deaminoidaan eli aminoryhmä poistuu ja saadaan tuotteeksi aldehydi ja α-aminoketoni.18 Strecker-hajoaminen voidaan luokitella kahteen tapaan, joilla se on mukana Maillard-reaktiossa. Hajoamisessa muodostunut aldehydi voi osallistua aldolikondensaatioon reaktiossa F, jolloin tuotteeksi saadaan typpivapaita polymeerejä. Aldehydi voi myös reagoida aminoyhdisteiden kanssa, jolloin muodostuu melanoideja.15
Loppuvaihe koostuu reaktiosta F ja G. Reaktiossa F tapahtuu aldolikondensaatio, jossa yhdistyy al- dehydit, jotka ovat muodostuneet aikaisemmissa reaktioissa. Amiinit voivat toimia reaktion katalyyt- teinä. Reaktiossa G yhdistyvät aldehydi ja amiini kondensaatioreaktiolla. Reaktio tapahtuu alhaisessa lämpötilassa ja lopputuotteena saadaan melanoideja. Melanoidit ovat värillisiä ja juuri ne tuovat ruo- kiin ruskean värin. Reaktiossa H vapaat radikaalit reagoivat muodostaen melanoideja. Vapaita radi- kaaleja muodostuu Maillard-reaktion alkuvaiheessa.15
Kuva 4. Furfuraalin ja reduktonin muodostuminen Amadori-yhdisteestä eri olosuhteissa.15
14 3.2.2. Reaktioon vaikuttavat tekijät
Maillard-reaktio tapahtuu helpoimmin emäksisissä olosuhteissa.16 pH:n vaikutus nähdään Amadori- yhdisteen muodostumisen jälkeen, jolloin reaktion olosuhteet vaikuttavat syntyvään tuotteeseen. 1,2- enolisaatiossa pH on matala ja 2,3-enolisaatiossa korkea. Esimerkiksi 4-hydroksi-5-metyyli-3(2H)- furanoni – eli norfuraneoli – vaikuttaa kypsennetyn lihan makuun ja sitä muodostuu 2,3-enolisaa- tiossa. pH voi vaikuttaa huonolla tavalla kypsennyksen aikana, jos esimerkiksi lihan pH nousee yli arvon 5.8. Norfuraneolin ja kysteiinin välinen reaktio on erittäin herkkä pH-muutoksille ja tällöin pH:n nousu voi pilata lihan maun.15
Maillard-reaktiossa muodostuu paljon eri aromeja, kuten sykloteenia, joka antaa ruokaan karamelli- maista makua ja tuoksua. Toinen esimerkkiaromi on kahweofuraani (dihydrothieno [2,3-c]furan), joka on furaanin johdannainen ja antaa paahdetun ja savuisen aromin.15,19 Nimensä kahweofuraani on saanut arabialaisesta sanasta qahweh, joka tarkoittaa kahvia.19 Lämpötila vaikuttaa siihen, millaisia aromeja Maillard-reaktiossa syntyy: noin 100 ℃:n lämpötilassa syntyy karamellin ja keitetyn ruoan aromeja, kun taas yli 150 ℃:n lämpötilassa syntyy grillatun ja paistetun ruoan aromeja. Reaktion lähtöaineen, pelkistävän sokerin, hiiliketjun pituus vaikuttaa reaktiivisuuteen. Monosakkarideista pentoosit reagoivat nopeammin, koska niillä on lyhyempi hiiliketju kuin heksooseilla. Monosakkari- dit reagoivat nopeammin kuin disakkaridit.20
3.2.3. Haitalliset reaktiotuotteet
Maillard-reaktiossa voi muodostua terveydelle haitallisia yhdisteitä, kuten akryyliamidia, joka on kar- sinogeeninen.21 Se on väritön ja hajuton, kiteinen aine, joka liukenee veteen, asetoniin ja etanoliin.22 Akryyliamidia muodostuu erittäin hiilihydraattipitoisissa ruoissa, joita kuumennetaan yli 120℃:n lämpötilassa. Tutkimusten perusteella tiedetään, että asparagiinin ja glukoosin reaktio saattaa aiheut- taa akryyliamidin muodostumisen.21 Kuvassa 5 esitetään akryyliamidin muodostuminen asparagii- nista ja D-glukoosista.22 Kuvan 5 malli on yksi mahdollisista vaihtoehdoista akryyliamidin muodos- tumiseksi, sillä kirjallisuudessa esitettiin myös hieman eroavia malleja.Asparagiinin ja glukoosin karbonyyliryhmän välillä tapahtuu additioreaktio, jolloin muodostuu Schiffin emäs. Tämän jälkeen tapahtuu Amadori-uudelleenjärjestäytyminen, jolloin saadaan N-glykosidia. Dekarboksyloinnin ja deaminoinnin jälkeen yhdisteestä lähtee karboksyyliryhmä ja aminoryhmä sekä muodostuu akryy- liamidia.22 Muita haitallisia yhdisteitä ovat muun muassa heterosykliset aromaattiset amiinit, joita voi syntyä, kun kypsennetään lihaa, kalaa tai kanaa korkeissa lämpötiloissa esimerkiksi grillaamalla.18 Maillard-reaktiossa voi syntyä myös AGE-yhdisteitä (Advanced Glycation End Products), jotka syn- tyvät pelkistävän sokerin ja proteiinin reaktiossa. Nämä yhdisteet voivat edistää diabeteksen kehitty- mistä ja kudosten ikääntymistä.20 Tutkijoiden haasteena onkin kehittää tapa, jolla ruokaan saadaan miellyttävä maku ja ulkonäkö ilman haitallisia yhdisteitä.18
15
Kuva 5. Akryyliamidin muodostuminen asparagiinista ja D-glukoosista.22
3.3. Maillard-reaktio opetuksessa
Maillard-reaktio on mahdollisesti tuntematon ja haastava aihe opettajille, joten sen opettaminen luki- ossa vaatii perusteellista aiheeseen tutustumista ja huolellista tuntisuunnittelua. Lukion opetussuun- nitelman perusteissa 2019 mainitaan, että kemian oppiaineen tehtävä on auttaa opiskelijoita ymmär- tämään kemian jokapäiväisiä ilmiöitä.Lisäksi esitetään, että opetuksessa pitäisi suosia erilaisia ope- tusmenetelmiä ja erityisesti kokeellisiin töihin pitäisi panostaa.10 Vaikka Maillard-reaktio ei suoraan vastaa opetussuunnitelman sisältöjä, se voi silti olla hyvä lisä opetukseen ja kytkee kemian sisältöjä opiskelijan omaan elämään. Yksi hyvä arjen kemian esimerkki on pihvin paistaminen, jossa Maillard- reaktio muodostaa ruskean värin ja aromeja.
