Eheyttävä opetus MOLEKYYLIGASTRONOMIAA KEMIAAN JA KOTITALOUTEEN OPETUSKOKONAISUUKSIA YLÄKOULUUN JA LUKIOON Maiju Tuomisto, Anu Hopia & Maija Aksela (toim.) TE ÄY N KU LU MOLEKYYLIGASTRONOMIAA KEMIAAN JA KOTITALOUTEEN OPETUSKOKONAISUUKSIA YLÄKOULUUN JA LUKIOON N MAIJU TUOMISTO, ANU HOPIA & MAIJA AKSELA (TOIM.) TE ÄY KU LU 2 Molekyyligastronomiaa kemiaan ja kotitalouteen: Opetuskokonaisuuksia yläkouluun ja lukioon Kustantaja e-Oppi Oy Ylätie 2 31600 Jokioinen N Kustannustoimitus: Johannes Pernaa ÄY Kansi & taitto: Vesa Antikainen Kuvat: Anu Hopia (45), GarciaGerry PD (105), Shutterstock.com (1, 14, 26, Asiakaspalvelu www.e-oppi.fi © KU LU info@e-oppi.fi TE 105, 119, 123, 138), muulloin tekijät, jollei toisin mainittu. Tekijät: Outi Haatainen, Mari Hannula, Katri Leinonen, Mikko Metso, Heli Motturi, Katri Mäkelä, Arja Ollila, Iisa Rautiainen, Riikka Sirén, Sari Slawuta, Kirsi-Maria Vakkilainen & Aila Vuorikoski Toimittajat: Maiju Tuomisto, Anu Hopia & Maija Aksela e-Oppi Oy Yhteistyössä Helsingin yliopiston LUMA-keskus Sarja: Eheyttävä opetus ISBN: 978-952-6649-85-6 (pdf) 3 ESIPUHE RAKKAUDESTA RUOKAAN JA LUONNONTIETEIDEN OPETUKSEEN Ruoka kiinnostaa kaikkia. Ruoanvalmistuksen salaisuudet piilevät ruoka-aineiden rakenneosissa. Molekyylien, ionien ja atomien rakenteet, rakenteista johtuvat ominaisuudet ja rakenneosien väliset reaktiot tuottavat valmiiseen ruokaan tietynlaisen rakenteen, värin ja maun. Kun tietää riittävästi ruoka-aineiden rakenneosien ominaisuuksista, voi hallitusti ruoanvalmistusvaiheissa muokata ruokaa maistuvammaksi ja esteettisemmäksi, omia aisteja tyydyttäväksi. Makumieltymyksiähän on monia. N Molekyyligastronomia on tieteenala, jossa tutkitaan ruokaan, ruoanvalmistukseen ja ÄY ruoasta nauttimiseen liittyviä ilmiöitä teknisestä, taiteellisesta tai sosiaalisesta näkökulmasta. Teknisestä näkökulmasta selvitetään ja kuvataan ruoanvalmistukseen ja ruokaresepteihin vaikuttavia luonnontieteellisiä ilmiöitä ja prosesseja. Myös ruoan kattami- TE nen ja taiteellinen esillepano sekä seura ja paikka, jossa ruoka nautitaan, ovat tärkeitä. Tämä teos tarjoaa sinulle kahdentoista ruoasta ja luonnontieteistä innostuneen koti KU LU talousopettajan ja kemianopettajan tuottaman materiaalin, joka syntyi kolmivuotisessa, Helsingin yliopiston LUMA-keskuksen tarjoamassa Molekyyligastronomia opetuksessa -täydennyskoulutuksessa. Materiaali koostuu ruoka-aiheisista kokonaisuuksista, jotka soveltuvat kemian ja kotitalouden opetukseen yläkoulussa ja lukiossa. Nämä kokonaisuudet on jaettu vielä pienempiin kokeellisuus- ja teoriaosiin, joista voit poimia omaan opetukseesi sopivat. Syötävän hyviä oppimishetkiä! Helsingissä 16.04.2014 Täydennyskoulutuksen ohjaajat ja teoksen toimittajat, FM Maiju Tuomisto, Kemian opettajankoulutusyksikkö, Kemian laitos, Helsingin yliopisto professori Anu Hopia, Funktionaalisten elintarvikkeiden kehittämiskeskus, Turun yliopisto professori Maija Aksela, Kemian opettajankoulutusyksikkö, Kemian laitos, Helsingin yliopisto 4 SISÄLLYS KIRJAN KÄYTTÖOHJEET���������������������������������������������������������������������������������������������������9 HYYTELÖIMISAINEET ������������������������������������������������������������������������������������������������������11 Gelatiini, pektiini ja valkosuklaakakkuleivokset������������������������������������������������� 12 Kolakaviaari algiinihappoa käyttäen ������������������������������������������������������������������� 13 Vaniljapirtelö ksantaania käyttäen����������������������������������������������������������������������� 14 Mustikkakaviaari ja tomaattispagetti agaria käyttäen��������������������������������������� 14 Hyytelöimisaineet ruoanvalmistuksessa������������������������������������������������������������� 15 KERROSJUOMA ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 21 N Sokerisateenkaari���������������������������������������������������������������������������������������������������22 Elintarvikkeiden tiheystutkimus���������������������������������������������������������������������������22 ÄY Tiheys�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������24 Kerrosjuoma �����������������������������������������������������������������������������������������������������������24 Ruoan koostumus���������������������������������������������������������������������������������������������������26 TE KIISSELI�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������30 