Ne csak mi füstölögjünk!  A füstölés kémiája.

A füstölés évszázadok óta kultúránk része.

Az emberek jóval azelőtt égettek már növényeket, hogy a tartósítás kérdése felmerült volna. Gyógynövények füstölésével űzték el az ártó szellemeket, tisztították meg a fertőzött helyeket, a kannabisz füstjének segítségével estek transzba sámánok, az egyházi szertartások szerves részét képezi a tömjén füstölése. Mai napig használunk füstölőt, hogy kellemes atmoszférát teremtsünk, illatosítsuk a belső tereket.

Az emberiség számára a füst létfontosságú volt az élelmiszerek tartósításában, ami a hűtés mindennapos használata előtt nagy problémát okozott. Egy állat levágása után a lehető leggyorsabban kellett feldolgozni a húst, megelőzve ezzel a baktériumok elszaporodását és a romlást. Ezen okból kifolyólag tartották hagyományosan a disznóvágást is általában a téli hónapokban, mikor a hőmérséklet alacsonyabb és ezáltal kisebb volt a fertőzés veszélye.

Az étel tartósítására három fő eljárást alkalmaztak a hűtés és a tartósítószerek feltalálása előtt, a sózás-szárítást, a zsírban tartósítást és a füstölést. A szárítás egy igen hosszú folyamat, ami a jobb minőségű sonkáknál egy évig is eltarthat az érleléssel együtt. Ennél az eljárásnál a húst sóval borítva tárolják néhány hétig, hogy kialakuljon egy kéreg, ami megakadályozza a baktériumok bejutását. Ezt a módszert a mai napig használják a szárított sonka készítésénél.

A zsírban tartósítás talán a legegyszerűbb módszer. A húst, vagy májat megsütötték, majd kellő mennyiségű zsiradékkal fedték és ezzel elzárták az oxigén és a baktériumok elől. Az eltarthatósági idő rövidebb, mint a füstölés esetében, ellenben sokkal egyszerűbb és gyorsabb megoldás.

A füstölés az egyik legkomplexebb tartósítási folyamat. A füstben fellelhető molekulák befolyásolják az étel színét, textúráját, ízét és az eltarthatóság fokát.

A fát évszázadok óta használják füstölésre. Alkalmassága a felépítésében rejlik. Sejtjeit három fő összetevő alkotja: 40-50% cellulóz, 15-25% hemicellulóz és 15-30% lignin.

A tűz azzal a képességgel rendelkezik, hogy hő segítségével felszabadítsa ebből a három anyagból az illatanyagokban gazdag vegyületeket. Ezt a folyamatot pirolízisnek nevezzük.

A cellulóz és a hemicellulóz lebomlása közben egy kémiai reakció (a Maillard-reakció) zajlik le, ami a füstölt hús sárgás világosbarna színéért felelős. A lignin egy nagyon komplex felépítésű anyag, ami fenolos molekuláival a füstölés főszereplője. A fenol egy antioxidáns, ami késlelteti a zsír avasodását, ezáltal fontos szerepe van a húsok tartósításában.

Az égés során kisebb, illékony molekulák keletkeznek, ezek adják a végtermék édeskés, kenyérhez hasonló, mogyorós és virágos aromáját. A pirolízis során lebomlanak a savak, melynek következtében az étel felületén csökken a pH, ezáltal lassul a baktériumok növekedése. A lignin lebomlása felelős a szegfűszeg, tőzeg, vanília, és a fűszeres aromákért.

A füstölés kívánatos eredményének elérését, vagyis a kellemes ízt, elsősorban az izzó fa hőmérséklete határozza meg. A fa izzás mértékét és hőmérsékletét a beáramló levegő szabályozásával befolyásolhatjuk. Ha lángol a parázs, akkor a levegő mennyiségét csökkenteni kell, ha pedig nem izzik, akkor növelni. Az égés hőmérsékletét olyan további tényezők is befolyásolják, mint a fa fajtája, mérete és az égéstér nedvességtartalma.

A kiváló minőségű füstölés elsődleges feltétele a pirolízis kontrollálása. Kutatások bizonyították, hogy a legideálisabb égési hőmérséklet 400°C körül mozog. Ezen a hőmérsékleten lehet elérni a cellulózból és hemicellulózból kioldódó, kiegyensúlyozott édes és savas molekulákat, valamint ligninből kiváló erősebb fenolokat, amik megóvják a húst. Magasabb hőfokon ezek az ízmolekulák egyszerűbb, ízetlen és erőteljes aromájú részekre bomlanak. Alacsonyabb hőfokon savas, ecetes, fanyar ízeket tapasztalhatunk.

A folyamatban az is fontos, hogy mivel füstölünk.