Pakollisiin kemian opintoihin kuuluvan moduulin Kemia ja minä (KE1) keskeisissä sisällöissä ko- rostuu arkipäivän kemia ja opetuksessa ehdotetaan ottamaan huomioon muun muassa elintarvikkeet
16
ja terveys. Kohdassa 3.2.3 aiemmin esiteltyjen Maillard-reaktion haittavaikutusten, kuten akryyliami- din karsinogeenisyyden läpikäyminen opetuksessa, sopisi KE1-moduulin sisällöistä erityisesti ter- veys- ja kuluttajan valinnat -aihealueiden yhteyteen.10,18,21,22 Moduulissa Molekyylit ja mallit (KE3) keskeisenä sisältönä on funktionaalisten ryhmien opettelu ja hiiliyhdisteiden nimeäminen. Opiskelijat voisivat tunnistaa eri reaktiovaiheista funktionaalisia ryhmiä, kuten karboksyyli-, amino- ja karbo- nyyliryhmiä, ja niiden avulla Maillard-reaktiossa esiintyvien yhdisteiden nimeämistä voisi harjoitella.
Toisaalta Maillard-reaktiossa on paljon yhdisteitä, joilla on vaikeat nimet tai ne tunnetaan triviaali- nimillä, joten yhdisteiden nimeämistehtävä voi olla liian haastava lukiolaiselle. Tällöin opiskelijat voisivat nimetä tunnistamiaan reaktioita ja funktionaalisia ryhmiä.10
Maillard-reaktion voi ottaa myös opetettavaksi lisämateriaaliksi moduulissa Kemia ja reaktiot (KE4), joka käsittelee kemiallista reaktiota. Keskeisenä sisältönä tässä moduulissa on erilaisiin reaktioihin, esimerkiksi eliminaatio- ja kondensaatioreaktioihin tutustuminen. Lisäksi Lukion opetussuunnitel- man perusteissa 2019 todetaan, että sisältöjä voi yhdistää ravinnon biomolekyylien opettamiseen.10 Maillard-reaktiossa on paljon pieniä osareaktioita, jotka soveltuvat tukemaan opetusta. Esimerkkinä tällaisesta on kondensaatioreaktio, jossa pelkistävä sokeri ja aminohappo reagoivat. Myös reaktiossa G tapahtuu kondensaatioreaktio, kun amiini ja aldehydi yhdistyvät, joten se sopii toiseksi esimerkiksi kondensaatioreaktiosta.
Chengin, Zifflen ja Kingin artikkelissa kerrotaan ruoanlaittoa ja kemiaa sisältävästä kurssista opiske- lijoille, joilla ei ole pääaineenaan esimerkiksi kemia. Kanadalaisessa yliopistossa First Nations Uni- versity of Canada kuuluu taiteen sekä humanististen tieteiden ja sosiaalitieteiden opiskelijoiden tut- kintorakenteeseen pakollisena suorituksena yksi kemian kurssi. Kurssilla tehtiin erilaisia kemian ko- keellisia töitä sekä valmistettiin aterioita. Kokeelliset työt oli jaettu viiteen eri ryhmään ja yhdessä niistä käsiteltiin Maillard-reaktiota.9 Kokeellisessa työssä opiskelijat tutkivat kerman ja sokerin reak- tiota. Työ oli jaettu kolmeen osaan, joista ensimmäisessä osassa opittiin kerman ja sokerin tärkeys Maillard-reaktiossa. Toisessa osassa suoritettiin itse työ eli kahdessa eri ryhmässä kuumennettiin so- keria ja kermaa. Lisäksi molempien ryhmien koeasetelmassa oli eri lämpötila. Kolmannessa osassa kerman ja sokerin sekaan lisättiin ruokasoodaa ja katsottiin, miten se vaikuttaa reaktioon.9 Lisäämällä emäksistä ruokasoodaa, voidaan parantaa sekä Maillard-reaktion tapahtumista että makua.9,16
Samantyylinen työ sopisi myös lukioon jopa tällaisenaan. Lukion opetussuunnitelman perusteissa 2019 kemian osaamistavoitteissa mainitaan kokeellisten töiden osaaminen, joten lukiolaisten labora- toriotyöskentelytaidoilla kerman ja sokerin kuumentaminen sekä havaintojen tekeminen ruokasoodan lisäämisen jälkeen pitäisi onnistua. Havaintojen ja tulosten kirjaaminen työpäiväkirjaan kuuluvat myös perustaitoihin kemian kokeellisissa töissä.10 Ennen kokeellista työtä olisi tarpeellista selittää Maillard-reaktion mekanismi pelkistetysti esimerkiksi kuvassa 6 esitetyn mallin avulla, joka on muo- toiltu Hodgen mallista.15,16 Tärkeimpinä asioina kuvasta 6 voisi nostaa, mitkä ovat lähtöaineet ja mitä saadaan lopputuotteiksi. Lisäksi voisi selittää mitkä asiat vaikuttavat reaktioon. Kaikkia osareaktioita ei ole tarpeen käydä läpi, sillä ne eivät ole lukiolaisten osaamistasolla ja saattavat olla opettajallekin haasteellisia.