Kiisselöityminen����������������������������������������������������������������������������������������������������� 31 Tärkkelys muodostaa kiisselin������������������������������������������������������������������������������33 KU LU Kerroskiisseli�����������������������������������������������������������������������������������������������������������35 KINUSKI�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������38 Sokerin karamellisoituminen �������������������������������������������������������������������������������39 Sakkaroosin ja fruktoosin karamellisoituminen�������������������������������������������������39 Maillardin reaktiot�������������������������������������������������������������������������������������������������40 Maillardin reaktiot paahdetussa ja paistetussa ruoassa�������������������������������������40 Erilaiset kinuskit����������������������������������������������������������������������������������������������������� 41 Kinuskin valmistuksessa tapahtuvat reaktiot�����������������������������������������������������43 Kolmen kinuskin muffinit �������������������������������������������������������������������������������������44 Erilaiset rasva–sokerivaahdot�������������������������������������������������������������������������������45 Rasvan ja sokerin vaahdottaminen�����������������������������������������������������������������������45 KUPPIKAKKU ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������47 Hiilidioksiditutkimus���������������������������������������������������������������������������������������������48 Hiilidioksidi kakkutaikinassa �������������������������������������������������������������������������������49 Kuppikakku mikrossa��������������������������������������������������������������������������������������������� 51 Eri raaka-aineiden vaikutus kuppikakun rakenteeseen ja makuun �����������������52 5 LEIVINJAUHE VAI RUOKASOODA ������������������������������������������������������������������������������� 55 Sitruunasooda���������������������������������������������������������������������������������������������������������56 Sitruunasoodan kuplat�������������������������������������������������������������������������������������������56 Pakkaspäivän piirakka������������������������������������������������������������������������������������������� 57 Leivinjauhe ja ruokasooda kohotusaineina���������������������������������������������������������59 MAUT JA MAKUYHDISTELMÄT�������������������������������������������������������������������������������������63 Perusmaut���������������������������������������������������������������������������������������������������������������64 Perusmausteita�������������������������������������������������������������������������������������������������������68 Luonnon happoihin tutustuminen�����������������������������������������������������������������������69 Luonnon happoja���������������������������������������������������������������������������������������������������70 Liuosten luokittelua����������������������������������������������������������������������������������������������� 72 N Yleisindikaattoripaperi������������������������������������������������������������������������������������������� 72 Sisältääkö liuos sokeria? ��������������������������������������������������������������������������������������� 73 ÄY Sokerin osoittaminen ruoka-aineesta�������������������������������������������������������������������74 Ruokasuolan liukoisuus����������������������������������������������������������������������������������������� 75 Eri aineiden liukoisuus veteen������������������������������������������������������������������������������ 75 TE Perusmakuja tuottavat yhdisteet��������������������������������������������������������������������������� 77 Perusmakuja tuottavat funktionaaliset ryhmät��������������������������������������������������� 77 Perusmakujen tunnistaminen�������������������������������������������������������������������������������79 KU LU Pitaleivät ja porkkanasalaatti ������������������������������������������������������������������������������� 81 PIIMÄJUUSTO, HERAJUOMA JA SÄMPYLÄT�������������������������������������������������������������85 Kaseiinimuovin valmistus�������������������������������������������������������������������������������������86 Kaseiinin saostuminen�������������������������������������������������������������������������������������������86 