Je leest:

Moleculaire gastronomie

Moleculaire gastronomie

Auteur: | 18 november 2008

Bijna alles wat je doet in de keuken is chemie. Van het gaarkoken van een ei tot het stevig kloppen van slagroom – koken is niet alleen een kunst, maar ook een wetenschap. De Franse fysisch chemicus Hervé This promoveerde in de moleculaire gastronomie. Wetenschap in de keuken!

Kookfysici

Hoe kookt u uw eitje? “Ah”, zult u zeggen, “een zacht eitje drie tot zes minuten vanaf koud water, zes tot acht minuten voor een halfzacht eitje en acht tot tien minuten voor een hard ei”. Charles Williams, een fysicus van Exeter University heeft echter een formule ontwikkeld, waardoor hij precies weet hoe lang dat moet:

waarbij t = kooktijd, M = massa, c =specifieke warmte, ρ = dichtheid ei, κ = thermische geleidingscoëfficient, Tei = begintemperatuur, Twater = 100°C = temperatuur kokend water, Tdooier = 65°C = temperatuur waarbij de dooier begint te coaguleren, en dit alles natuurlijk bij een luchtdruk van één atmosfeer. Om een zacht eitje te verkrijgen komt de kooktijd t neer op 4 minuten voor een klein ei (M = 47 g) rechtstreeks uit de ijskast (Tei = 4°C), voor een middelgroot ei (M = 57 g) op 4,5 minuten en voor een groot ei (M = 67 g) op 5 minuten.

Foto: Wikimedia Commons

Dat wetenschappers zich tegenwoordig met dit soort culinaire metingen bezig houden, komt door een beweging onder enkele kooklustige fysici die begin jaren ‘90 ontstond, maar die inmiddels is uitgegroeid tot een nieuwe wetenschap: de ’moleculaire gastronomie’ ofwel “the study of physical and (bio)chemical processes that occur in cooking”. De beweging ontstond toen Nicholas Kurti, een vaste-stoffysicus van de universiteit van Oxford, en Hervé This, verbonden aan het Institut National de la Recherche Agronomique (INRA) te Parijs, een workshop over Science and Gastronomy gaven.

Deze First International Workshop on Molecular and Physical Gastronomy bracht in 1992 niet alleen fysici en chemici maar ook vertegenwoordigers van de agro-industrie en grands chefs en cuisiniers van gerenommeerde restaurants samen in Erice op Sicilië. Want de meeste kookprocessen zoals emulgering, coagulering, uitvlokking, karamellisatie, aroma- en smaakvorming berusten op moleculaire processen en chemische reacties.

Kurti en This

Nicolas Kurti – bon vivant et fine gourmet – experimenteerde als amateurkok tijdens het koken graag met allerlei wetenschappelijke instrumenten. Zo stak hij thermometers in de biefstuk, thermokoppels in de soufflé en maakte hij instant mayonaise met behulp van ultrasoon geluid: “I think it is a sad reflection on our civilization that while we can and do measure the temperature in the atmosphere of Venus, we do not know what goes on inside our soufflés”. Als Fellow van de Royal Society hield hij in 1969 voor zijn collega’s een lezing met demonstraties getiteld The Physicist in the Kitchen met als klap op de vuurpijl een ‘omgekeerde Alaska’ – een dessert dat koud van buiten maar heet van binnen was – het hete onderdeel tot stand gebracht met behulp van een microgolfoven.

Hervé This, de Franse fysisch chemicus die geldt als een pionier op het gebied van wetenschap in de keuken. Foto: Associated Press / Alexandra Boulat / VII

Hervé This is hoogleraar in het Laboratoire de Chimie de l’AgroParisTech van het INRA en tevens wetenschappelijk directeur van een speciaal voor hem opgerichte Fondation Science & Culture Alimentaire van de Académie des Sciences, verbonden aan het Collège de France. Hij heeft een vaste rubriek over koken in het tijdschrift Pour la Science, de Franse editie van de Scientific American, schreef een tiental boeken over moleculaire gastronomie, en geeft wereldwijd lezingen en cursussen, niet alleen voor wetenschappers en professionele koks, maar ook voor kookamateurs.