17
Kuvassa 6 esitetään pelkistetty malli Maillard-reaktiosta Hodgen mallia mukaillen.15,16 Mallissa on esitetty vähemmän reaktioita kuin Hodgen mallissa, sillä reaktiot D–H ovat melko haastavia, joten lukiolaiselle näiden reaktioiden läpikäynti ei ole oleellista.15 Pelkistetystä mallista opiskelija ymmär- tää Maillard-reaktion pääidean, jonka mukaan tarvitaan pelkistävä sokeri ja aminoyhdiste, joiden vai- kutuksesta aromien ja ruskean värin muodostuminen tapahtuu. Reaktio A on hyvä opetuksessa, sillä siinä tapahtuu kondensaatioreaktio, joka kuuluu lukion opetukseen.10 Opetuksessa on tärkeää tuoda esille se, että esimerkiksi furfuraalista ja reduktonista ei synny suoraan melanoideja, vaan välissä tapahtuu useita erilaisia reaktioita. Lisäksi on hyvä mainita, että ruskistumisen lisäksi Maillard-reak- tiossa syntyy myös aromeja. Esimerkkinä voi esittää sykloteenin, joka antaa karamellimaisen maun ja tuoksun.
Taulukossa 1 esitetään Maillard-reaktion eri vaiheissa tapahtuvia muutoksia.3,15 Taulukossa oleva miinusmerkki (-) tarkoittaa, että muutosta ei tapahdu. Plusmerkki (+) tarkoittaa, että muutos tapahtuu ja kysymysmerkki (?) kuvastaa, että ei ole varmaa tietoa, tapahtuuko muutosta. Tällainen taulukko voisi olla tukena Maillard-reaktion hahmottamisessa. Varsinkin taulukon kaksi ensimmäistä
Kuva 6. Pelkistetty malli Maillard-reaktiosta Hodgen mallia mukaillen.15,16
18
muutosta: värimuutokset sekä maun ja aromien muodostuminen ovat tärkeitä, sillä niiden muutokset ovat silmin havaittavissa ja ne ovat Maillard-reaktion ensisijaisia ilmiöitä.
Taulukko 1. Maillard-reaktion eri vaiheissa tapahtuvia muutoksia.3,15
4. Emulsio
4.1. Emulsion muodostuminen ja emulgointiaineet
Emulsio on heterogeeninen seos, joka on muodostunut kahdesta toisiinsa sekoittumattomasta nes- teestä. Emulsio näyttää homogeeniselta seokselta, sillä se on tasakoosteinen ja faasit eivät erotu toi- sistaan selkeästi. Toinen faaseista on nimeltään jatkuva faasi ja toinen dispergoitunut faasi. Emulsion muodostuessa dispergoituvan faasin pisarat jakautuvat tasaisesti jatkuvaan faasiin emulgointiaineen avulla. Ruoanlaitossa tunnettuja emulsioita ovat esimerkiksi majoneesi ja salaatinkastike.1 Tavalli- sesti emulsiossa yhdistetään vettä ja öljyä, jotka eivät itsestään sekoitu toisiinsa. Kuvassa 7 esitetään emulsion muodostuminen ja siinä nähdään, että aluksi dekantterilasissa öljy ja vesi ovat omissa faa- seissaan sekoittumattomina.23
Muutokset Alkuvaihe Keskivaihe Loppuvaihe
Värimuutokset - + + + +
Maun tai aromien muodostuminen - + + +
Veden muodostuminen + + +
Hiilidioksidin muodostuminen ? + ?
Proteiinien biologisen arvon häviäminen
+ + +
Myrkyllisyyden kehittyminen - ? ?
19
Emulsioita on olemassa kahdenlaisia: öljy vedessä ja vesi öljyssä -emulsioita. Öljy vedessä -seok- sessa (O/W) öljypisarat ovat sekoittuneet veteen, joka on jatkuva faasi. Vesi öljyssä -seoksessa (W/O) vesipisarat ovat sekoittuneet öljyyn, joka on jatkuva faasi. Jotta emulsio muodostuisi, tarvitaan emul- gointiaine helpottamaan sekoitusta. Kuvassa 8 esitetään erilaisia emulsioita.23 Esimerkiksi salaatin- kastike on öljy vedessä -emulsio ja margariini vesi öljyssä -emulsio.1
Kuva 7. Emulsion muodostuminen.23
Kuva 8. Erilaisia emulsioita. (a) Öljy vedessä -emulsio; (b) vesi öljyssä -emulsio.23
20
Emulsion muodostamisessa emulgointiaineilla on iso rooli. Emulgointiaineet ovat molekyylejä, joissa on hydrofobinen eli vesipakoinen ja hydrofiilinen eli vesihakuinen pää. Hydrofobinen osa oh- jautuu kohti öljyfaasia ja hydrofiilinen osa kohti vesimolekyyliä. Sekoittaessa seosta mekaaninen energia saa aikaan emulsion ja emulgointiaineen tehtävä on saada rasvapisarat jakaantumaan tasai- sesti veteen. Faasit eivät enää jakaannu erilleen.1,23 Emulgointiaineet auttavat myös ruoan tuoreuden ylläpitämisessä, sillä ne estävät sellaisten mikrobien kasvua, jotka eivät pysty elämään rasvaa tai öljyä sisältävissä olosuhteissa.23
Emulgointiaineiden valinnassa on hyvä ottaa huomioon HLB-arvo (Hydrophilic-Lipophilic Balance), joka määrittelee emulgointiaineen tehokkuutta. HLB-arvot ovat välillä 0–20. Jos emulgointiaineella on matala HLB-arvo, se on lipofiilinen eli rasvahakuinen ja sillä on hyvät vesi öljyssä -emulsion muodostamisominaisuudet. Jos HLB-arvo on korkea, emulgointiaine on hydrofiilinen eli vesihakui- nen ja sillä on hyvät öljy vedessä -emulsion muodostamisominaisuudet. Jos emulsiota muodostaessa jatkuvassa faasissa on öljyä, silloin valitaan lipofiilinen emulgointiaine.23
Emulgointiaineet jaetaan synteettisiin ja luonnollisiin. Synteettisiä emulgointiaineita ovat esimerkiksi mono- ja diglyseridit, polysorbaatit ja gelatiini. Niiden hydrofobinen osa muodostuu rasvahapoista ja hydrofiilinen osa propaani-1,2,3-triolista tai sen esterijohdannaisesta. Luonnollisia emulgointiaineita esiintyy joissakin elintarvikkeissa luonnostaan. Yksi tunnetuimmista emulgointiaineista on lesitiini, jota on kananmunan keltuaisessa. Sitä on myös kasvikunnan tuotteissa, kuten soijapavuissa, maississa ja rypsin siemenissä. Lesitiiniä käytetään esimerkiksi majoneesin valmistuksessa. Myös maidon ka- seiini on luonnollinen emulgointiaine ja sitä käytetään maitotuotteiden stabiloinnissa.23
