Didaktik der Chemie / Universität Bayreuth

Stand: 25.07.18


Molekulare Gastronomie

Vortrag von Sandra Werner und Jennifer Simon im Rahmen der "Übungen im Vortragen mit Demonstrationen - OC", SS 2009,  SS 2018


Gliederung:


Einstieg 1: "Erstens, Rezepte testen und falsche Kochanweisungen korrigieren. Zweitens, zu verstehen was nun eigentlich in den Kochtöpfen passiert. Drittens, die Art und Weise des Kochens an die neuen Erkenntnisse anzupassen, also andere Ingredienzien, veränderte Werkzeuge, bessere Methoden. Viertens, neue Rezepte erfinden. Fünftens, verständlich zu machen, dass man die Chemie nicht hassen darf, wenn man kocht, denn wer kocht, macht Chemie."

So beschreibt der Chemiker und Hobbykoch Hervé This das, was man Molekulare Gastronomie nennt. Er erfand diesen Begriff um 1990.

Einstieg 2: Gemeinsam essen ist eine Freizeitgestaltung die jeder kennt, doch man muss schon lange nicht mehr gemeinsam essen um seine Freunde und Bekannte an seinem Essen teilhaben zu lassen. Über Plattformen wie Instagram und Snapchat kann man Bilder vom Essen teilen und darüber allen zeigen was man sich gönnt. Doch Bilder sagen nur einen Teil der Wahrheit, denn die Molekularküche kann Lebensmitteln neue Form, Farbe und Gestallt geben.


1 Rezepte testen und falsche Kochanweisungen korrigieren

In einer Anleitung zur Mayonnaiseherstellung steht, dass sie nur gelingt, wenn Öl und Ei die gleiche Temperatur haben und immer in die eine gleiche Richtung gerührt wird. Bei der Überprüfung dieser Anleitung mischte Hervé This Öl bei Zimmertemperatur mir einem kalten Ei, ansonsten hielt er sich an die genaue Anleitung. Unter dem Mikroskop sah er Bläschen, so wie es sein sollte. Die Temperatur spielt also bei der Herstellung von Mayonnaise keine Rolle. Auch, dass sie immer in die gleiche Richtung gerührt werden muss, erwies sich als falsch. Weitere Kochanweisungen, die in verschiedensten Kochbüchern zu finden waren, sind beispielsweise: der Kopf von Spanferkeln muss sofort nach dem Entnehmen aus dem Ofen abgeschnitten werden oder das Kartoffelscheiben zarter im Kartoffelsalat sind, wenn sie warm in die Salatsoße gegeben werden.


2 Verstehen, was in den Kochtöpfen passiert

Sie befasst sich mit den biochemischen und physikalisch-chemischen Prozessen bei der Zubereitung von Speisen. Bei der Kombination von Küche und Labor entstehen Gerichte für eine neue Generation von Feinschmeckern. Es besteht ein harmonisches Zusammenspiel von traditionellen und innovativen Zutaten bzw. auch Chemikalien mit ungewöhnlichen Zubereitungsverfahren. Ziel ist ein einzigartiges Geschmackserlebnis zu schaffen. So werden Gerichte kreiert, die auf der Zunge zergehen, vielleicht zerplatzen, in jedem Fall aber in Konsistenz und Gestalt von den Originalen abweichen, nach denen sie eigentlich schmecken. Es kann also sein, wenn man ein Steak bestellt, dass einem ein eisiges Soufflé serviert wird, welches nach Steak riecht und auch so schmeckt – nur eben auf keinem Fall so aussieht. Man erkennt oft nicht mehr, was man auf dem Teller hat – einzig auf das Auge ist kein Verlass mehr. Ziel der Molekularküche ist es, die Sinne des Essers bewusst zu täuschen. Das veränderte Verhalten von Zutaten in Lebensmitteln durch mechanische Einwirkung, Temperaturveränderungen oder Zusatzstoffen beschäftigt allerdings Köche und Wissenschaftler – den Koch unter dem Aspekt, wie sich das alles auf die Zubereitungsart auswirkt; den Wissenschaftler interessiert es, warum das passiert um daraus Schlüsse über neue Bestandteile und Methoden zu ziehen.