Fakéreg: A kéreg adja a fa tömegének 10-15%-át, ezért a fenntarthatóság jegyében nem szabad figyelmen kívül hagyni ezt az alapanyagot. A kéreg két fő részre bontható, a külső és a belső kéregre. A külső réteg cellulóz tartalma alacsonyabb, lignin tartalma magasabb, mint a belsőé. Ebből az okból kifolyólag füstje is túlságosan erőteljes. A kiegyensúlyozott, harmonikus füstös aroma eléréséhez a belső kérget használjuk, a külsőt hagyjuk meg mulcsnak.

Keményfa vagy puhafa: Általánosan elfogadott, hogy füstöléshez csak keményfa használható. A puhafa tulajdonságaiban hasonló a fakéreghez, hiszen magasabb a lignin tartalma, ezáltal könnyen okozhat kellemetlen, erőteljes ízeket. Ha tökéletes kontroll alatt tartjuk a pirolízist, tehát 400°C-on, akkor az ízhatás kedvéért használhatunk például fenyőt. Nem szabad túl sokáig puhafa füstöt alkalmazni a fent említett okok miatt.

Gyógynövények: A gyógynövényeket hagyományosan nem használták füstölésre. Alacsony lignin tartalmuk miatt nem alkalmasak tartósításra, ugyanakkor gazdagok esszenciális zsírokban, így rengeteg ízt zárnak magukba. Gasztronómiai célokra remekül használható, aromákkal gazdagítja a füstöt.

FÜSTÖLÉS MÓDSZEREI

Hideg füstölés

A hideg füstölés az egyik legősibb tartósítási módszer. A folyamat két kamrában zajlik, az első kamra az égéstér, ahol 400°C hőmérséklet uralkodik, innen egy csövön vezetik át a füstöt a második kamrába, ahol a füstölendő élelmiszert tárolják. A füst hőmérséklete 15 és 30°C között mozog, tehát az étel nem fő meg. A hideg füstöléshez nem szabad nedves fát használni, mert túl sok savat termel és keserű lesz az étel. A 16-20% közötti nedvességtartalmú tüzifa használata az ajánlott.

Ha szárazság uralkodik a füstölő kamrában, a Maillard reakció nem jön létre és a füst nem tud behatolni az étel belsejébe. Az ideális nedvességtartalom 75-80% között van, ezért olyan népszerű ez a füstölés módszer a Skandináv államokban, ahol párásabb az éghajlat.

A hideg füstölés veszélyeket is rejt magában. A veszélyes forrásból származó alapanyagok (nagyipar, vadhús) botulin toxint tartalmazhatnak, mely a szervezetbe kerülve életveszélyes betegséget (botulizmus) okozhat. Ahhoz, hogy ezek a baktériumok elpusztuljanak, a hús maghőmérsékletének 65°C fölé kell mennie, ami a hideg füstölés esetében nem történik meg. Az égési hőmérséklet nem megfelelő szabályozása karcinogének kioldódásához is vezethet, amelyek rákot okozhatnak.

Meleg füstölés

A meleg füstölés sokkal gyorsabb eljárás a hidegfüstölésnél. A felhasznált fa nedvességtartalma 40-60%, ezáltal gőz is képződik a füst mellett, ami nem hagyja kiszáradni és megégni a kezelt élelmiszert. Ennél az eljárásnál megfő az étel, a füstölő kamrában 45-80°C között ingadozik a hőmérséklet.

Maillard-reakció (nevezik. nem enzimes barnulásnak (NEB) is).

A folyamatot Louis Camille Maillard francia kémikusról nevezték el, aki először írta le 1912-ben, miközben megkísérelte reprodukálni a biológiai fehérjeszintézist. A redukáló cukrok szabad aminocsoporttal reagálva aromakomponenseket és barna színű pigmenteket (melanoidinek) hoznak létra. Megfelelő körülmények között a folyamatok során több reakció megy végbe. A cukor reaktív karbonilcsoportja reakcióbalép az aminosav nukleofil aminocsoportjával és aromákat és ízeket adó molekulák komplex keverékét hozza létre. A folyamatot a lúgos környezet gyorsítja, mivel az aminocsoportokat deprotonálja (RNH3+ -> RNH2), és ezzel növeli a nukleofil jellegüket. Nagy hőmérsékleten valószínűsíthetően rákkeltő akrilamid keletkezhet. Kisebb hőmérsékletű hevítéssel ez elkerülhető.A Maillard-reakció az ízesítő ipar sok receptjének alapja. Ő felelős az ételek sok szín- és ízanyagáért, ami húsok grillezésekor, a hagyma vagy a burgonya sütésekor, a kávé pörkölésekor keletkezik.

Forrás:

https://www.vilaglex.hu/Kemia/Html/MailReak_.htm

https://madfeed.co/2015/the-madfeed-guide-to-smoking-foods/