4.2. Majoneesin valmistus
Majoneesi on öljy vedessä -seos, jossa suhteellisen suuri määrä öljyä sekoitetaan pieneen määrään vesiseosta, jossa on keltuaista, etikkaa ja mausteita.24 Majoneesin pääraaka-aineita ovat kasviöljy, kananmunan keltuainen, etikka ja suola. Lisäksi majoneesia voidaan maustaa eri mausteilla, kuten valkosipulilla, chilillä tai paprikalla. Taulukossa 2 esitetään majoneesin valmistuksessa käytettäviä ainesosia ja niiden prosentuaalisia osuuksia seoksessa.24 Öljypitoisuuden pitää olla vähintään 65 pro- senttia painosta ja sen lisäksi jotakin happoa pitää olla 2,5 prosenttia. Happona voidaan käyttää etik- kaa tai sitruunamehua.24
21
Taulukko 2. Majoneesin valmistuksessa käytettävät ainesosat ja niiden prosentuaaliset osuudet.24
Ainesosa Prosentuaalinen osuus (%)
Öljy 75
Suola 1,5
Kananmunan keltuainen 8,0
Sinappi 1,0
Vesi 3,5
Etikka (etikkahappoa 6%) 11,0
Majoneesiin vaikuttavia tekijöitä on tutkittu jonkin verran. Esimerkiksi kananmunan keltuaisen on tutkittu kasvattavan majoneesin pysyvyyttä sekä parantavan koostumusta. Tämä johtuu keltuaisen sisältämän lesitiinin vaikutuksesta, sillä se toimii emulgointiaineena. Lisäksi on tutkittu sinapin vai- kutusta majoneesin rakenteen pysyvyyteen. Tutkimusten tulokset ovat osoittaneet, että sinapin mää- rän kasvaessa majoneesissa emulsion pysyvyys parani.24 Tämä johtuu siitä, että sinapin murskatut siemenet toimivat emulgointiaineena, koska murskattuina niissä oleva kuivunut kasvilima hajoaa ja kastuessaan muodostaa geelimäisen emulsion.25 Sinappi vaikuttaa tutkimusten tuloksien perusteella majoneesin kosteuden ylläpitoon sekä maun kehittymiseen.24
Sekoitustavalla on huomattu olevan vaikutuksia majoneesin rakenteeseen, kun on käytetty kahta eri- laista sekoitustekniikkaa. Ensimmäisessä sekoitustekniikassa emulgointiaine ja happo yhdistetään, ja tämän jälkeen lisätään öljy vähitellen samalla sekoittaen. Toinen tekniikka on lisätä alussa pieni määrä öljyä emulgointiaineen sekaan ja lisätä vasta sitten happo. Tämän jälkeen lisätään vielä loput öljystä ja sekoitetaan. Toisen tekniikan on havaittu parantavan emulsion pysyvyyttä, mutta kummal- lakin tekniikalla on saatu aikaan hyvä majoneesi. Sekoituksen lisäksi majoneesin valmistuksessa käy- tettävä astia voi vaikuttaa lopputulokseen: mikäli sekoituskulho on liian iso, voi majoneesi epäonnis- tua. Tämä johtuu siitä, että isossa kulhossa osa majoneesin aineksista ei pääse sekoittumaan tasaisesti, koska aineet ovat laajemmalla pinta-alalla, eikä sekoitusväline pysty sekoittamaan kuin pientä aluetta kerrallaan.24
Majoneesin valmistuksessa työjärjestyksellä on iso rooli. On tärkeää, että käytettävä emulgointiaine – esimerkiksi keltuainen – ja vesi sekoitetaan ensin astiassa, ja vasta sitten lisätään öljyä vähitellen.
Jos näin ei toimita, ei majoneesi välttämättä muodostu tai se ei ole pysyvä. Syynä tähän on se, että emulsion muodostuminen vaatii öljyn erottumisen pieniksi pisaroiksi. Tällöin on helpompaa kaataa pieniä määriä öljyä vesiseokseen, kuin että vesiseosta lisättäisiin öljyn sekaan. Toinen syy menetel- mälle on se, että emulgointiaineet pystyvät toimimaan paremmin ja saavat öljypisarat jakaantumaan tasaisesti vesiseokseen, kun emulgointiainetta on sillä hetkellä enemmän. Öljy on siis parempi lisätä hitaasti pieni määrä kerrallaan.26
22
4.3. Vegaanisen majoneesin valmistus
Vegaanisen majoneesin historia lähtee siitä, kun majoneesin tilalle on haluttu kehittää terveellisempi vaihtoehto, jossa kiinnitettäisiin huomio rasvan laatuun.27 Lisäksi kuluttajat ovat olleet kiinnostuneita ajankohtaisista asioista, kuten ympäristöystävällisyydestä. Tutkimusten pohjalta on päädytty poista- maan kananmunan keltuainen majoneesista. Kananmunan keltuaisen lesitiini toimii emulgointiai- neena tavallisessa majoneesissa, joten tilalle piti keksiä jokin vastaavasti toimiva emulgointiaine, joka ei kuitenkaan vaikuttaisi negatiivisesti makuun, väriin tai emulsion pysyvyyteen. Emulgointiaineeksi on testattu muun muassa soijamaitoa, chian-siemengeeliä ja perunatärkkelystä, mutta haasteena on ollut emulsion rakenteen pysyvyyden säilyttäminen.27
Kuvassa 9 esitetään säilötyistä kikherneistä saatu aquafaba-liuos. Kuvasta nähdään, että liuos on vä- riltään kellertävää ja siitä ei näe läpi, vaan se on sakeaa. Nimi aquafaba pohjautuu latinankielisiin sanoihin aqua ja faba (suomeksi vesi ja pavut).28 Nimi on kuvaava, sillä aquafaba valmistetaan keit- tämällä palkokasveja, yleensä kikherneitä.27 Aquafaban käyttö on keksitty, kun on mietitty korvaava vaihtoehto kananmunalle marengin valmistuksessa, ja on huomattu kikherneistä saatavan liuoksen vaahtoutuvan. Myöhemmin on huomattu aquafaban ominaisuus muodostaa emulsio, joten se sopii hyvin kananmunan keltuaisen tilalle, esimerkiksi majoneesissa.27
Kuva 9. Aquafaba säilykekikherneistä.