3 Andere Ingredienzien, veränderte Werkzeuge, bessere Methoden

3.1 Andere Ingredienzien

3.1.1 Agarose

Agar-Agar ist ein Polysaccharid aus Agarose, das so genannte Gallerte bilden kann. Agarose ist ein Disaccharid, bestehend aus β-D-Galactose und 3,6-Anhydro-L-Galactose. Agar wird aus den Zellwänden von Rotalgen gewonnen. Es ist geschmacksneutral und wird als Geliermittel eingesetzt. Es ist eine Alternative zur tierischen Gelatine und ist dabei noch ergiebiger. So entspricht etwa 1/2 Teelöffel Agar 4 Blatt Gelatine. Es hat die Lebensmittelnummer E406 und man findet es als Verdickungsmittel in Suppen, Süßwaren oder Eis, jedoch noch relativ selten in Deutschland im Vergleich zu Asien.


Abb. 1: Agarose [1]

3.1.2 Alginsäure

Alginsäure oder Algin wird durch Braunalgen und durch Bakterien gewonnen und ist ebenfalls ein Polysaccharid welches als Verdickungs- und Geliermittel eingesetzt wird. Algin besteht aus einem Gemisch den zwei Uronsäuren α-L-Guluronsäure und β-D-Mannuronsäure, welche in wechselnden Verhältnissen über 1,4-Etherbrücken zu Ketten verbunden sind. Algin hat die Nummer E400 in der Lebensmitteltechnik und je nachdem welches Gegenion noch vorhanden ist, bilden sich die Salze Natriumalginat (E401), Kaliumalginat (E402), Ammoniumalginat (E403) und Calciumalginat (E404).

Der Gelierprozess sieht in einer schematischen Darstellung aus, wie eine Eierschachtel, bei der die Eier die Calciumionen darstellen, die Alginatketten mit einander verknüpft.


Abb. 2: Alginsäure [2]

 
Abb. 3: Das Eierschachtelmodel ist eine schematische Darstellung des Gelierprozesses von Alginat. Die Schwarzen Fäden stehen dabei für die Alginatketten, die aus Guluron- und Mannuronsäure aufgebaut sind. Die Guluronsäure wechselwirkt (mit blauen Pfeilen dargestelt), in ihrer deprotonierten From mir der positiven Ladung des Calciumions (rote Kreise). Dies geschieht mit zwei einander gegenüberstehenden Guluronsäuren, die dadurch zusammengehalten werden. Dadurch geliert das langkettige Molekül.

3.1.3 Xanthan

Xanthan ist ebenfalls ein Polysaccharid, welches als natürliches Verdickungs- und Geliermittel eingesetzt wird. Es besteht aus zwei oder mehreren verschiedenen, Monosacchariden. Die Hauptkette wird gebildet aus α-D-Glucose. An jeder zweiten C 3 Position befindet sich eine Trisaccharidseitenkette aus D-Mannuronsäure und D-Glucuronsäure. Xanthan wird mit Hilfe von Bakterien aus zuckerhaltigen Substraten gewonnen. In wässrigen Lösungen quillt Xanthan auf und erhöht dadurch die Viskosität des entsprechenden Produkts. In der Lebensmittelindustrie hat es die Nummer E415 und man findet es u.a. in Milchprodukten oder Dressings. Außerdem wird es in der Kosmetikindustrie verwende.


Abb. 4: Xanthan [3]

3.2 Veränderte Werkzeuge

Der Siphon gehört mittlerweile zur Grundausstattung eines jeden Molekularkochs. Er wird benutzt, um Schäume, oder in Fachsprache Espumas, mit verschiedensten Geschmäckern wie beispielsweise Camembert oder Orange zu versehen. Dabei wird mit Hilfe einer Distickstoffmonoxid (N2O) - Kartusche das Innere aufgeschäumt. Der Grund ist eine gute Fettlöslichkeit von N2O unter erhöhten Drücken. Anschließend kann der Inhalt über einen Hebel heraus gedrückt werden.

Ein weiteres Gerät, dass nicht nur in Laboren genutzt wird, ist der Rotationsverdampfer. Mit ihm können Aromen schonend konzentriert werden, oder auch Soßen eingedickt werden.

Weitere Werkzeuge und Hilfsmittel können u.a. auch in Apotheken oder im speziellen Laborbedarf erworben werden, bspw. Einwegspritzen, Pipetten oder Tropfflaschen.