Zijn belangstelling voor het koken ontstond toen hij eens voor vrienden een kaassoufflé wilde maken en in het recept las dat bij het kloppen van het beslag men de eieren twee aan twee moest toevoegen. Aangezien hij de fysische zin ervan niet kon inzien voegde hij alle tien de eieren tegelijk toe – en de soufflé mislukte. (Zijn huidig advies voor een perfecte soufflé: verwarm uitsluitend van onderen zodat de ingeklopte luchtbelletjes door het beslag heen naar boven kunnen stijgen). Geïntrigeerd begon hij sindsdien uit allerlei recepten en kookboeken aanwijzingen en traditionele keukenwijsheden te verzamelen, om die experimenteel op hun zinvolheid te onderzoeken. Inmiddels heeft hij zo’n 25.000 van dergelijke overgeleverde keukenvoorschriften bijeen gebracht, maar pas ongeveer 10% ervan proefondervindelijk kunnen nagaan.

Na de dood van Kurti in 1998 nam Hervé This de organisatie van de Erice-workshops over en veranderde de naam in ‘The International Workshop on Molecular Gastronomy N. Kurti’. De workshops worden ongeveer iedere twee jaar georganiseerd en behandelen onder meer chemische reacties bij het koken, fysische aspecten van de wisselwerking tussen voedsel en vloeistoffen, stabiliteit van de smaak, enzovoorts.

IJs maken met vloeibare stikstof, VPRO Wetenslab

Moleculaire gastronomie

Hervé This heeft zich ontwikkeld tot de goeroe van de moleculaire gastronomie. Zijn proefschrift uit 1996 is de allereerste publicatie waarin de naam ‘moleculaire gastronomie’ voorkomt. Daarin maakt hij strikt onderscheid tussen gastronomie moléculaire, de studie van de processen tijdens het koken, en cuisine moléculaire, de toepassing ervan in recepten en voedselbereiding. Het eerste is wetenschap, het tweede technologie. Voor het uittesten van zijn ideeën en het toepassen ervan in de praktijk werkt hij samen met zijn vriend Pierre Gagnaire, grand chef cuisinier van het naar hemzelf genoemde driesterrenrestaurant te Parijs. Inmiddels heeft Gagnaire ook moleculaire gastronomie restaurants geopend in Londen, Tokio en Hong Kong.

In zijn proefschrift definieerde This de volgende doelstellingen van de moleculaire gastronomie: 1) het onderzoeken en testen van zowel oude als moderne kookgebruiken en kookwijsheden, 2) het verklaren en uitleggen aan het publiek van de chemische en fysische processen tijdens het koken, 3) de kennis van de fysische en chemische processen van het koken aanwenden voor het introduceren van nieuwe kookinstrumenten en ingrediënten, 4) het ontwikkelen van nieuwe gerechten op grond van de verworven kennis over voedsel en kookprocessen.

Samen met Pierre Gagnaire ontwierp hij nieuwe culinaire methoden en bereidingswijzen, zoals ‘carbonisatie’ (het injecteren van CO2 in voedselproducten, zoals citrusvruchten, zodat het sap ervan een sprankelend smaakje krijgt), sphérification à l’huile (het persen van een gelatinemengsel door een zeef in een oliebad om vloeistofdruppeltjes van verschillende grootte te verkrijgen), ‘vacuümdestillatie’ (om alcohol uit een alcoholische oplossing te verwijderen), et cetera.

Sphérification à l’huile.

Beroemd en thans door vele restaurants nagevolgd is zijn methode om ijs van allerlei smaken te maken door een al dan niet gepureerd mengsel met vloeibare stikstof af te koelen. Zo ontstaan zalm-ijs, bloemkool-ijs, tomatensoep-ijs en wat men maar wil. Voor een schoolklas demonstreerde hij ooit hoe je uit het eiwit van één ei een kubieke meter schuim kon kloppen door er iedere keer een scheutje water (met een smaakje en een kleurkleurtje) bij te doen. De stabiliteit van het schuim kan worden verhoogd door er suiker of gelatine aan toe te voegen. Door het uiterst luchtige schuim in een oven te bakken kreeg het geheel vanwege de toegevoegde suikers een vaste structuur. Dit zijn de door hem uitgevonden cristaux de vent (windkristallen). Internationale navolging verkreeg ook zijn chocolat chantilly. Waar crême chantilly (slagroom) grotendeels uit opgeklopte melk bestaat, vroeg This zich af of men het ‘slagroomprincipe’ ook kan toepassen op andere vetachtige producten dan melk? In chocola zit bijvoorbeeld cacaoboter. This ontdekte dat je ook ‘chocoladeschuim’ of ‘chocolademousse’ met alleen water erbij kon maken, zonder melk of eiwit. Op dezelfde manier kan men ook botermousse of geitenkaasmousse bereiden.

