مفاهیم کلیدی: شیمی، آشپزی، مولکول، پروتئین
مشاهده علمی ۲۰۱
مقدمه:
آیا تا به حال از خود پرسیده‌اید چه چیزی باعث نرم و پفکی بودن پنکیک می‌شود؟ چرا در دستور پخت پنکیک اشاره می‌شود که نباید خمیر را بیش از حد هم زد؟ پاسخ این سوالات را می‌توان در پروتئینی به نام گلوتن جستجو کرد. در این فعالیت علمی شما خواهید آموخت که چه فرآیند شیمیایی باعث نرمی پنکیک می‌شود و همچنین چرا بیش از حد مخلوط کردن خمیر پنکیک منجر به سفت و لاستیکی شدن پنکیک می‌شود.
پیش‌زمینه:
خمیر پنکیک از دو جزء اصلی تشکیل شده است: مواد اولیه‌ی خشک (معمولاً آرد، شکر، بیکینگ پودر، جوش شیرین و نمک) و مواد اولیه‌ی مرطوب (معمولاً شیر، تخم مرغ و کره). آرد حاوی نشاسته و پروتئین است. نشاسته مانند زنجیره‌ای طولانی از قندهای ساده است. یک مثال برای قند ساده گلوکز است که در واقع آن چیزی است که گیاهان برای تغذیه‌ی خود در فرآیندی شیمیایی به نام فتوسنتز تولید می‌کنند. پروتئین مولکولی طولانی و زنجیر مانند است که از مولکول‌هایی کوچکتر به نام آمینواسید ساخته شده است. آرد حاوی پروتئینی به نام گلوتنین (گلوتن) است که برای شکل‌گیری و ساختار پنکیک و خوراکی‌هایی از این دست ضروری است. گلوتن همچنین سبب به وجود آمدن بافت جویدنی در پنکیک‌ها و نان‌ها می‌شود. (بافتی که لازم است قبل از بلعیدن جویده شود.)
در حالتی که آرد خشک باشد، مولکول‌های گلوتن تقریباً ساکن هستند و حرکت زیادی ندارند. این مولکول‌ها در این شرایط پیوندی نیز با هم برقرار نمی‌کنند. با مرطوب شدن آرد توسط آب (یا شیر و تخم مرغ که جزء اصلی تشکیل‌دهنده‌ی آنها نیز آب است) مولکول‌های گلوتن فعال می-شوند. مولکول‌های مرطوب گلوتن هم خاصیت الاستیک و فنرمانند دارند (به این معنی که قادر به تغییر شکل تحت فشار هستند) و هم خاصیت پلاستیک (بدان معنا که پس از کشیده شدن و حرکت به اطراف قادرند شکل خود را حفظ کنند).
هنگامی که آرد با آب مخلوط می‌شود، پروتئین‌های گلوتن از هم جدا می‌شوند و با فاصله گرفتن از هم ترتیب چیدمان خود را عوض می‌کنند. با مخلوط شدن بیشتر، انتهای یک پروتئین گلوتن با انتهای پروتئین گلوتن دیگر پیوند برقرار می‌کند. هر چه پروتئین‌های گلوتن بیشتری با هم تماس برقرار کنند، پیوندهای بیشتری میان آنها تشکیل می‌شود. با هم زدن بیشتر، این پروتئین‌ها تشکیل یک شبکه‌ی سخت‌تر تار مانند متشکل از پروتئین‌ها می‌دهند که قادر هستند حباب‌های هوا را در خود به دام بیندازند. هنگامی که عوامل حباب‌زا مانند بیکینگ پودر در پنکیک پخته شده تولید حباب می‌کنند، شبکه‌ی گلوتنی این حباب‌ها را در خود به دام می‌اندازد. این موضوع سبب می‌شود پنکیک نرم و پفکی بماند و در عین حال شکل خود را حفظ کند.
با دستور پخت پنکیک که در این فعالیت علمی به آن می‌پردازیم حدود دوازده پنکیک کوچک خواهیم پخت که برای حدود چهار تا شش نفر مناسب است.