23
Aquafaba on kikherneiden keittämisestä jäänyttä nestettä, jota voidaan joko valmistaa itse keittämällä tai ostaa kaupasta säilykekikherneiden muodossa ja käyttää siitä saatavaa lientä. Liemi sisältää keit- tämisen aikana liuenneita hiilihydraatteja, proteiineja, saponiineja, joitakin mineraaleja sekä liukoisia ja liukenemattomia kuituja.29,30 Aquafaban emulgoiva ominaisuus voi johtua sen sisältämistä proteii- neista sekä liukoisista ja liukenemattomista kuiduista, jotka sitovat öljyä hydrofobisiin päihin. Lisäksi palkokasveissa on paljon saponiineja, jotka ovat amfifiilisiä eli niissä on sekä hydrofobinen että hyd- rofiilinen pää ja siten toimivat hyvin emulgointiaineina.30
Saponiinit ovat luonnollisia yhdisteitä, joita esiintyy palkokasvien soluissa. Ne ovat saaneet nimensä niiden kyvystä muodostaa vaahto, joka muistuttaa saippuaa.31 Saponiinit koostuvat vesiliukoisista sakkaridiketjuista, heksoosista, pentoosista tai uronihaposta, jotka ovat kiinnittyneet rasvaliukoiseen aglykoniin. Sakkaridiketjuissa on yksi tai useampi oligosakkaridi, joissa on kahdesta viiteen soke- riyksikköä. Palkokasveista löytyvät saponiinit luokitellaan triterpiinisiksi glykosideiksi. Tämän jäl- keen ne jaotellaan monodesmosideiksi, jos aglykonin C-3-hiileen on liittynyt yksi sokeriketju. Mikäli aglykonin C-3-hiileen ja C-22-hiileen on liittyneinä kaksi sokeriketjua, ovat ne bidesmosideja.
Kikherneen saponiinit kuuluvat ryhmän B soijasaponiineihin ja ne eroavat esimerkiksi ryhmän A saponiineista, sillä niiden aglykonin C-21-hiilessä on liittynyt vetyatomi eikä hydroksyyliryhmä. Ku- vassa 10 nähdään ryhmän B saponiinit. Kikherneet kuuluvat soijasaponiinien luokkaan Ⅰ.32
Kuva 10. Ryhmän B saponiinien rakenne. R kuvaa sakkaridiketjua ja sen sokereita.32
24
Vegaanisessa majoneesissa ei ole käytetty mitään eläinperäisiä raaka-aineita, kuten kananmunaa tai maitoa. Taulukossa 3 esitetään vegaaniseen majoneesiin tarvittavat raaka-aineet ja niiden prosentu- aaliset osuudet emulsiossa.27 Majoneesi valmistetaan siten, että aquafaba, etikka, sokeri ja suola se- koitetaan keskenään astiassa ja tämän jälkeen sinne lisätään vähitellen öljyä, ja seosta sekoitetaan sauvasekoittimella. Vegaanisen majoneesin pysyvyyttä on tutkittu, sillä on haluttu tietää, miten py- syvän emulsion aquafaba pystyy muodostamaan. Aquafabasta tehty majoneesi säilyi tulosten mukaan jopa 21 päivää kylmätiloissa tasaisena emulsiona. Tämä osoittaa, että aquafaba soveltuu hyvin ve- gaanisen majoneesin valmistukseen.27
Taulukko 3. Vegaanisen majoneesin ainesosat ja prosentuaaliset osuudet emulsiossa.27
Ainesosa Prosentuaalinen osuus (%)
öljy 80
aquafaba 15
etikka 4
sokeri 0,5
suola 0,5
4.4. Emulsio opetuksessa
Lukion opetussuunnitelman perusteissa 2019 KE1-moduuli soveltuu hyvin emulsion opettamiseen.
Moduulin keskeisiä sisältöjä ovat muun muassa puhtaat aineet ja seokset sekä kemian merkitys oppi- laan omassa elämässä. Lukion opetussuunnitelman perusteissa 2019 ehdotetaan, että sisältöjä voidaan opettaa esimerkiksi elintarvikkeita ja kuluttajan valintoja tarkastelemalla.10 Tietoja emulsioista voi- daan syventää kokeellisten töiden avulla ja samalla voidaan lisätä ja herätellä opiskelijoiden kiinnos- tusta kemian opiskelua kohtaan laboratoriotöillä, joissa käytettävät aineet ovat edullisia ja turvallisia keittiössä käytettäviä aineita Kokeellisena työnä emulsion opetuksessa voidaan valmistaa majoneesia ja se soveltuukin arkipäivän ilmiötä havainnollistavaksi. Majoneesin valmistuksessa käytetään tur- vallisia ruoka-aineita ja tarvittavia työvälineitä on vähän, joten majoneesityö on helppo tehdä lukio- laisten kanssa. Jos haluaa lisätä tutkimusta kokeelliseen työhön, niin voi käyttää majoneesia valmis- tettaessa eri sekoitusvälineitä: sauvasekoitinta, sähkövatkainta sekä vispilää, ja tutkia sekoitusväli- neen käytön vaikutusta majoneesin muodostumiseen. Lisäksi voi tutkia, vaikuttaako sekoitusastian koko tai muoto majoneesin muodostumiseen, esimerkiksi valmistuuko majoneesi paremmin korke- assa ja kapeassa astiassa.