Proteiinien saostumiseen vaikuttavia tekijöitä���������������������������������������������������87 Kaseiinit ja heraproteiinit �������������������������������������������������������������������������������������87 Piimäjuusto������������������������������������������������������������������������������������������������������������ 88 Herajuoma ja sämpylät �����������������������������������������������������������������������������������������89 Hera �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������90 PULLATAIKINA������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 91 Hiivamyytit �������������������������������������������������������������������������������������������������������������92 Hiivan toiminta�������������������������������������������������������������������������������������������������������97 Pulla�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������97 Raaka-aineiden vaikutus sitkon muodostukseen�����������������������������������������������98 Erilaisia pullataikinoita �����������������������������������������������������������������������������������������99 6 SALMIAKKI ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 101 Salmiakin valmistus laimeista liuoksista�����������������������������������������������������������102 Salmiakin valmistus väkevistä liuoksista (demonstraatio) �����������������������������104 Väkevistä lähtöaineista valmistettu salmiakki��������������������������������������������������� 105 Salmiakki-kinuskikastike�������������������������������������������������������������������������������������106 Salmiakkitoffeemakeiset kahdella eri tavalla����������������������������������������������������� 107 Salmiakin arviointia���������������������������������������������������������������������������������������������109 SITKOPALLOT ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 110 Eri jauholaatujen sitkon muodostus�������������������������������������������������������������������� 111 Sitko on proteiinien muodostama verkko ����������������������������������������������������������113 SOKERITIKUT ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 118 N Uudelleenkiteytys������������������������������������������������������������������������������������������������� 119 Uuttaminen ����������������������������������������������������������������������������������������������������������� 119 ÄY Sokeritikut eri mausteilla�������������������������������������������������������������������������������������120 Sokerin liukeneminen ja makuaineiden uuttuminen����������������������������������������121 Teejuoma��������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 122 TE Teelaadut ja teejuoma ����������������������������������������������������������������������������������������� 123 SUKLAAKONVEHDIT������������������������������������������������������������������������������������������������������� 125 Suklaamansikat ja suklaan temperointi������������������������������������������������������������� 126 KU LU Suklaakonvehdit���������������������������������������������������������������������������������������������������128 Suklaan temperointi���������������������������������������������������������������������������������������������130 Kaakaovoin sulamistutkimus ������������������������������������������������������������������������������131 Suklaan kaakaovoi on polymorfinen aine ��������������������������������������������������������� 132 TAVALLINEN JA GLUTEENITON HIIVATAIKINA ��������������������������������������������������� 135 Hiivan toiminta����������������������������������������������������������������������������������������������������� 136 Hiivan tehtävä taikinassa������������������������������������������������������������������������������������� 136 Gluteenia sisältävät vehnäsämpylät�������������������������������������������������������������������138 Vehnäjauhojen ja gluteenin tehtävä taikinassa������������������������������������������������� 138 Gluteenittomat sämpylät������������������������������������������������������������������������������������� 139 Keliakia ja gluteenittoman leivonnan apuvälineet�������������������������������������������140 TEEN HAUDUTTAMINEN���������������������������������������������������������������������������������������������� 142 Teen hauduttaminen kolmella eri tavalla����������������������������������������������������������� 