مواد و وسایل مورد نیاز:
یک قاشق غذاخوری آب لیمو دو پیمانه شیر
دو پیمانه آرد چند منظوره
دو قاشق غذاخوری شکر
دو قاشق غذاخوری بیکینگ پودر
نصف قاشق چای خوری جوش شیرین
نصف قاشق چای خوری نمک
یک تخم مرغ بزرگ
سه قاشق غذاخوری کره‌ی ذوب شده‌ی تقریباً خنک
دو قاشق چای خوری روغن گیاهی
یک کاسه‌ی بزرگ برای مخلوط کردن
چند کاسه‌ی کوچک
کفگیر
ماهیتابه
هم‌زن دستی
قاشق‌های اندازه‌گیری
پیمانه‌ی اندازه‌گیری مایعات
پیمانه‌ی اندازه‌گیری مواد خشک
سه برچسب با این عناوین: 1. مخلوط شده تا زمانی که ترکیب غیر همگن شود. 2. مخلوط شده تا زمانی که ترکیب همگن شود. 3. مخلوط شده تا زمانی که ترکیب همگن شود، به اضافه‌ی سه تا پنج دقیقه
اجاق گاز
خط‌کش
آماده‌سازی:
از یک بزرگتر بخواهید شعله‌ی گاز را هنگامی که آماده‌ی پخت پنکیک‌ها هستید برایتان روشن کند.
دستان خود را قبل و بعد از انجام فعالیت به خوبی بشویید.
پس از انجام فعالیت ظرف‌های کثیف را بشویید و آشپزخانه را تمیز کنید.
روش کار:
آب لیمو و شیر را در یک کاسه‌ی متوسط با هم مخلوط کنید و کنار بگذارید تا در حین آماده کردن مواد دیگر، این مخلوط سفت شود.
آرد، شکر، بیکینگ پودر، جوش شیرین و نمک را در یک کاسه‌ی متوسط با برچسب "مخلوط شده تا زمانی که ترکیب غیر همگن شود" مخلوط کنید.
تخم مرغ و کره‌ی ذوب شده را به شیر اضافه کنید و آنها را با هم مخلوط کنید. حفره‌ای در مرکز ظرف حاوی مواد اولیه‌ی خشک در ظرف با برچسب "مخلوط شده تا زمانی که ترکیب غیر همگن شود" ایجاد کنید. حال مخلوط شیر را در حفره بریزید و مخلوط را به آرامی به هم بزنید. در این حالت باید توده‌هایی از آرد در مخلوط باقی بماند. مخلوط را بیش از این هم نزنید.
یک سوم محتویات این ظرف را به کاسه‌ی دوم با برچسب "مخلوط شده تا زمانی که ترکیب همگن شود" و یک سوم دیگر آن را نیز به کاسه‌ی سوم با برچسب "مخلوط شده تا زمانی که ترکیب همگن شود، به اضافه‌ی سه تا پنج دقیقه" منتقل کنید.
محتویات کاسه‌ی دوم را به خوبی هم بزنید تا ترکیب همگنی به دست بیاید. آیا متوجه نکته‌ای خاص درمورد این خمیر می‌شوید؟
محتویات کاسه‌ی سوم را نیز به خوبی هم بزنید تا ترکیبی همگن حاصل شود. سپس به مدت سه تا پنج دقیقه علاوه بر آن به هم زدن مخلوط ادامه دهید. تفاوت میان محتویات سه کاسه چیست؟ با توجه به توضیحاتی که در ابتدای فعالیت داده شد، به نظر شما چه چیزی سبب تمایز سه نوع پنکیک می‌شود؟ چه اتفاقی برای پنکیک‌های مربوط به خمیر ظرف دوم و سوم خواهد افتاد؟
یک ماهیتابه‌ی نچسب را به مدت سه تا پنج دقیقه روی حرارت ملایم گرم کنید.