3.3 bessere Methoden

Das wesentliche Merkmal der Sphärisierung ist die Bildung von Kapseln mit flüssigem Kern, die erst beim Verzehr im Mund zerplatzen. Diese könne in allen erdenklichen Geschmacksrichtungen hergestellt werden.

Hinter Gelifikation verbirgt sich das Arbeiten mit Gelatinen, die zu den charakteristischen Zubereitungsmethoden der klassischen Küche gehören. Bis vor einige Jahre wurde hierfür ausschließlich Gelatine-Blätter verwendet, seit den 90er Jahren wird nun mehr und mehr Agar-Agar eingeführt.

Emulsifikation beschreibt das Verbinden zweier Substanzen, die sich eigentlich nicht mischen lassen, zum Beispiel Fett und wässrige Medien. Dies geschieht mit Hilfe von Lecithin, Zuckerester und Monoglyzeride.

Ein Beispiel für Arbeiten mit Laser ist das Beschießen auf Sternanis. Dabei wird die Rosette Sternanis mit einer Laborzange gehalten und mit dem Laser darauf gezielt. Der Laser verbrennt den Sternanis bei mehr als 1000°C. Der entstehende Rauch wird in einem darüber gehaltenem Rotweinglas aufgefangen und anschließend mit Rotwein gefüllt, so dass dieser das Aroma des Rauches aufnehmen kann.

Arbeiten mit Flüssigstickstoff bedarf besonders viel Obacht. Beim Kontakt mit lebendem Gewebe kann er schwerste Erfrierungen in kürzester Zeit hervorrufen, da flüssiger Stickstoff unter Normaldruck bei -196°C siedet.  In der molekularen Küche findet er seinen Einsatz beim so genannten „Frittieren mit Stickstoff“. Dabei können beispielsweise Kräuterstängel mit Hilfe einer Zange in flüssigen Stickstoff gehalten werden. Dadurch soll sich das Aroma der einzelnen Kräuter intensivieren. Außerdem kann Stickstoffolivenöl hergestellt werden. Dazu wird Olivenöl in Stickstoff getropft, es entstehen kleine Tröpfchen, die anschließend gelutscht werden können. Auch Eis kann mit flüssigem Stickstoff hergestellt werden.

Eine weitere Methode ist das garen von Speisen unter der Nutzung von Vakuum. Dadurch wird die Siedetemperatur herabgesetzt und die Speisen können schonend gegart werden.


4 Neue Rezepte erfinden

Eine Kombination aus den neuen Zutaten, Geräten und Methoden mit dem Wissen darum, was in den Töpfen oder im Ofen passiert, lässt neue Gerichte entstehen.

Fruchtkaviar ist das typische Beispiel für die Sphärisierung in der Molekularen Küche. Die Kügelchen können anschließend gegessen oder zur Dekoration in Cocktails verwendet werden.

Ziel: Komplexbildung
Material: Becherglas 50ml, Becherglas 100ml, Spatel, Magnetrührer, Spritze, Sieb
Chemikalien: Natriumalginat, Calciumlactat
Durchführung: 1g Natriumalginat in 50ml Leitungswasser auflösen (unter Rühren evt. auch erhitzen bis unter den Siedepunkt zur besseren Löslichkeit). 1g Calciumlactat in 100ml Leitungswasser auflösen und die Alginatlösung anschließend in die Calciumlactatlösung tropfen lassen.
Beobachtung: In der Calciumlactatlösung bilden sich weiße Kugeln. Nach dem Abfiltrieren und Spülen mit Leitungswasser können diese dann gegessen werden.
Deutung: Durch die Reaktion der Alginat- und Calciumlösung entsteht eine dünne Membran. Es vernetzen dich die negativ geladenen Stellen der Alginatpolymerketten über die zweifach positiv geladenen Calcium-Ionen.
Entsorgung: Im Ausguss oder in den Magen ;-)
Diskussion: Zur besseren Sichtbarkeit und zum Verdeutlichen, dass es sich um roten Kaviar handelt, kann die Alginatlösung mit Lebensmittelfarbe angefärbt werden. Anstatt Leitungswasser können auch verschiedene Säfte oder andere Flüssigkeiten gewählt werden.
Geschmack: Um dem Fruchtkaviar Geschmack zu verleihen kann ein Sirup 1:1 mit Wasser angerührt werden. Dieses Gemisch kann dann 1:1 wiederum mit der Alginatlösung vermengt werden.

