Kustantaja ja myynti: Restamark Oy, Merimiehenkatu 29, 00150 Helsinki puh. 09 6220 2020, verkkokauppa www.restamark.fi Restamark Oy Kannet ja kuvitus Tarja Laanti, Tarlataani Oy Hansaprint Direct Oy, Vantaa 2010 Kokonaisuudessaan tarkistettu ja uudistettu painos ISBN 978-951-9185-67-5 Tämän teoksen osittainenkin kopiointi on tekijänoikeuslain mukaisesti kielletty ilman nimenomaista lupaa. Lupia osittaiseen valokopiointiin myöntää tekijöiden ja kustantajien valtuuttamana Kopiosto ry. Teoksen muunlainen kopiointi tai tallentaminen digitaaliseen muotoon on ehdottomasti kielletty.
Sisältö Lukijalle 7 Keittotaidosta 9 Kasvikset: vihannekset, hedelmät ja marjat 15 Kasvisten ominaisuudet 16 Koostumus 17 Rakenne ja kehitysaste 19 Kasvikset ruoanvalmistuksessa 22 Rakenteen muutokset 22 Maku ja aromi 23 Värit ja niiden muutokset 25 Entsymaattinen tummuminen 30 Kasvisten säilyvyys ja säilytys 31 Peruna 35 Perunan ominaisuudet 36 Koostumus 37 Rakenne 37 Maku ja väri 38 Peruna ruoanvalmistuksessa 39 Kypsennys 40 Kuorettumisen ehkäisy 41 Perunan säilyvyys ja säilytys 41 Sienet 43 Sienien ominaisuudet 44 Koostumus 45 Rakenne 45 Maku, haju ja väri 46 Sienet ruoanvalmistuksessa 47 Sienien säilyvyys ja säilytys 48 Palkokasvit 51 Palkokasvien ominaisuudet 52 Koostumus 52 Rakenne, väri ja maku 53 Palkokasvit ruoanvalmistuksessa 54 Vilja ja viljavalmisteet 57 Viljan ja viljavalmisteiden ominaisuudet 58 Jyvän rakenne 58 Suurimot, hiutaleet ja jauhot 59 Koostumus 60 Viljavalmisteet ruoanvalmistuksessa 62 Suurimoiden ja hiutaleiden kypsennys 63 Riisi 63 Pasta 64 Suurustus: kastikkeet, keitot ja kiisselit 65 Viljan ja viljavalmisteiden säilyvyys ja säilytys 68
Leipä ja leivonnaiset 71 Leipien ja leivonnaisten koostumus ja ominaisuudet 73 Hiivalla kohotetut leivonnaiset 74 Hiiva kohotusaineena 74 Sitkon muodostus ja taikinan rakenne 76 Taikinan nostatus ja leivonnaisten muotoilu 78 Paisto 78 Hapattamalla kohotetut leivät 80 Kohotusaineilla kohotetut leivonnaiset 81 Leivinjauhe ja muut kohotusaineet 82 Vaahdotetut ja vatkatut taikinat 83 Sekoitetut taikinat 85 Kaulitut taikinat 86 Kohottamattomat leivät ja leivonnaiset 88 Gluteeniton leivonta 88 Leivän ja leivonnaisten säilyvyys ja säilytys 89 Maito ja maitovalmisteet 91 Nestemäisten maitovalmisteiden ominaisuudet 92 Koostumus 92 Maku ja väri 98 Nestemäiset maitovalmisteet ruoanvalmistuksessa 99 Kerma- ja maitovaahdot 99 Kuumennettavat maitoruoat 102 Juusto 103 Valmistus ja luokittelu 104 Kotijuuston valmistus 106 Maku ja väri 107 Juusto ruoanvalmistuksessa 108 Jäätelö 109 Maitovalmisteiden säilyvyys ja säilytys 112 Kananmuna 115 Kananmunan ominaisuudet 116 Koostumus ja rakenne 116 Maku ja väri 120 Kananmuna ruoanvalmistuksessa 121 Kananmunavaahdot 121 Hyytyminen ja saostuminen 125 Muiden lintujen munat 127 Kananmunan säilyvyys ja säilytys 128 Liha ja lihavalmisteet 131 Lihan ominaisuudet 133 Koostumus 133 Rakenne 135 Maku ja väri 138 Liha ruoanvalmistuksessa 139 Raakakypsyminen ja mureus 139 Kypsennys 142