Kokeellisena työnä voi tehdä emulsion pysyvyyteen liittyvän työn, jossa käytetään myös elintarvik- keita aineina. Työ jakaantuu kuuteen osaan, jotka on merkattu aakkosilla a–f. Taulukossa 4 esitetään
25
työn osat ja niissä käytettävät aineet.26 Työn ensimmäisessä vaiheessa a) kaadetaan 5 millilitraa soi- japapuöljyä astiaan ja sen jälkeen lisätään sinne 5 millilitraa vettä ja sekoitetaan kaksi minuuttia.
Opiskelijoiden tehtävänä olisi mitata aikaa sekoituksen lopettamisesta siihen, kun öljy- ja vesifaasi erottuvat.26 Työ jatkuu siten, että vaiheessa b) veden tilalla käytetään etikkaa, mutta muuten työ suo- ritetaan samalla tavalla, ja otetaan aikaa faasien erottumiseen. Vaiheissa c–f öljyn ja veden seokseen lisätään 0,01 grammaa eri emulgointiaineita, jotka esitetään taulukossa 4. Tämän jälkeen sekoitetaan ja otetaan aikaa faasien erottumiseen. Työn päätteeksi käydään läpi tuloksia ja pohditaan perusteita sille, miksi emulgointiaine ja vesi sekoitetaan kulhossa ensin, ja vasta sitten lisätään öljy pieninä määrinä.26
Taulukko 4. Kokeellisen työn osat ja niissä käytettävät aineet.26
Työ Öljyfaasi Vesifaasi Emulgointiaine
a soijapapuöljy vesi -
b soijapapuöljy etikka -
c soijapapuöljy vesi NaCl
d soijapapuöljy vesi saippuajauhe
e soijapapuöljy vesi keltuainen
f soijapapuöljy vesi sinappi
Kokeellisena työnä voi valmistaa majoneesia myös siten, että opettaja antaa erilaisia työohjeita, joissa ainesosien määrät vaihtelevat. Opiskelijat tekevät havaintoja siitä, miten ainesosien eri määrät vai- kuttavat emulsion muodostumiseen. Vegaanisen majoneesin tekeminen soveltuu opetukseen, sillä siinä emulgointiaine on eri kuin tavallisessa majoneesissa ja olisi hyvä, että opiskelijat tutustuisivat muihinkin emulgointiaineisiin. Opiskelijat voivat olla kiinnostuneita kokeilemaan aquafaban käyttöä, sillä nuoriso voi olla muutenkin kiinnostunut vegaanisesta ruokavaliosta ja kestävistä ruokavalin- noista. Opettaja voi myös jakaa opetusryhmän kahteen joukkoon ja ohjeistaa toisen joukon tekemään majoneesia käyttäen aquafabaa ja toisen joukon käyttämään keltuaista emulgointiaineena. Tämän jäl- keen opiskelijat jakavat toisilleen havaintoja majoneesin valmistuksesta ja emulsion muodostuksesta, ja tekevät johtopäätöksiä majoneesien eroista ja yhteneväisyyksistä.
26
Kuvassa 11 esitetään kaksi erilaista majoneesia, joita opiskelijat voivat tehdä kemian tunnilla ryh- mässä ja vertailla niitä. Vegaaninen majoneesi (A) on tehty käyttämällä aquafabaa emulgointiaineena.
Tavallinen majoneesi (B) on tehty käyttämällä kananmunan keltuaista emulgointiaineena. Kuvasta huomaa, että majoneesit eivät juurikaan eroa muuten kuin värinsä puolesta, vegaaninen majoneesi on selkeästi hieman valkoisempaa. Majoneesi B on väriltään keltaisempi, sillä kananmunan keltuainen on värjännyt sitä. Muuten ulkonäöstä ei pysty sanomaan, kumpi on majoneeseista tehty aquafaballa ja kumpi keltuaisella.
Kuva 11. Vegaaninen majoneesi (A) ja tavallinen majoneesi (B).
27
5. Johtopäätökset
Molekyyligastronomia voi antaa opetukseen uusia näkökulmia ja motivoida opiskelijoita oppimaan arjen taitoja kuten ruoanlaittoa, mutta myös kemiaan liittyviä taitoja: tutkimuksen suunnittelua ja to- teutusta, kokeellisten töiden tekemistä ja työraporttien kirjoittamista. Molekyyligastronomiaa voi- daan hyödyntää niin peruskoulun ylempien luokkien kuin lukion kemian opetuksessa. Lukion ope- tussuunnitelman perusteet 2019 antaa pohjan molekyyligastronomian opetukseen, sillä muutamassa kemian moduulissa mainitaan, että sisältöjen opetuksessa voi hyödyntää esimerkiksi elintarvikkeita havainnollistamaan asiaa. Opettajia pitääkin rohkaista käyttämään molekyyligastronomiaa, sillä se voi myös tuoda vaihtelua opetukseen opettajan kannalta. Lisäksi mielestäni kemian ylioppilaskokeen jokeritehtävät voivat olla hyviä kohteita soveltaa keittiökemian tietämystä. Molekyyligastronomian hyödyntäminen etäopetuksessa antaa mahdollisuudet kokeellisten töiden tekoon myös kotioloissa.
Mikäli etäopetusta joskus vielä tarvitaan, opettajan on helppo keksiä kokeellisia töitä keittiön väli- neitä ja aineita hyödyntäen, jolloin ainakin suurin osa opiskelijoista pystyy suorittamaan työt.
Molekyyligastronomian opetus ei näy vielä vahvasti Suomen kouluissa, johtuen ehkä siitä, että mo- lekyyligastronomia on käsitteenä vielä tuntematon. Kiinnostusta alaa kohtaan kuitenkin on, koska aiheesta on tehty lähiaikoina opinnäytetöitä. Uskon, että tulevaisuudessa molekyyligastronomia tulee näkymään opetuksessa, ainakin joidenkin opetusmateriaalien, esimerkiksi kokeellisten töiden osalta.