143 Teejuomaan vaikuttavat tekijät��������������������������������������������������������������������������� 143 7 UUNIPERUNAT����������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 146 Uuniperunat eri tavoin����������������������������������������������������������������������������������������� 147 Erilaisten kypsennysmenetelmien vaikutus uuniperunaan�����������������������������148 Miksi perunan kuoreen on pisteltävä reikiä ennen mikrokypsennystä? ������� 150 Perunan kuoren vaikutus mikrokypsennykseen������������������������������������������������151 Tärkkelystutkimus ������������������������������������������������������������������������������������������������151 Perunan tärkkelys������������������������������������������������������������������������������������������������� 153 VIRVOITUSJUOMAT������������������������������������������������������������������������������������������������������� 157 Virvoitusjuomien sokeripitoisuuden määritys ������������������������������������������������� 158 Virvoitusjuomien sokeripitoisuuksia����������������������������������������������������������������� 158 Virvoitusjuomien valmistus��������������������������������������������������������������������������������� 161 N Virvoitusjuomien valmistus��������������������������������������������������������������������������������� 163 HAKEMISTO ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 166 ÄY AIHEET������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 169 OPS-YHTEYDET ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������� 172 TE KU LU 8 KIRJAN KÄYTTÖOHJEET Tämän kirjan materiaali koostuu ruoka-aiheisista eheyttävistä kokonaisuuksista, jotka soveltuvat kemian ja kotitalouden opetukseen yläkoulussa ja lukiossa. Kokonaisuuksia on yhteensä seitsemäntoista. Kokonaisuudet on otsikoitu aina kokonaisuuteen liittyvän ruoan tai ruoka-aineen perusteella, poikkeuksina Sitkopallot ja Maut ja makuyhdistelmät -kokonaisuudet. Kaikissa kokonaisuuksissa on sekä kemian että kotitalouden opetukseen soveltuvia osia. N Jokainen kokonaisuus jakautuu kokeellisuus- ja teoriaosiin. Osat on merkitty jo sisällys luetteloon havainnollisin kuvakkein ja otsikoin, mikä selkeyttää kirjan käyttöä ja hel- ÄY pottaa omaan opetuskäyttöön sopivan materiaalin valintaa. Sisällysluettelosta pääsee suoraan tietylle sivulle klikkaamalla otsikkoa. TE KU LU Jokaisen kokonaisuuden alussa kerrotaan tarkemmin, mille luokkatasolle kokonaisuuden osat ainakin soveltuvat ja mitä opetussuunnitelman perusteiden keskeisiä sisältöjä kokonaisuuden kokeellisuusosien avulla voidaan opettaa. Arvioitu aikavaatimus on esitetty kellotaulukuvakkeen avulla. 9 Kirjan lopusta löytyvät taulukot, joihin on koottu kokonaisuuksien yhteydet kemian ja kotitalouden opetussuunnitelman sisältöihin. Myös kirjan lopussa olevan hakemiston avainsanojen avulla on helppo etsiä kirjan sisältöä. Kirjassa käytettävät kuvakkeet: Kokonaisuuden osat: kemia, kotitalous, teoria L N 7 8 9 E Soveltuvuus luokkatasoille: 7.lk, 8.lk, 9.lk, lukio, erikoiskurssi ÄY TE Aikavaatimus: 15 min, 30 min, 45 min, 60 min KU LU http://e-oppi.fi/tiedostot/molekyyligastronomia/mg-materiaalit.pdf Taulukot ja muu tulostettava materiaali on merkitty tulostin-kuvakkeella. Kaikki tulostettavat materiaalit on koottu myös, yhteen pdf-tiedostoon, jonka voit ladata klikkaamalla yllä olevaa tulostin-kuvaketta. 10 KERROSJUOMA Aila Vuorikoski, Riikka Sirén, Katri Mäkelä ja Arja Ollila 7 Kohta kemian opetuksessa 7 Kohta kotitalouden opetuksessa vesi ja veden ominaisuuksia (liukeneminen, tiheys) perusruoanvalmistusmenetelmät (munavaahtokastike, liivat- ÄY N teen käyttö) Sokerisateenkaarityön kemia ja fysiikka perustuvat tiheyden käsitteeseen. Työssä opitaan pipetointia, liukenemista ja alkeita tiheyden käsitteestä. Pipetoimalla eri määrän TE sokeria sisältäviä vesiliuoksia toistensa päälle tietyssä järjestyksessä saadaan sokeriliuokset kerrostumaan toistensa päälle sekoittumatta. Samaa ilmiötä sovelletaan kotitaloudessa kerrosjuoman valmistuksessa. KU LU Kotitaloudessa valmistetaan jälkiruokakastike, jonka saostaminen perustuu kananmunan ominaisuuksiin. Toisena asiana opitaan liivatteen hyydyttävä vaikutus. Lopuksi valmistetaan kolmikerroksinen juoma. 