یک قاشق چای‌خوری روغن را در کف ماهیتابه به صورت یکنواخت پخش کنید. یک پیمانه خمیر از کاسه‌ی اول بردارید و آن را در چهار قسمت مساوی (یک چهارم پیمانه) به صورت چهار پنکیک جداگانه در ماهیتابه بریزید. صبر کنید تا حباب‌هایی بزرگ در سطح پنکیک پدیدار شوند. حال با کفگیر مناسب برای ظرف نچسب، پنکیک‌ها را برگردانید تا سمت دیگر آنها نیز به رنگ طلایی-قهوه‌ای دربیاید. سپس پنکیک‌ها را در یک بشقاب قرار دهید. چه نکته‌ای در مورد این پنکیک‌ها قابل تشخیص است؟
میزان نرمی و ارتفاع پنکیک‌ها را بررسی کنید. (می‌توانید از یک خط‌کش برای این منظور استفاده کنید و مشاهدات خود را یادداشت کنید.) پنکیک‌ها چقدر پف کرده‌اند و چقدر پخش شده‌اند؟ کمی از آنها را بخورید و مزه و حالت فیزیکی‌شان را بررسی کنید. آیا پنکیک‌ها نرم و پفکی هستند؟ یک یا دو عدد از پنکیک‌ها را برای مقایسه‌ی نهایی کنار بگذارید.
حال چند پنکیک از خمیر کاسه‌ی دوم را به همین ترتیب درست کنید. تفاوت آنها با پنکیک‌های قبلی چیست؟ مزه، ارتفاع و میزان پخش شدن آنها در مقایسه با پنکیک‌های قبل چگونه است؟
در شرایط مشابه چند پنکیک از خمیر کاسه‌ی سوم درست کنید و نتیجه را با دو حالت قبل مقایسه کنید.
پس از اتمام پخت پنکیک‌ها اجاق گاز را خاموش کنید.
مشاهده و نتیجه‌گیری:
با مخلوط کردن مواد اولیه‌ی خشک و مرطوب در کاسه‌ی اول، پروتئین‌های گلوتن امکان حرکت پیدا می‌کنند و احتمالاً تشکیل شبکه‌ای تار مانند با مولکول‌های دیگر می‌دهند. هنگامی که پنکیک پخته می‌شود، عوامل حباب‌زا (بیکینگ پودر و جوش شیرین) حباب‌های هوای بزرگ داخل پنکیک را ایجاد می‌کنند. شبکه‌ی گلوتن این حباب‌ها را در خود حبس می‌کند که این امر سبب حفظ شکل و پفکی بودن پنکیک می‌شود.
در مورد خمیر کاسه‌ی دوم و سوم، هم زدن بیش از حد سبب می‌شود که با افزایش پیوندهای برقرار شده میان پروتئین‌های گلوتن شبکه‌ای بسیار سفت و محکم تشکیل شود و بدین ترتیب فضا برای بسته‌های هوا در این شبکه کمتر شود. بر این اساس پنکیک‌های مربوط به خمیر کاسه‌ی دوم و سوم کمی سخت‌تر از پنکیک‌های خمیر کاسه‌ی اول می‌شوند و دلیل کمتر بودن بسته‌های هوا درون ساختار آنهاست. همچنین احتمالاً متوجه شده‌اید که حباب‌های تولید شده در حین پختن در مورد پنکیک‌های مربوط به خمیر کاسه‌ی دوم و سوم کمتر هستند و با سرعت آهسته‌تری به سطح پنکیک می‌رسند. همچنین این پنکیک‌ها بیشتر در سطح ماهیتابه پخش می-شوند و پنکیک حاصل نازک‌تر می‌شود.
تمیز کردن:
پنکیک‌های باقی مانده را میل کنید و در صورت تمایل آنها را با افراد خانواده و دوستان خود تقسیم کنید.
منبع:
Basic Pancakes(KidSpot)
منابع مفید:
نقش چربی در شیرینی پزی
توپ‌های گلوتنی
مخمرها، میکرواُرگانیسم‌های ساده
متابولیسم گلوکز
chemical Reactions and Pancakes
گلوتن - ویکی پدیا