Tieteenala tarvitsee lisää tutkimusta ja näkyvyyttä, jotta se tulisi tunnetummaksi. Opettajille pitää tarjota kiinnostavia opetusmateriaaleja, jotta he uskaltavat kokeilla molekyyligastronomiaa omassa opetuksessaan. Valmiita opetusmateriaaleja löytyy internetistä varsinkin englanninkielisenä, mutta myös suomeksi Kemianluokka Gadolinin nettisivuilta. Jos opettajalta löytyy innostusta aiheeseen ja aikaa, niin hän voi myös itse kehitellä opetusmateriaaleja, hyödyntäen jotain itselleen mieluisaa re- septiä.
Aiheen tutkimista voisi jatkaa edelleen ottamalla aineistoksi etäopetuksessa hyödynnettyjä opetus- materiaaleja, jotka mahdollisesti sisältävät piirteitä molekyyligastronomiasta. Lisäksi voisi tehdä tut- kimuksen lukiolaisten ajatuksista molekyyligastronomian opetuksesta sekä tutkia lukio-opettajien ha- lukkuutta tutustua tieteenalaan. Lisäksi olisi erittäin mielenkiintoista tehdä itse opetusmateriaaleja ja muokata reseptejä kokeellisia töitä varten. Lukion valinnaiselle laboratoriokurssille voisi kehitellä useamman ruokalajin kokonaisuuden, jossa voisi hyödyntää muun muassa Maillard-reaktiota, emul- sion valmistamista sekä karamellisoitumista, ja tutkia tapahtuvia reaktioita. Pääruoaksi voi paistaa pihvit ja valmistaa majoneesin sekä lisukeperunat, ja jälkiruoaksi voi tehdä nestetyppijäätelöä kinus- kikastikkeella.
Kaiken kaikkiaan molekyyligastronomia on erittäin mielenkiintoinen ja monitahoinen tutkimus- kohde, joka on jäänyt liian vähälle huomiolle kemian alan tutkimuksessa. Tulevaisuudessa toivonkin tieteenalan monitieteisyyden ja opetuksellisien mahdollisuuksien lisäävän suomalaisen tiedeyhteisön kiinnostusta aihetta kohtaan.
28
6. Viitteet
(1) Hopia, A. Kemiaa keittiössä, 4.painos; Otavan Kirjapaino Oy: Keuruu, 2009; s.10–13, 74–75.
(2) Hopia, A. Molekyyligastronomia – luonnontieteellinen näkökulma ruokaan. Teoksessa Arkipäivän kemia, kokeellisuus ja työturvallisuus kemian opetuksessa perusopetuksesta korkeakouluihin; Aksela, M.; Pernaa, J., Toim. Kemian opetuksen keskus, Kemian laitos, Helsingin yliopisto, 2009; s.12–16. https://www.helsinki.fi/sites/default/files/atoms/fi- les/verkkojulkaisu_kop2009.pdf (avattu 09.10.2020).
(3) Barham, P.; Skibsted, L. H.; Bredie, W. L. P.; Bom Frøst, M.; Møller, P.; Risbo, J.;
Snitkjær, P.; Mortensen, L. M. Molecular Gastronomy: A New Emerging Scientific Discipline. Chem. Rev. 2010, 110 (4), 2313–2365. https://doi.org/10.1021/cr900105w.
(avattu 12.01.2021).
(4) Bucchi, M. Newtonin kana: Tiede keittiössä, Ugo Guanda Editore, 2013; s.160–171.
(5) Caporaso, N.; Formisano, D. Developments, Applications, and Trends of Molecular Gastronomy among Food Scientists and Innovative Chefs. Food Reviews International.
2016, pp 417–435. https://doi.org/10.1080/87559129.2015.1094818. (avattu 09.10.2020).
(6) Vartiainen, J.; Aksela, M.; Hopia, A. Introduction to Molecular Gastronomy and to Its Applications in Science Education. Lumat Int. J. Math, Sci. Technol. Educ. 2013, 1 (2), 143–150. https://doi.org/10.31129/lumat.v1i2.1109. (avattu 09.10.2020).
(7) Västinsalo, J.; Aksela, M.; Hopia, A. Molekyyligastronomia – uusi lähestymistapa kemi- anopetukseen. Teoksessa Tutkiva lähestymistapa kemian opetukseen; Aksela, M; Pernaa, J.; Rukajärvi-Saarela, M., Toim. Kemian opetuksen keskus, Kemian laitos, Helsingin Yli- opisto, 2010, s. 177–184. https://helda.helsinki.fi/bitstream/handle/10138/306401/Ke- mian_opetuksen_p_iv_t_2010_PDF_.pdf?sequence=1&isAllowed=y. (avattu 12.01.2021).
(8) Sörensen, P. M.; Mouritsen, O. G. Science Education and Public Understanding of Science via Food, Cooking, and Flavour. Int. J. Gastron. Food Sci. 2019, 15 (October 2018), 36–47. https://doi.org/10.1016/j.ijgfs.2018.11.006. (avattu 09.10.2020).
(9) Cheng, S. C.; Ziffle, V. E.; King, R. C. Innovative Food Laboratory for a Chemistry of Food and Cooking Course. J. Chem. Educ. 2020, 97 (3), 659–667.
https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.9b00465. (avattu 04.12.2020).
29
(10) Opetushallitus. Lukion opetussunnitelman perusteet 2019, PunaMusta Oy, Helsinki, 2019; s. 9–11, 258–266.
https://www.oph.fi/sites/default/files/documents/lukion_opetussuunnitelman_perusteet_
2019.pdf (avattu 09.10.2020).
(11) Ahvenniemi, R; Aksela, M. Molekyyligastronomia lukion kemian opetuksessa. Teok- sessa Arkipäivän kemia, kokeellisuus ja työturvallisuus kemian opetuksessa perusopetuk- sesta korkeakouluihin; Aksela, M.; Pernaa, J., Toim. Kemian opetuksen keskus, Kemian laitos, Helsingin yliopisto, 2009; s.165–171. https://www.helsinki.fi/sites/default/fi- les/atoms/files/verkkojulkaisu_kop2009.pdf (avattu 09.10.2020).