21 SOKERISATEENKAARI Työvälineet: Aineet: • lusikat sokeri • pipetit vesi • koeputket väriaineet • keitinlasit • mittalasi Työohje: N Tarvitaan viisi keitinlasia. Mittaa jokaiseen mittalasilla 70 ml vettä ja sekoita veteen ohjeen osoittama määrä sokeria. ÄY Veden tulisi olla lämmintä, jos liuotettavan sokerin määrä on suuri. Tämän jälkeen lisää liuokseen elintarvikeväriä. Kun sokeriliuokset ovat valmiita, kaada ne vuorotellen koeputkeen. TE 1. liuos: punainen, 70 ml vettä + 67 g sokeria + punaista väriainetta 2. liuos: keltainen, 70 ml vettä + 45 g sokeria + keltaista väriainetta 3. liuos: vihreä, 70 ml vettä + 67 g sokeria + vihreää väriainetta KU LU 4. liuos: sininen, 70 ml vettä + 45 g sokeria + sinistä väriainetta 5. liuos: violetti, 70 ml vettä + 0 g sokeria + violettia väriainetta ELINTARVIKKEIDEN TIHEYSTUTKIMUS • Palauta mieleen, miten tiheys lasketaan. ( δ= m:V ) • Määritä omenan, appelsiinin, kiivin, viinirypäleen, porkkanan, perunan, tomaatin, kurkun, sipulin ja lantun tiheys. • Määritä ensin massa punnitsemalla vaa’alla. Määritä sitten tilavuus mittaamalla ylivuotoastiaan vuotanut vesi mittalasilla (1 ml = 1 cm3). • Kootaan tulokset. Parit käyvät lisäämässä tuloksensa taulukkoon, josta muut voivat kirjoittaa sen muistiin. • Välineet: vaaka, tasareunainen ylivuotoastia ja alusastia, mittalasi ja laskin. 22 ELINTARVIKKEIDEN TIHEYSTUTKIMUS Aine Massa (m) Tilavuus (V) Tiheys = m : V 109 g 105 ml 109 : 105= 1,04 (g/cm3) appelsiini 310 g 253 ml 310 : 253 = 1,23 (g/cm3) kiivi 47,2 g 34 ml 47,2 : 34 = 1,39 (g/cm3) viinirypäle 17,1 g 14 ml 17,1 : 14 = 1,22 (g/cm3) porkkana 24,1 g 23 ml 24,1: 23 = 1,05 (g/cm3) peruna 108 g 60 ml 108 : 60 = 1,80 (g/cm3) tomaatti 108 g 102 ml 108 : 102 = 1,06 (g/cm3) kurkku 82 g 82 ml 82 : 82 = 1,00 (g/cm3) sipuli 81 g 60 ml 81: 60 = 1,35 (g/cm3) 153 g 145 ml lanttu ÄY N omena 153 : 145 = 1,06 (g/cm3) TE • Miten kerrosjuoma liittyy tiheyteen? • Miten hedelmien tiheyttä voitaisiin hyödyntää ruoanlaitossa? Keksi esimerkkejä erilaisista juomista, kiisseleistä ym. KU LU • Kirjoita työstä vielä lyhyt työselostus: miten suoritit työn, mitä tuloksia sait ja mitä johtopäätöksiä teit työn tuloksista? • Siirrytään kotitalousluokkaan valmistamaan kerrosjuomaa ohjeen mukaan ja lopuksi nautitaan se. 23 TIHEYS Tiheys kuvaa materiaalin tiiviyttä, ja sillä on merkitystä aineen massan ja tilavuuden suhteessa. Tiheys ilmoittaa, kuinka suuri massa yhdellä tilavuusyksiköllä ainetta on. Tiheys voidaan laskea jakamalla kappaleen massa sen tilavuudella. Vesihöyry on harvempaa kuin nestemäinen vesi. Samoin kaasuksi haihtunut etanoli on harvempaa kuin nestemäinen etanoli. Kymmenasteisen veden tai etanolin tiheys taas on vain hiukan suurempi kuin viisikymmenasteisen. Yleensä aine on sitä tiheämpää, mitä kylmempää se on. Näin ollen kaasu on harvempaa kuin neste ja neste harvempaa kuin kiinteä aine. Vesi on tässä suhteessa poikkeuksellinen aine, sillä se laajenee jäätyessään. Tästä syystä jää kelluu veden pinnalla. N Aineen liukeneminen veteen muuttaa veden ominaisuuksia. Veteen liuennut suola ja so- ÄY keri kasvattavat veden tiheyttä, jolloin sama tilavuusmäärä vesiliuosta painaa sitä enemmän, mitä enemmän siihen on liuennut sokeria tai suolaa. Toisaalta jos veteen liukenee kaasua tai siihen sekoitetaan sitä kevyempää ainetta, kuten rasvaa, sen tiheys pienenee, TE jolloin sama määrä nestettä painaa vähemmän kuin puhdas vesiliuos. Nesteiden tiheyksiä voi tutkia punnitsemalla tarkalleen saman tilavuuden nestettä tarkalla vaa’alla. Aineet: virvoitusjuoma omenamehu KU LU KERROSJUOMA sokerimehu (mustikka, puolukka) zabaglione tai liivatevaahto Työvälineet: • kattila • sähkövatkain • puuhaarukka • kierrevatkain • siivilä • kaavin • mittasarja • lusikka • kulho • juomalaseja 24 Työohje: Marjamehu 300 g marjoja 3 dl vettä 3 dl sokeria Kerrosjuoman valmistuksessa mehuina voi käyttää valmismehuja, tiivisteitä tai virvoitusjuomia (esim. Sprite). Mehun voi myös uuttaa itse. Aloita sokerimehun valmistaminen kiehauttamalla marjat, vesi ja sokeri kattilassa ja anna makujen uuttua. Siivilöi liemi varovasti. Oppilaille voidaan antaa tehtäväksi myös kokeilla eri sokerimäärien vaikutus- ÄY N ta kerrosten pysyvyyteen mehun valmistuksen yhteydessä. Karpalovaahto 1 dl karpaloita 1 dl vettä TE ½ dl sokeria Laita liivatelehti kylmään runsaaseen vesimäärään. Sekoita karpalot, vesi ja sokeri kes- KU LU kenään. Keitä seosta 5 minuuttia, jonka jälkeen se siivilöidään. Mittaa seosta 1 dl ja lisää yksi liotettu liivatelehti. Vaahdota sähkövatkaimella kuohkeaksi. Zabaglione 4 kananmunankeltuaista ¾ dl sokeria 1¼ dl omenamehua Vaahdota keltuaiset ja sokeri vaaleankeltaiseksi vaahdoksi. Sekoita joukkoon omenamehua. Kuumenna vettä kattilassa poreilevaksi. Jatka seoksen vaahdottamista teräskulhossa kuuman vesihauteen päällä. Kulho ei saa koskettaa kattilan pohjaa eikä vesi kiehua voimakkaasti, ettei lämpötila kulhossa nouse liikaa. Vaahdotuksen jatkuessa seoksen tilavuus kasvaa, ja se vaalenee edelleen. Zabaglione on valmista 6–10 minuutin vaahdottamisen jälkeen, kun vatkainta nostettaessa vaahdon huiput jäävät koholle. 