Door een eenvoudige notatie te introduceren voor de basisstoffen (E voor eau (water), H voor huile (olie), G voor gaz en S voor solide) en voor bepaalde operaties ( / voor dispersie, + voor menging, ( ) voor toevoeging) kon hij de 351 klassieke Franse sauzen die Auguste Escoffier in zijn Le Guide culinaire had gerubriceerd, tot 23 ‘formules’ herleiden. Mayonaise bijvoorbeeld laat zich schrijven als H/E. Tot zijn verbazing merkte This dat een klassiek mogelijke combinatie (G + (E/S))/E in de Escoffier-lijst niet voorkwam, een omissie die door Gagnaire snel werd hersteld (schuim in een velouté, een romig gebonden saus). Met behulp van de notatie kon hij ook een willekeurige abstracte formule voor een saus verzinnen, die dan door Gagnaire met de juiste ingrediënten werd ingevuld.

Illustratie: Pietari Posti, wired.com

Internationale verspreiding

Mede door het werk van This heeft de moleculaire gastronomie een wereldwijde verspreiding gekregen. Internationaal bekende top-restauranthouders gingen ook ‘wetenschap in hun gerechten doen’ zoals Sergio Herman van het restaurant Oud Sluis te Sluis in Zeeland, houder van drie Michelinsterren. Maar wat hij en zijn collega’s doen is volgens This geen wetenschap maar technologie: cuisine moléculaire. De topkoks tooien hun kookkunst dan ook liever met andere namen dan moleculaire gastronomie, zoals New Cuisine, Modern Cuisine, Progressive Cuisine, Avant-Garde Cuisine en High-Tech Cuisine. De wetenschappelijke aanpak blijkt niet alleen belangrijk te worden gevonden door haute cuisine restaurants, maar ook door de catering- en agro-industrie, met name bij de bereiding van vóórgeprepareerd voedsel en diëten en voor de vervanging van voedingsstoffen die allergie veroorzaken. Aan verschillende universiteiten zijn dan ook reeds leerstoelen in de moleculaire gastronomie opgericht – in Nederland aan de Universiteit Wageningen, bezet door E. van der Linden.

Het perfecte ei

Maar om op uw eitje terug te komen: hoe kookt men een perfect ei en wat is een perfect ei? Zout in het kookwater gooien om door osmose het barsten van de eierschaal tegen te gaan, helpt niet. Het is de lucht in het ei die bij het koken uitzet en die het barsten veroorzaakt. De remedie bestaat in het prikken van een klein gaatje in de schaal van het ei, zodat de lucht kan ontsnappen. Zout in het water helpt wel om het eiwit een smaakje te geven.

Verder is de kooktijd niet belangrijk, wel de temperatuur. Het eiwit stolt bij 62°C en het eigeel bij 68°C. Hoe houdt men het gestolde eiwit en de dooier teer en zacht? Door zo dicht mogelijk bij de coagulatie-temperatuur te zitten. Voor een hard ei is dat 69°C, voor een halfzacht ei 65°C (eiwit gestold maar eigeel nog vloeibaar) en voor een zacht ei 62°C tot 63°C. Hoe hoger men de temperatuur laat oplopen, hoe sterker de eiwitmoleculen zich verstrengelen en hoe ‘harder’ het ei smaakt. Koken bij 100°C is dus excessief en is de oorzaak van rubberachtige eiwit, melig smakend eigeel en van het groene laagje, dat de zwavelgeur veroorzaakt. Door namelijk lang bij hoge temperatuur te koken ontstaat in het eiwit H2S, een naar rotte eieren stinkend gas, dat zich met het ijzer uit de eierdooier verbindt tot het groene FeS. Er zijn restaurants die daarom expliciet in het menu vermelden: oeuf à soixante-cinq degrées.

En tenslotte moet volgens This de dooier in het midden zitten. Maar hoe krijg je dat voor elkaar? Eigeel is lichter dan eiwit en als men het ei gewoon laat staan, zal de dooier uit het midden geraken. Maar als men tijdens het koken met een houten lepel – geen metalen om de vingers niet te branden! – het ei in beweging houdt en door de pan laat rollen, zal de dooier in het midden blijven. Ziedaar het recept voor een perfect ei!

Ik wens u smakelijk eten.

Dit artikel is een publicatie van Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde.
© Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 18 november 2008

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.