Vand i madlavning

Vand i madlavning

Vand er det dominerende molekyle i næsten alle fødevarer — råt kød indeholder ~75% vand, frugt og grønt op til 95%, og menneskekroppen ~60%. Dets tilsyneladende simple struktur (to brintatomer, ét iltatom) skjuler usædvanlige fysiske egenskaber, der styrer næsten alle aspekter af madlavning: hvordan mad opvarmes, hvordan den fryser, hvorfor damp skolder, hvorfor salt konserverer, og hvorfor olie og vand ikke blander sig.

Hydrogenbinding: den grundlæggende egenskab

Ilt trækker hårdere i fælles elektroner end brint gør, hvilket gør vand til et elektrisk asymmetrisk (polært) molekyle — positivt ved brintenden, negativt ved iltenden. Denne polaritet skaber hydrogenbindinger: svage elektriske tiltrækkende kræfter mellem det negative ilt i ét molekyle og det positive brint i et andet. I flydende vand deltager hvert molekyle i 1–4 hydrogenbindinger på ethvert givet tidspunkt, konstant under dannelse og brud.

Hydrogenbinding forklarer vands opløsningsevne (det omgiver og adskiller andre polære molekyler som sukker og proteiner), dets høje kogepunkt (hydrogenbindinger modstår adskillelse til gasform) og dets uforenelighed med fedtstoffer (ikke-polære fedtmolekyler kan ikke danne hydrogenbindinger, så vandmolekyler binder sig til hinanden og udelukker fedtet).

Varmeabsorption: specifik varme og latent varme

Vand har en usædvanlig høj specifik varme — den energi, der kræves for at hæve temperaturen. Det kræver cirka 10 gange mere energi at varme en ounce vand 1°F end en ounce jern. En tildækket gryde vand tager omtrent dobbelt så lang tid som olie at nå en given temperatur, men den holder også temperaturen længere, når varmen fjernes. Denne egenskab gør vandbade ideelle til skånsom tilberedning — æggecrémer, lavtemperaturstegning — fordi den store termiske masse modstår temperaturstigninger.

Vands latente fordampningsvarme er endnu mere afgørende. At omdanne flydende vand til damp absorberer en enorm mængde energi uden at hæve temperaturen — energien går til at bryde hydrogenbindinger frem for at øge molekylernes hastighed. Derfor:

  • Damp skolder: Når damp kondenserer på hud eller mad, frigiver den al den lagrede energi på én gang. Damp ved 100°C afgiver langt mere varme end varm luft ved samme temperatur.
  • Dampkogning er effektiv: Den latente varme, der frigives ved kondensation på madstykkernes overflade, gør dampkogning til en overraskende effektiv tilberedningsmetode.
  • Fordampningskøling virker: Svedning, porøse lerkar og overfladekøling af kød under stegning udnytter alle vands høje latente varme.
  • Brød har gavn af damp: Indledende damp i ovnen øger ovnspring og giver et lettere brød.

Is: det anomale faststof

Vand er nærmest unikt blandt almindelige stoffer: dets faste fase (is) er mindre tæt end dets flydende. Iskrystaller kræver ensartet fordeling af hydrogenbindinger, hvilket spreder molekylerne ca. 1/11 mere end i flydende vand. Denne udvidelse er årsagen til, at vandrør sprænger ved frost, flasker knuses, hvis de er overfyldt, og — afgørende for madlavning — at frosne fødevarer afgiver væske under optøning. Ekspanderende iskrystaller ituriver cellemembraner og -vægge; det frigivne vand kan ikke genabsorberes, hvilket giver det karakteristiske væsketab og tab af tekstur i optøet kød, fisk og grønt.

Surhedsgrad og pH

Rent vand dissocierer svagt: lejlighedsvis bryder et brintatom fri fra ét molekyle og binder sig til et andet, hvilket danner en negativt ladet OH⁻-gruppe og et positivt ladet H₃O⁺-ion. Under normale forhold eksisterer kun ~2 timilliondedele procent i denne tilstand, men disse mobile brintioner (protoner) har drastiske virkninger på andre molekyler.

Syrer frigiver protoner i opløsningen; baser (alkalierne) optager dem. pH-skalaen (0–14) måler protonkoncentrationen: hver enhed svarer til en 10-dobling (pH 5 indeholder 1.000 gange mere H⁺ end pH 8). Almindelige pH-værdier i mad: citronsaft 2,1, yoghurt 4,5, sort kaffe 5,0, mælk 6,9, æggehvide 7,6–9,5. Tilberedningsmediets pH påvirker grønsagers farve, proteintekstur og bruningsreaktioner.

Vandaktivitet og konservering

Det tilgængelige vand — ikke den samlede vandmængde — afgør, hvor hurtigt mad fordærves. Når salt eller sukker opløses i vand, “binder” det vandmolekyler rundt om opløste partikler og reducerer den vandmængde, der er tilgængelig for mikrobiell vækst. Dette er princippet bag saltning, sukkerkonservering og fermenterede fødevarer, hvor salt skaber et osmotisk miljø, der er fjendtligt over for fordærvelsesbakterier, mens smagsskabende mikrober trives.

Hårdt vand

Ledningsvand opløser calcium- og magnesiumsalte, der kan påvirke madlavningen: det ændrer grønsagers farve og tekstur, indvirker på brøddejs konsistens og efterlader mineralaflejringer. Hårdt vand kan blødgøres ved at udfælde mineraler eller bruge ionbytning til at erstatte calcium/magnesium med natrium.

Se også