Weitere Ideen der Molekularküche:

  • Ein "Spiegelei" des besonderen Geschmacks entsteht aus mit Flüssigstickstoff gekühlter Kokosmilch oder Sahne und Karottensaft oder Mangosaft in Form einer großen Alginatkapsel.

  • Der Spooncocktail beruht bei der Herstellung auf eine große Gelkapsel aus Aperol (oder anderen Spirituosen), die anschließend auf einem speziellen Löffeln serviert wird.

  • Espumas werden mit Hilfe des Siphons hergestellt. Dabei kann jede beliebige Flüssigkeitsmischung zu einem Schaum hergestellt werden.


In der Molekularküche werden Aromen isoliert und in ungewohnter Konsistenz neu kombiniert. Der Feinschmecker wird ständig mit neuen Geschmackserlebnissen konfrontiert. Im Mittelpunkt des Interesses stehen bei den Molekularköchen die biochemischen und physikalisch-chemischen Prozesse bei der Zubereitung von Speisen und Getränken. Dabei wird untersucht, wie sich zum Beispiel Temperaturveränderungen oder die Verwendung von Zusatzstoffen auf die Lebensmittel auswirken. Die Innovation der Molekularen Küche besteht darin, dass Prozesse auf ungewöhnliche Weise in Gang gesetzt werden.


Zusammenfassung: Molekularküche ist ein Überbegriff für eine Vielzahl von Methoden und Zusatzstoffe, mit deren Hilfe man Speisen etwas neues hinzufügen kann. Molekularküche ist eine moderne, experimentelle Küche, deren Ziel es ist, die Herstellung und den Verzehr von Speisen zu einem immer wieder neuen Erlebnis zu machen. Verschiedenste Eigenschaften von Essen können nahezu nach belieben verändert werden. Nicht nur optisch, sondern auch geschmacklich, kann damit überrascht werden.

Es werden zum Beispiel Geliermittel wie Alginat oder Xanthan eingesetzt um die Konsistenz zu beeinflussen. Bei Alginat funktioniert der Gelierprozess besonders schnell durch das hinzugeben von Calciumionen. Dadurch ist es gut für eine Praktische Demonstration im Unterricht geeignet.

Auch Geräte die auch in Laboren eingesetzt werden spielen eine Rolle, wie der Rotationsverdampfer mit dem Aromen eingeengt werden können. Eine weitere Methode ist das verwenden von flüssigem Stickstoff zur Eisherstellung

Die Molekularküche besitzt viele verschiedene Seiten und Möglichkeiten, was sie besonders interessant macht.


Abschluss 1: Abschließend noch ein weiteres Zitat von Hervé This:

"Die Küche wird sich nur dann weiterentwickeln, wenn die Köche hinterfragen, wie sie kochen. Wer versteht was er tut, kocht einfach besser."

Abschluss 2: Die Molekularküche bietet viele Wege Speisen ein neues Aussehen zu verleihen. Mit Hilfe von Bildern allein ist ein solches Gericht nicht einzuschätzen. Es ist fast Aufgabe der Molekularküche dafür zu sorgen, dass man überrascht wird. Es gibt Fruchtkaviar aus Alginat-Perlen, die Kaviar verblüffend ähnlich sehen.

Doch die experimentelle Küche soll nicht nur gut aussehen, sondern erfüllt auch oft einen praktischen Nutzen, so wird zum Beispiel Gemüse schockgefrostet, oder auch Lebensmittel für Pflegebedürftige leicht aufnehmbar gemacht.


Literatur:

[1] http://de.wikipedia.org/wiki/Agarose 05.07.2018

[2] http://de.wikipedia.org/wiki/Algins%C3%A4ure 05.07.2018

[3] http://de.wikipedia.org/wiki/Xanthan05.07.2018

[4] http://kochmix.de/kochmagazin-molekulare-kueche--kochen-der-zukunft--212-htm05.07.2018

[5] http://kochmix.de/
kochmagazin-molekulare-kueche-und-gastronomie--die-kueche-als-labor--401.html 05.07.2018

[6] Hervé This: Molekulare Gastronomie, in: Angewandte Chemie 114, 2002, S. 87 – 92, WILEY-VCH Verlag.

[7] Thomas Vilgis: Die Molekül-Küche – Physik und Chemie des feinen Geschmacks, 2005, Hirzel Verlag, Stuttgart.

[8] Oliver Türk, Stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe, 2014, Springer Verlag


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