Jauheliha 147 Sisäelimet ja veri 148 Makkara 149 Lihan säilyvyys ja säilytys 150 Kala ja äyriäiset 151 Kalan ominaisuudet 152 Koostumus 153 Rakenne 155 Maku ja haju 157 Väri 157 Kalan käsittely pyynnin jälkeen 158 Kala ruoanvalmistuksessa 161 Keittäminen ja paistaminen 162 Savustus 163 Suolaus ja marinointi 163 Kalan säilyvyys ja säilytys 165 Mäti 167 Äyriäiset ja nilviäiset 167 Ravintorasvat 171 Ravintorasvojen ominaisuudet 173 Koostumus 174 Maku ja väri 176 Ravintorasvojen sulaminen, jähmettyminen ja savuaminen 176 Ravintorasvat ruoanvalmistuksessa 178 Pannulla paistaminen 178 Uppopaisto 181 Leivonta 182 Emulsiokastikkeet 183 Ravintorasvojen säilyvyys ja säilytys 184 Hapettuminen 185 Hydrolyysi 185 Polymeroituminen 186 Sokeri ja makeutusaineet 187 Sokerin ominaisuudet 188 Makeus 189 Liukeneminen, kiteytyminen ja kiteytymisen hallinta 190 Vaikutus ruokien rakenteeseen 192 Värireaktiot ja aromiaineiden muodostuminen 193 Käymisreaktiot 194 Säilöntä 195 Fruktoosi ja glukoosi 195 Hunaja 197 Muut makeutusaineet 197 Sokerialkoholit eli polyolit 197 Energiattomat makeutusaineet 198
Ruokasuola 201 Suola ja suolavalmisteet 202 Suola ruoanvalmistuksessa 203 Mausteet 207 Mausteiden ominaisuudet 208 Mausteet ruoanvalmistuksessa 211 Sinappi 212 Etikka 213 Hyytelöimisaineet 215 Liivate 216 Pektiini 217 Muut hyytelöimisaineet 218 Suklaa 221 Suklaan ominaisuudet 222 Suklaa ruoanvalmistuksessa 223 Temperointi 224 Alkoholi 227 Kahvi ja tee 231 Kahvi 232 Tee 233 Ruoan kemiaa 237 Vesi 238 Vesi liuottimena ja uutosaineena 239 Olomuodot 240 Osmoosi 242 Happamuus (ph) 242 Seostyyppejä 243 Hiilihydraatit 246 Rakenne 246 Ominaisuudet 249 Rasvat eli lipidit 252 Rakenne 252 Ominaisuudet 254 Proteiinit eli valkuaisaineet 256 Rakenne 256 Ominaisuudet 257 Entsyymit 259 Vitamiinit ja kivennäisaineet 260 Kemiasta aistimuksiksi 260 Hakemisto 265 Kirjallisuutta 269
Lukijalle Entisestään lisääntynyt kiinnostus elintarvikkeisiin ja ruoan kemiaan synnyttivät tarpeen uudistaa vuonna 2003 ilmestynyt Utelias kokki, elintarviketietoa ruoanvalmistajalle. Kirjan teksti on kokonaisuudessaan tarkistettu, ajantasaistettu ja täydennetty. Perusrakenteeltaan kirja vastaa vanhaa laitosta, mikä mahdollistaa rinnakkaiskäytön. Utelias kokki on tarkoitettu yliopistojen ja korkeakoulujen oppimateriaaliksi, mutta se soveltuu käytännön läheisenä myös muiden oppilaitosten opetukseen. Tieto- ja käsikirjana se palvelee ruoka-alan ammattilaisia sekä ruoan harrastajia. Utelias kokki käsittelee elintarvikkeita ruoanvalmistuksen kannalta: niiden koostumusta, rakennetta ja ominaisuuksia. Niitä tarkastellaan elintarvikeryhmittäin. Kirjassa kuvataan valmistuksen eri vaiheissa tapahtuvia luonnontieteellisiä ilmiöitä ja selvitetään ruoanvalmistuksen teoreettisia perusteita. Koska elintarvikevalikoima kasvaa ja uudistuu nopeasti, yksityiskohtaista tuotetietoutta ei ole