25 Kun mehut, karpalovaahto ja zabaglione ovat valmiita, ota juomalaseja ja lusikoita. Kaada alimmaiseksi kerrokseksi tiheintä mehuliuosta. Valuta keskikerrokseksi seuraavaksi tiheintä liousta varovasti lusikalla ohjaten reunaa pitkin. Laita päälle vielä vaahtoa (karpalovaahto tai zabaglione) myös lusikalla ohjaten. Kerrosjuoman raskain liuos on väkevä sokeriliuos. Sen pinnalla kelluu sitä hiukan kevyempi rasva–vesi-emulsio. Kermavaahto, jossa veteen on sekoittunut sekä ilmaa että rasvaa, on näistä kolmesta kaikkein kevein, joten se kelluu kaikkien pinnalla. TE ÄY N KU LU RUOAN KOOSTUMUS Kaikki ruoka-aineet koostuvat pääasiassa vedestä, ilmasta ja rasvasta. 26 Moni kuivalta tuntuva ruoka-aine sisältää yllättävän paljon vettä. Lihassa ja kalassa vettä on 70 - 80 % ja kasviksissa jopa 95 % massasta, kasviksesta riippuen. Vesi on tärkeä osa ruoan rakennetta, ja se vaikuttaa ruoan mehevyyteen. Puhdas vesi on hajuton, mauton ja läpinäkyvä neste. Vesi on kemiallisesti pysyvä aine. Ruoanvalmistuksessa useimmat kemialliset reaktiot tapahtuvat vain, jos niihin osallistuvat aineet ovat veteen liuenneina. Vesi liuottaa tärkeimmät makuaineet eli sokerin, suolan ja hapot. Veden eri olomuodot sekä niiden muutokset ovat tärkeä osa ruoan rakenteita ja nautittavuutta. Suurin osa ruoista on erilaisia emulsioita tai vaahtoja, joiden kaikkien muodostumisessa veden määrä ja sen ominaisuudet vaikuttavat merkittävästi lopputulokseen. Vesi on tiheämpää kuin ilma tai rasva. Jos mitataan sama tilavuus kerrosjuomaan liit- N tyviä aineita • ilma on kevyempää kuin vesi ja rasva, joten vaahdotettu emulsio on kevyempää ÄY kuin emulsio • rasva on kevyempää kuin vesi, joten emulsio (rasvan ja veden seos) on kevyempää kuin vesiliuos pää. TE • väkevä sokeriliuos on raskaampaa kuin puhdas vesi, koska sokeri on vettä tiheäm- KU LU V-mallinen vesimolekyyli (H2O) rakentuu yhdestä happiatomista ja kahdesta vetyatomista. Vaikka vesimolekyyli on ulospäin neutraali, sen sisäinen sähkövaraus jakautuu hiukan epätasaisesti siten, että happiatomilla on osittainen negatiivinen varaus ja vetyatomeilla osittainen positiivinen varaus. Tämän vuoksi vesimolekyylit ovat keskenään vuorovaikutuksessa vetysidosten välityksellä. Juuri vetysidosten muodostamiskykynsä ansiosta vesi myös liuottaa tehokkaasti erilaisia aineita, kuten sokeria ja suolaa. Lisäksi vesi uuttaa kiinteistä aineista erityisesti kuumennettaessa väri-, aromi- ja makuaineita. Näin tapahtuu keitettäessä liha-, kala- ja kasvisliemiä sekä valmistettaessa kahvia ja teetä. Mausteiden vesiliukoiset makuaineet uuttuvat veteen. Veteen voi liueta myös kaasuja. Ne liukenevat paremmin kylmään kuin lämpimään veteen. 27 Zabaglione on alun perin italialainen vaahdotettu jälkiruoka. Siihen tarvitaan kananmunankeltuaisia sekä hiukan sokeria ja italialaista marsalaviiniä. Zabaglione on rakenteeltaan vaahto ja emulsio: samanlainen yhdistelmä on esimerkiksi jäätelössä. Rakenteen aikaansaamiseksi tarvitaan jokaista kolmesta valmistusaineesta. Ennen proteiinien verkottumista ja hyytymistä täytyy seokseen rakentaa emulsio ja vaahto. Keltuaisvaahto on rakenteeltaan tiivistä, mutta emulsiorakenteensa ansiosta suussa pehmeää ja samettista. Kermamainen emulsio syntyy keltuaisen rasvasta, joka sisältää tehokkaita emulgointiaineita. Zabaglionen kypsennyksessä proteiinit saavat koaguloitua vain hyvin vähän. Lämpötilan hallinta on tärkeää, sillä kananmunan proteiinit hyytyvät kaikki suhteellisen kapealla lämpötila-alueella. Liian nopea kuumennus aiheuttaa kaikkien proteiinien lähes yhtäaikaisen koaguloitumisen, jolloin tuloksena on munakokkelia. Alhaisessa läm- N pötilassa proteiinien rakenne rikkoutuu vain hiukan, joten koaguloituminen ei etene kovin pitkälle. Hyvässä zabaglionessa hyytynyttä proteiinia on juuri riittävästi, jotta ÄY vaahtomainen rakenne pysyy kasassa, mutta suurin osa kananmunan proteiinikeräsistä on vielä alkuperäisessä muodossaan. TE KU LU 28 LÄHTEET Havonen, T., Karpin, T., Keinonen, T., & Muurinen, M. (2010). Hehku kemia 7-9. Helsinki: Otava. Hopia, A. (2008). Kemiaa keittiössä. Helsinki: Kustannusosakeyhtiö Nemo. Ikonen, M., Tuomisto, M., Termonen, M., & Perkkalainen, P. (2010). Ilmiö: Kemian oppikirja 7-9. Helsinki: Tammi. Kangaskorte, A., Vakkilainen, K., Lavonen, J., Penttilä, A., Pikkarainen, O., Saari, H., ÄY N Sirviö, J., & Viiri, J. (2011). FyKe 7-9 Kemia. Helsinki: Sanoma Pro. Lehtovaara, T. & Hopia, A. (2011). Molekyyli sopassa. Helsinki: WSOYpro. TE LINKKI Hopia, A. (26.04.2009) Kotimolekyylikokkausta – Osa II [Blogikommentti]. Luettu KU LU osoitteesta: http://molekyyligastronomia.fi/kotimolekyylikokkausta-osa-ii/ 29 HAKEMISTO A J alkoholi 122 jauhelihaseos 83 jauholaadut 110–112 juusto 78, 85 erotusmenetelmät 122, 144 jäätee 63, 80 G K gluteenittomat sämpylät 139 karpalovaahto 25, 26 graafinen kuvaaja 125, 132, 133 kastike 83 N E ÄY H kemiallinen reaktio 38, 85, 91 kemiallinen yhdiste 77 kermaviilikastike 83 hapot 27, 47, 49, 50, 52, 63, 71, 101, kerrosjuoma 21, 23, 24 103, 106, 153 kerroskiisseli 35 144, 164 herajuoma 85, 89 TE happamuus 18, 63, 65, 69, 70, 72, 101, kinuski 38, 42, 106, 107, 108 kinuski fruktoosilla 42 KU LU hiilidioksidi 47, 49, 50, 56, 136, 137 kiisseli 30–32, 34 hiilihydraatit 11, 16, 17, 30, 38, 74, 85, 91, 98, 118, 135, 146, 157, 163 hiivataikina 91, 135, 136 hyytelöimisaineet 11, 15, 16 kodin juhlat 11, 38, 125 kohotusaine 55, 57, 59, 62, 135, 136 kolakaviaari 13 kolmen kinuskin muffinit 44 kotitalouskoneiden käyttöä 47, 91, 146 I kuppikakku 47, 51, 52 indikaattori 70, 72, 102 ioniyhdiste eli suola 76, 101 166 L pita-leipä 63, 64, 81–83 leivinjauhe 48, 50, 52, 55–61 pitoisuus 114 liukoisuus 11, 38, 75, 85, 91, 101, 142 polymorfisuus 125, 132 lämpösäteily 146 porkkanasalaatti 81 proteiinit 11, 16, 19, 28, 38, 40, 53, 61, M 67, 85, 87, 98, 110, 113, 135, 138 pulla 97, 114 maillard-ilmiö 40, 41, 43, 44 maito 12, 53, 86–88, 91, 126, 151 R makeiset 101, 125 rasva-sokerivaahto 38 makuaisti 63 rasvat 38, 85, 91, 125 marjamehu 25 ravitsemussuositukset 118, 146, 157 maustaminen 63 reaktionopeus 91 ÄY N maitokiisseli 35 mehukiisseli 35 refraktometri 157 muffini 38, 44, 45 ruoan laatu ja turvallisuus 11 muovi 85, 86 ruokasooda 48–50, 52, 55–62 TE mustikkakaviaari 14 S N salmiakkitoffeemakeiset 102, 107 KU LU neutraloituminen 101 salmiakki-kinuskikastike 106 seos 12, 14, 15, 17, 18, 27, 30–32, 34, O olomuodot 27, 38, 85, 137, 146 35, 42, 43, 50, 55, 60, 61, 88, 92, 107, 108, 119, 121 sitruunasooda 56 P paahtokinuski 42 sokeritikut 118, 120 suklaakonvehdit 125, 128 pakkaspäivän piirakka 57 suklaamansikat 126 perinteinen kinuski 42 suurustus 30 perusmaut 64, 77 sähkövatkain 24 piimäjuusto 85, 88, 90 sämpylät 85, 89, 135, 139 167 T tasapainoreaktio 104 tee 78, 80, 119, 123, 143, 144 teejuoma 119, 122, 123, 143 temperointi 126–130 tiheys 21–24 toffee 43, 44 tomaattispagetti 14, 15 U uuniperunat 146, 147 ÄY N V valkosuklaakakkuleivokset 12 vaniljapirtelö 14 vehnäsämpylät 138 TE vesi 11, 15, 21, 22, 24–27, 31, 33, 35, 47, 48, 50, 53, 56–59, 75, 76, 80, 91, 94, 95, 97, 101, 111, 115, 119, 122, 131, 162 virvoitusjuoma 24 Z KU LU 136–139, 142, 143, 150, 151, 158, zabaglione- eli munavaahtokastike 24–26, 28 168 AIHEET AIHE KEMIA KOTITALOUS 7.lk vesi ja veden ominaisuuksia (liukoisuus) 8.-9.lk hiilihydraatit ja proteiinit, niiden koostumus ja merkitys ravintoaineina ja teollisuuden raaka-aineina (gelatiini, pektiini) 7.lk ruoan laatu ja turvallisuus perusruoanvalmistusmenetelmät (hyytelöimisaineiden käyttö) kodin juhlat (juhlaleivonnaiset) Kerrosjuoma 7.lk vesi ja veden ominaisuuksia (liukeneminen, tiheys) 7.lk perusruoanvalmistusmenetelmät (kiisseli, munavaahtokastike, liivatteen käyttö) Kiisseli N Hyytelöimisaineet 7.lk perusruoanvalmistusmenetelmät (suurustus) Kinuski 7.lk alkuaineiden ja yhdisteiden luokittelu (liukoisuus, olomuodot) reaktioyhtälöiden tulkitseminen (kemiallinen reaktio) 8.-9.lk hiilihydraatit, proteiinit ja rasvat niiden koostumus ja merkitys ravintoaineina sekä teollisuuden raaka-aineina (sakkaroosi, glukoosi, fruktoosi) 7.lk perusruoanvalmistusmenetelmät (kinuskin valmistaminen) kodin juhlat (jälkiruoat) 8.-9.lk valinnainen kotitalous perusruoanvalmistusmenetelmät (muffinit, rasva-sokerivaahdot) Kuppikakku 7.lk vesi ja veden ominaisuuksia yhdisteiden ominaisuuksien selittäminen reaktioyhtälöiden tulkitseminen (hiilidioksidi, hapot) 7.lk perusruoanvalmistusmenetelmät (leivinjauheen käyttö) kotitalouskoneiden käyttöä (mikroaaltouuni) Leivinjauhe vai ruokasooda 7.lk: yhdisteiden merkitseminen ja luokittelu(kemialliset yhdisteet ) 8.