(12) Schultz, M.; Callahan, D. L.; Miltiadous, A. Development and Use of Kitchen Chemistry Home Practical Activities during Unanticipated Campus Closures. J. Chem. Educ. 2020.
https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.0c00620. (avattu 09.10.2020).
(13) Asuja, H.; Helin, J.; Kämppi, V. Tutkimuksellista etäopetusta: Esimerkkinä protolyysire- aktiot ja titraus. LUMAT-B: International Journal on Math, Science and Technology Ed- ucation, 5(1), 2020. https://ohtu-calendar.it.helsinki.fi/lumatb/article/view/1353 (avattu 22.01.2021).
(14) Oksanen, M.; Paavola, A.; Salmenperä, K. Kemiaa keittiössä – pH-indikaattorit, proto- lyysireaktio ja neutraloitumisreaktio. LUMAT-B: International Journal on Math, Science and Technology Education, 5(1) 2020. https://ohtu-calendar.it.helsinki.fi/lumatb/arti- cle/view/1352 (avattu 22.01.2021).
(15) Nursten, H. E. The Maillard Reaction: Chemistry, Biochemistry and Implications, 1.
painos; Royal Society of Chemistry, 2005; s.1– 32, 52–89, 146–160.
(16) Eskin, N.A.M; Shadidi, F. Biochemistry of Foods, 3. painos; Elsevier Science: Burling- ton, 2012; s. 245–254, 259, 269–276, 387, 403–404.
(17) Fayle, S. E.; Gerrard, J.A. The Maillard reaction; Cambridge, Royal Society of Chemis- try, 2002; s. 1–3, 12–13.
(18) Mottram, D.S.; Low, M. Y.; Elmore, J. S. The Maillard reaction and its role in the for- mation of acrylamide and other potentially hazardous compounds in foods. Teoksessa Acrylamide and other hazardous compounds in heat-treated foods; Skog, K.; Alexander, J. Toim.; Woodhead Publishing Limited; Cambridge, 2006; s.4–19.
(19) King, I. S. C.; Knight, D. W. The Conundrum of Odourless Kahweofuran, a Roasting
“Flavour” of Coffee. Tetrahedron 2020, No. xxxx, 131871.
https://doi.org/10.1016/j.tet.2020.131871. (avattu 5.2.2020).
(20) Jeantet, R.; Croguennec, T.; Schuck, P.; Brulé, G. Handbook of Food Science and Tech- nology 1: Food Alteration and Food Quality, 1. painos; John Wiley & Sons, Incorporated, 2016; s.133, 145–149.
30
(21) Brimer, L. Chemical Food Safety, CABI, Nosworthy Way, Wallingford, Oxfordshire, 2011; s.196–199, 206–210.
(22) Friedman, M. Chemistry, Biochemistry, and Safety of Acrylamide. A Review. J. Agric.
Food Chem. 2003, 51 (16), 4504–4526. https://doi.org/10.1021/jf030204+. (avattu 27.11.2020).
(23) Msagati, T.A.M. The Chemistry of Food Additives and Preservatives, 1. painos; John Wiley& Sons, Incorporated, 2012; s. 33–35, 37–58.
(24) HARRISON, L. J.; CUNNINGHAM, F. E. Factors Influencing the Quality of Mayonnaise: A Review. J. Food Qual. 1985, 8 (1), 1–20. https://doi.org/10.1111/j.1745- 4557.1985.tb00828.x. (avattu 09.10.2020).
(25) Balke, D. T.; Diosady, L. L. Rapid Aqueous Extraction of Mucilage from Whole White Mustard Seed. Food Res. Int. 2000, 33 (5), 347–356. https://doi.org/10.1016/S0963- 9969(00)00055-7. (avattu 15.12.2020).
(26) Bravo-Díaz, C.; González-Romero, E. Showing Emulsion Properties with Common Dairy Foods. J. Chem. Educ. 1996, 73 (9), 844–847. https://doi.org/10.1021/ed073p844.
(avattu 04.12.2020).
(27) Raikos, V.; Hayes, H.; Ni, H. Aquafaba from Commercially Canned Chickpeas as Potential Egg Replacer for the Development of Vegan Mayonnaise: Recipe Optimisation and Storage Stability. Int. J. Food Sci. Technol. 2020, 55 (5), 1935–1942.
https://doi.org/10.1111/ijfs.14427. (avattu 09.10.2020).
(28) Buhl, T. F.; Christensen, C. H.; Hammershøj, M. Aquafaba as an Egg White Substitute in Food Foams and Emulsions: Protein Composition and Functional Behavior. Food Hydrocoll. 2019, 96 (October 2018), 354–364.
https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.05.041. (avattu 04.12.2020).
(29) Alsalman, F. B.; Tulbek, M.; Nickerson, M.; Ramaswamy, H. S. Evaluation of Factors Affecting Aquafaba Rheological and Thermal Properties. Lwt 2020, 132 (July), 109831.
https://doi.org/10.1016/j.lwt.2020.109831. (avattu 15.12.2020).
(30) Damian, J. J.; Huo, S.; Serventi, L. Phytochemical Content and Emulsifying Ability of Pulses Cooking Water. Eur. Food Res. Technol. 2018, 244 (9), 1647–1655.
https://doi.org/10.1007/s00217-018-3077-5. (avattu 15.12.2020).
(31) Shi, J.; Arunasalam, K.; Yeung, D.; Kakuda, Y.; Mittal, G.; Jiang, Y. Saponins from Edible Legumes: Chemistry, Processing, and Health Benefits. J. Med. Food 2004, 7 (1), 67–78. https://doi.org/10.1089/109662004322984734. (avattu 11.01.2021).
31
(32) Singh, B.; Singh, J. P.; Singh, N.; Kaur, A. Saponins in Pulses and Their Health Promoting Activities: A Review. Food Chem. 2017, 233, 540–549.
https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.04.161. (avattu 11.01.2021).