sisällytetty kirjaan. Ravitsemustieto on myös rajattu pois. Kemiallista käsitteistöä on koottu omaksi luvukseen. Lisäksi lukijaa palvelemaan on koottu hakemisto ja luettelo aiheeseen liittyvästä kirjallisuudesta. Lausumme parhaat kiitoksemme elintarvikealan tutkimuslaitosten, yritysten ja tiedotusjärjestöjen lukuisille edustajille saamastamme arvokkaasta asiantuntija-avusta. Kiitämme erityisesti työtovereitamme kannustuksesta ja rakentavasta palautteesta kirjoitustyömme eri vaiheissa. Kirjan työstäminen eri vaiheissaan on ollut hauskaa ja antoisaa. Toivomme Uteliaan kokin innostavan ruoanvalmistajaa ja antavan oivaltamisen iloa. Henrik Bitten Säätiö ja Suomen tietokirjailijat ry ovat taloudellisesti tukeneet työtämme, josta lausumme parhaat kiitokset. Helsingissä ja Bromarvissa elokuussa 2010 Kirsti Parkkinen Kaija Rautavirta 7
Kasvikset Kasvisten keskimääräisiä koostumuksia (%) Hiilihydraatit (sokerit, tärkkelys) Rasvat Proteiinit Vesi Banaani 20 < 1 1 74 Kurkku 2 < 1 < 1 97 Lehtisalaatti 3 < 1 1 95 Mustikka 10 < 1 < 1 85 Omena 10 < 1 < 1 86 Palsternakka 11 < 1 2 81 Porkkana 8 < 1 < 1 89 Punajuuri 9 < 1 2 88 Puolukka 9 < 1 < 1 86 Sipuli 6 < 1 1 89 Sokerimaissi 26 < 1 3 68 Tomaatti 4 < 1 < 1 94 juuret keräävät ravintoa, varret kuljettavat ja mukulat sekä siemenet varastoivat sitä. Inuliini on fruktoosista koostunut polysakkaridi. Sitä on maa-artisokassa, mustajuuressa ja sikuri juures sa. Inuliinia käytetään elin tarvikkeissa kuitulisänä. Hiilihydraatit Vihannesten hiilihydraattipitoisuus on joitakin poikkeuksia lukuun ottamatta yleensä alle 5 %, juuresten ja marjojen 5 10 % ja hedelmien 10 15 %. Hiilihydraatit ovat pääasiassa sokereita, kuten sakkaroosia, glukoosia ja fruktoosia. Hiilihydraattien määrä ja laatu vaihtelevat kasvinosan ja kasviksen kehitysasteen mukaan. Raa at hedelmät ja marjat sisältävät tärkkelystä, joka kypsymisen aikana muuttuu sokereiksi. Tärkkelyspitoisia kasviksia ovat muun muassa bataatti ja vesikastanja perunan ja palkokasvien lisäksi. Kasvisolujen seinissä on kuituaineisiin kuuluvia hiilihydraatteja, selluloosaa, hemiselluloosaa ja pektiiniä sekä ligniiniä. Myös niiden määrä muuttuu kasvun ja kehittymisen aikana. Proteiinit Vihanneksissa proteiineja on 0,5 4 %, hedelmissä ja marjoissa yleensä alle 1 %. Siemenien proteiinipitoisuus on huomattavasti korkeampi kuin muiden kasvinosien. 18
Vilja ja viljavalmisteet K aikki varhaiset korkeakulttuurit ovat liittyneet jonkin viljan viljelyyn. Lähi-idän ja Välimeren maiden kulttuureilla on ollut ohra ja vehnä: arkeologiset löydöt osoittavat, että niitä viljeltiin jo 7000 ekr. Intiaa nien vilja oli maissi, jota on tiettävästi viljelty Meksikossa yhtä kauan kuin vehnää Lähi-idässä. Riisin viljely alkoi Kiinassa noin 5000 ekr. Aleksanteri Suuren sotaretkien mukana riisi kulkeutui Eurooppaan. Ruis on viljakasvien historiassa nuori laji, jota Aasian vanhat kulttuurikansat eivät tunteneet. Viljakasviksi