Julemanden blæser sne

Julen är kemisternas högtid

Natriumkarbonat, smällkarameller, doftämnen och alldeles underbara smaker. Julen är en höjdpunkt för kemister som med hjälp av verksamma molekyler skämmer bort våra ­sinnen och fyller oss med julglädje.

Natriumkarbonat, smällkarameller, doftämnen och alldeles underbara smaker. Julen är en höjdpunkt för kemister som med hjälp av verksamma molekyler skämmer bort våra ­sinnen och fyller oss med julglädje.

Shutterstock

JULBAKET

Vit kemi får småkakorna att växa

När mormor bakar sina småkakor till jul ­tillsätter hon ämnet natriumkarbonat i degen och sätter på så sätt i gång en kemisk reaktion som får bakverket att växa.

Natriumkarbonat, som finns i bakpulver, används i många kakor och bakverk. När natriumkarbonat kommer i kontakt med vätskan i kakdegen bildas koldioxid, som skapar luftbubblor och därmed vilket får degen att svälla.

Natriumkarbonat fungerar bättre i form av bakpulver än som ett separat ämne, eftersom bakpulver även innehåller en mild syra.

Visste du att natriumkarbonat används i brand­släckare? När natriumkarbonat sprutas över lågorna bildas stora mängder koldioxid som avlägsnar syret och kväver elden.

När natriumkarbonat omvandlas till koldioxid och vatten bildas nämligen också basen natriumkarbonat.

Den måste neutraliseras, eftersom den ger en oönskad bismak. Det är just det syran i bakpulvret är till för.

Doften av gran, kanel, kryddnejlikor och clementiner bidrar till att skapa julstämning. Kemiska beståndsdelar i växter används som ingredienser i kosmetika och tycks påverka både hjärnan och vårt allmäntillstånd.

Skrællet appelsin på skærebræt
© Shutterstock

Citrusfrukter skapar julfrid

Apelsiner och clementiner innehåller ämnet limonen. Djurförsök har visat att limonen sänker aktiviteten i hypotalamus, hypofysen och binjurarna, vilket minskar stress. Dessutom ökar limonen aktiviteten i hjärnans GABA-receptorer, vilket ger en avslappnad känsla i kroppen.

Tørrede nellikeblomster på træske
© Shutterstock

Kryddnejlika håller sjukdomar borta

Kryddnejliketrädets torkade blomknoppar innehåller bland annat den essentiella oljan eugenol, som är effektiv mot små sjukdomsalstrande organismer. Svampar, bakterier och virus ogillar blommans doft. Kryddnejlikor är alltså inte bara användbara till jul utan under hela influensasäsongen.

Kanelbark og kanelpulver
© Shutterstock

Kanel kan hålla nere julvikten

Hjärnan reagerar så positivt på kanelbarkens essentiella olja kanelaldehyd att den tillsätts i bland annat parfymer. Ämnet kan även användas för att reglera blodsockret. Djurförsök tyder på att kanelaldehyd påverkar ämnesomsättningen, så att det är svårare att gå upp i vikt under julen.

Juledekoration af gran
© Shutterstock

Doften av julgran är bra för hjärtat

En stor del av julgranens doftämnen utgörs av alfa-pinen. Det kommer inte bara våra sinnen till godo utan tycks också vara bra för hälsan. Studier visar att inandning av alfa-pinen kan ha en positiv inverkan på hjärt-kärlsystemet, lungorna och immunförsvaret.

JULSTEKEN

Ugnen är kemistens viktigaste redskap

Kemiska reaktioner påverkas ofta av temperaturen, och kemin i kött är inget undantag. Rått kött är segt främst för att det innehåller bindväv som är uppbyggd av proteinet kollagen.

Dessutom innehåller muskelvävnaden proteinerna myosin och aktin, men när julskinkan hamnar i ugnen och värms upp förändras köttets struktur.

Vid 60 grader Celsius drar muskel- och kollagenfibrerna ihop sig, vilket får köttet att krympa. För att få ut det bästa ur köttets kemi och för att det ska bli mört ska köttet värmas sakta. I bindväven finns ett enzym som heter kollagenas

Kemisk reaktion ger god smak

Uppvärmning av kött är viktig för uppkomsten av smakämnen. Högre temperaturer ger fler smakämnen och vid cirka 140 grader aktiveras en av den gastronomiska världens främsta smakförstärkare: Maillard-reaktionen. Då börjar aminosyror proteiner reagera med kolhydrater i köttet och bilda smaker.

Enzymet bryter ner kollagenfibrerna i bindväven, men det är bara aktivt vid temperaturer under 60 grader.

Därför gäller det att hålla nere ugnens temperatur och ge enzymet så mycket tid som möjligt till att bryta ner bindväven.

Ju mer av kollagenfibrerna som kan brytas ner av kollagenas innan temperaturen blir så hög att fibrerna drar ihop sig och enzymet inaktiveras, desto mer mört blir köttet.

Visste du att den franske kemisten Louis-Camille Maillard har gett namn åt den kemiska ­reaktion som åstadkommer smak och ­bryning? I början av 1900-talet studerade han kemin bakom reaktionen.

Vid temperaturer över 60 grader börjar bindväven omvandlas till gelatin. När allt ­kollagen har brutits ner till gelatin har köttet mjukats upp och är inte längre segt.

Muskler som används ofta och belastas mycket innehåller som regel mer bindväv och måste därför stekas längre vid låg temperatur än muskler som inte fått arbeta lika mycket.

Sukker -og glykosylamin-molekyler
©

Maillard-reaktionen binder socker (t.v.) till aminosyror(t.h.) från proteiner i exempelvis kött och bildar så kallad glykosylamin (nederst).

ketoamin-molekyle
©

I ett omarrangeringssteg ­omvandlas glykosylamin till en mer stabil ketoaminmolekyl.

chokolade, kaffe, øl og mere
©

Ketoamin är utgångspunkten för upp emot 100 olika smaker och ett par bruna färgnyanser, till exempel:

Smaken och färgen i gräddkola
Färgen i öl, choklad och kaffe
Smaken i rostat bröd
Smaken i rostbiff
Färgen och smaken i rostad lök

JULSMÄLLAR

Instabilt sprängämne skapar julsmäll

Kemi används också för att föra oväsen. Smällkarameller, julens svar på bordsbomben, innehåller explosiv kemi. När ändarna dras isär gnids två remsor mot varandra.

På den ena remsan sitter det en liten mängd av det explosiva och reaktiva ämnet knallkvicksilver, medan den andra har en slipande yta.

Rörelsen skapar friktion och värmeutveckling som får knallkvicksilvret att detonera. Knallkvicksilvret är instabilt till följd av ämnets svaga bindningar mellan kväve och syre.

Därför krävs bara en liten påverkan för att molekylen ska explodera.

Friktion sätter eld på knallkvicksilvret

/ 3

Slipande yta

1

Explosivt knallkvicksilver

2

Friktion

3
© Shutterstock & mikkel juul jensen

JULGLÄDJE

Hjärnskanning avslöjar julstämning

I en studie jämförde forskare tio personer som älskar julen med en grupp människor som har ett mer neutralt förhållningssätt till högtiden.

Samtidigt som försökspersonerna fick se bilder med julteman gjorde forskarna en funktionell magnetresonanstomografisk undersökning av hjärnan för att se om man kunde spåra ett neuronnätverk kopplat till julstämning.

De julälskande personerna uppvisade högre aktivitet i delar av hjärnbarken som även är förknippad med andlighet och empati.

Det är dessa områden i hjärnan som arbetar för högtryck när vi upplever eller påminns om julstämning.