-9.lk: yhdisteiden ominaisuuksien ja rakenteiden selittäminen (ioniyhdisteet eli suolat, karbonaatit) 7.lk: perusruoanvalmistusmenetelmät (leivinjauheella ja ruokasoodalla kohotetut leivonnaiset) TE ÄY 7.lk alkuaineiden ja yhdisteiden luokittelu ja erottaminen (seos) 8.-9.lk hiilihydraatit (tärkkelys) Lukio KE1 erilaiset seokset KE4 biopolymeerit (tärkkelys) KU LU 169 AIHE KEMIA KOTITALOUS 7.lk: vesi ja veden ominaisuuksia (happamuus, suolaisuus, makeus) 8.-9.lk: yhdisteiden luokittelu (hapot, emäkset jne.) Lukio: KE1 orgaaniset yhdisteryhmät (funktionaaliset ryhmät) 7.lk: ruoan laatu perusruoanvalmistusmenetelmät (maustaminen, jäätee, pita-leipä) 8.-9.lk valinnainen kotitalous: perusruoanvalmistusmenetelmät (maustaminen) ruokakulttuurin muuttuminen (perusmakuja ja perusruoka-aineita eri ruokakulttuureissa, makuaisti) Piimäjuusto 7.lk alkuaineiden ja yhdisteiden luokittelu ja erottaminen (liukoisuus, olomuodot) reaktioyhtälöiden tulkitseminen (kemiallinen reaktio) 8.-9.lk proteiinit, niiden koostumus ja merkitys ravintoaineina sekä teollisuuden raaka-aineina (maidon proteiinit) 7.lk perusruoanvalmistusmenetelmät (juusto, sämpylät) Pulla ÄY N Maut ja makuyhdistelmät 7.lk perusruoanvalmistusmenetelmät (leivonta, hiivataikina), kotitalouskoneiden käyttöä (monitoimikone) Salmiakki 7.-9.lk vesi ja veden ominaisuuksia (happamuus ja emäksisyys, neutraloituminen) yhdisteiden merkitseminen ja luokittelu (ioniyhdiste, suola) Lukio KE3 kemiallisen reaktion symbolinen ilmaisu KE5 reaktiotasapaino happo-emästasapaino (ammoniumkloridin muodostuminen haposta ja emäksestä) liukoisuus ja liukoisuustasapaino (ammoniakin liukeneminen veteen, ammoniumkloridin liukeneminen veteen) 7.lk perusruoanvalmistusmenetelmät (jälkiruokakastike) 8.-9.lk valinnainen kotitalous: kodin juhlat (makeiset) Sitkopallot 8.-9.lk proteiinit, niiden koostumus ja merkitys ravintoaineina sekä teollisuuden raaka-aineina (sitko eli gluteeni) Lukio KE1 orgaaniset yhdisteryhmät (proteiinit) KE4 bio-ja synteettiset polymeerit (proteiinit) 7.lk ruoan laatu (erilaiset jauholaadut) 8.-9.lk valinnainen kotitalous perusruoanvalmistusmenetelmät (leivonnan ja hiivataikinan kertaus) Sokeritikut 7.lk alkuaineiden ja yhdisteiden erottelu (erotusmenetelmiä, uuttaminen, suodatus, uudelleenkiteytys) 7.lk ravitsemussuositukset ja terveellinen ruoka (hiilihydraatit, sokeri) kotitalouskoneiden ja kodin laitteiden käyttöä (vaa’an käyttö) TE 7.lk vesi ja veden ominaisuuksia (liukoisuus) reaktionopeuksien vertailu (hiivan toiminta) 8.-9.lk hiilihydraatit, valkuaisaineet, rasvat, niiden koostumus ja merkitys ravintoaineina sekä teollisuuden raaka-aineina (tärkkelys, kovat ja pehmeät rasvat, eläin- ja kasvirasvat) 8.-9.lk valinnainen kotitalous perusruoanvalmistusmenetelmät (erilaiset versiot perushiivataikinasta) KU LU 170 AIHE KEMIA KOTITALOUS 8.-9. lk rasvat, niiden koostumus ja merkitys ravintoaineina sekä teollisuuden raaka-aineina Lukio orgaanisen kemian työkurssi: polymorfisen kaakaovoin sulamispisteen kokeellinen määritys, jäähtymiskäyrän piirtäminen 9.lk valinnainen kotitalous kodin juhlat (jälkiruoat, makeiset) Tavallinen ja gluteeniton hiivataikina 8.-9.lk alkoholit, niiden ominaisuudet ja käyttö (etanoli) hiilihydraatit, niiden ominaisuudet ja käyttö (glukoosin käymisreaktio) proteiinit, niiden koostumus ja merkitys ravintoaineina (gluteeni) 7.lk perusruoanvalmistusmenetelmät (hiivataikina, sämpylät) Teen hauduttaminen 7.-9.lk vesi ja veden ominaisuuksia (liukoisuus) alkuaineiden ja yhdisteiden erottaminen (uutto) Lukio KE1 erilaiset seokset KE2 aineen ominaisuudet KE5 liukoisuus 7.lk perusruoanvalmistusmenetelmät (juomat, eri maut) 8.-9.lk valinnainen kotitalous tapakulttuuri (brittiläinen ruokakulttuuri) 5.-6.lk lämpösäteily 7.lk alkuaineiden ja yhdisteiden luokittelu (olomuodot) 8.-9.lk hiilihydraatit (tärkkelys) 7.-9.lk ravitsemussuositukset (peruna, hiilihydraatit) perusruoanvalmistusmenetelmät (perunan kypsentäminen) kotitalouskoneiden käyttöä (mikroaaltouuni ja uuni) Uuniperunat TE ÄY N Suklaakonvehdit KU LU Virvoitusjuomat 8.-9.lk hiilihydraatit, niiden koostumus ja merkitys ravintoaineina (sokerit) 7.-9.lk yläkoulun valinnainen tiedekurssi 171 7.lk ravitsemussuositukset ja terveellinen ruoka (hiilihydraatit, sokeri, keinotekoiset makeutusaineet) ruoan laatu (makeutusaineet) kotitalouskoneiden ja laitteiden käyttöä (hiilihapotuslaite, refraktometri)
© Copyright 2024