kehityttyään ruis on joutunut väistymään vehnän tieltä, ja sen viljelyalue on vetäytynyt yhä pohjoisemmaksi. Vakiintuneemman valta-aseman se saavutti ensin nykyisessä Pohjois-Saksassa, Ruotsissa ja Pohjois-Venäjällä. Nykyisin rukiin viljely on keskittynyt Pohjanmeren ja Uralin vuoriston väliselle alueelle. Suomessa rukiin viljelyn arvellaan alkaneen yli 2000 vuotta sitten. Vanhin Suomessa viljelty viljalaji on ohra. 1700-luvulle asti se oli yhtä tärkeä leipävilja kuin ruis. Vehnää on Suomessa viljelty vähäisessä määrin jo ennen ajanlaskun alkua. Vähitellen vehnän viljely yleistyi, ja se on syrjäyttänyt muiden leipäviljojen viljelyä 1930-luvulta lähtien. Kauran viljelyala kasvoi Suomessa 1800-luvun lopulla karjanhoidon yleistymisen myötä. Asiakirjoissa kaura esiintyi ensimmäistä kertaa 1387 Turun läänissä maksetun apuveron yhteydessä. Kuivattu pasta makkaroni tunnettiin arabimaissa, josta se tuli Sisiliaan 1100-luvulla. 1400-luvulla Genovassa vaikutti pastantekijöiden ammattikunta. Italialaisten siirtolaisten mukana pastansyöntitapa kulkeutui Pohjois-Amerikkaan ja muualle maailmaan. Nuudelit olivat Kiinassa vaatimatonta kansan arkiruokaa jo ennen ajanlaskun alkua. Myöhemmin niitä alettiin tarjota Kiinan keisarinkin hovissa. Viljan ja viljavalmisteiden ominaisuudet Amarantti kuuluu revonhäntäkasvien heimoon. Kinoa (kvinoa, quinoa), inkojen riisi, kuuluu savikkakasvien heimoon. Viljalla tarkoitetaan viljeltyjen heinäkasvien siemeniä eli jyviä. Vilja on maailman tärkein ruokavara. Maailmantuotannossa merkittävimmät viljalajit ovat vehnä, riisi ja maissi. Viljelyalueillaan tärkeitä ovat myös ruis, kaura ja ohra sekä hirssi ja durra. Tatarkasveihin kuuluvan tattarin tärkkelyspitoisia siemeniä käytetään viljan tavoin. Jyvän rakenne Eri viljalajien jyvät ovat perusrakenteeltaan samantapaisia. Ne muodostuvat kuorikerroksista, alkiosta ja ytimestä, jota jyvästä on valtaosa. Ytimen solukko koostuu proteiineista ja tärkkelysjyväsistä, joiden koko ja muoto vaihtelevat viljalajeittain. Uloin ytimen osa, aleuronikerros, sisältää erityisesti proteii- 58
Leipä ja leivonnaiset Juuritaikina Hiivaleivonnaisten valmistusta voidaan nopeuttaa valmistamalla juuritaikina (esitaikina), jossa luodaan hiivan toiminnalle edulliset olot. Nesteestä, hiivasta, pienestä määrästä sokeria ja osasta jauhoja valmistetaan löysähkö taikina, jonka annetaan kohota lämpimässä 10 15 minuuttia. Kun juuritaikina kuplii voimakkaasti, muut raaka-aineet ja loput jauhoista alustetaan taikinaan. Taikinaa ei kohoteta enää ennen leipomista. Gluteeni on sitkoproteiinien muodostama ilma- ja vesipitoinen verkosto. Gliadiini on pallomainen proteiini, joka saa aikaan sitkon venyvyyden. Gluteniini on rakenteeltaan sauvamainen, ja se muodostaa sitkon joustavuuden. Sitkon muodostus ja taikinan rakenne Vehnäjauho, hiiva, vesi ja suola ovat hiivalla kohotettavan taikinan perusraaka-aineet. Aineksia sekoitettaessa vettä sitoutuu jauhoihin, erityisesti sitkoproteiineihin, gluteniiniin ja glia diiniin. Sekoitettu, mutta vaivaamaton (alustamaton) vehnätaikina on tarttuvaa, joten siitä ei voi muotoilla leivonnaisia. Kun taikinaa vaivataan, se muuttuu vähitellen venyväksi, kimmoisaksi ja helposti muotoiltavaksi. Vaivattaessa sitkoproteiinit muodostavat joustavan kolmiulotteisen verkoston, sitkon eli gluteenin. Sitkoproteiinit muistuttavat jousia, jotka joustavat venytettäessä ja vetäytyvät kasaan venytyksen päätyttyä. Taikinan vesi ja jauhojen tärkkelys sitoutuvat verkostoon. Taikinaa vaivattaessa sitkoon sekoittuu ilmaa, josta muodostuu kaasurakkuloiden alkioita. Niiden määrä ratkaisee taikinan huokoisuuden ja kohoamisen. Hiivan toiminta ei synnytä uusia kaasurakkuloita vaan hiivan muodostama hiilidioksidi kertyy jo vaivauksessa syntyneisiin rakkuloihin. Hyvin vaivatusta taikinasta saadaan pienihuokoista ja rakenteeltaan tasaista leipää. Jos leipään halutaan suuret ja epätasaiset huokoset, taikinaa vaivataan vain sen verran, että se on juuri muotoiltavaa. Vahvin sitko muodostuu ydinvehnäjauhosta. Hienoksi jauhettu ns. puolikarkea vehnäjauho sopii erityisesti hiivataikinoihin. Pienet jauhohiukkaset imevät enemmän vettä, mikä nopeuttaa veden sitoutumista. Samalla edistyy sitkon muodostuminen ja vaivausaika lyhenee. Jyvän uloimmat osat sisältävät ytimeen verrattuna vähemmän sitkoproteiinia, mikä heikentää täysjyvävehnäjauhoista muodostuvaa sitkoa. Sekaleipätaikinoihin saadaan lähes vehnätaikinan veroinen sitko, kun muiden viljojen, esimerkiksi 76
Mausteet Varsinaisten mausteiden ryhmittely hedelmä- ja siemenmausteita juurimausteita kukkamausteita kuorimausteita lehtimausteita anis, cayennepippuri, chilit, fenkoli, juustokumina, kardemumma, katajanmarja, korianteri, kumina, maustepippuri, muskottikukka ja -pähkinä, musta-, valko- ja viherpippuri, paprika, pomeranssinkuori, rosépippuri, sinapinsiemen, unikonsiemen, vanilja galangal, inkivääri, kurkuma, piparjuuri kapris, neilikka, sahrami kaneli laakerinlehti Inkiväärin tulisuus johtuu gingerolista, joka muistuttaa kapsaisiinia. Sen tulisuus on kuitenkin miedompaa. Inkiväärissä on lisäksi karvasaineita, kuten flavonoideja ja alkaloideja. Pippurit sisältävät 5 10 % piperidiiniä, joka on pippurin maun tärkein yhdiste. Piparjuuren polttavuus johtuu haihtuvista rikkiyhdisteistä. Vanilja on vaniljakasvin kotahedelmä. Kuivauksen ja fermentaation eli käymisprosessin aikana siihen muodostuu vaniljalle tyypillisiä aromiaineita. Vaniljan merkittävin aromiaine on metyylivanilliini, jota voidaan myös valmistaa teollisesti. Vaniljasokeriin käytetään aitoa vaniljaa ja vanilliinisokeriin teollisesti valmistettua metyyli- tai etyylivanilliinia. Umami Makuihin luetaan myös aasialaiselle keittiölle tyypillinen umami-maku. Suomennettuna umami merkitsee "ruokaisaa", "ruokahalua herättävää" ja "herkullista". Umamin makua voi kuvata myös sanoilla "lihaisa" ja "lihaliemimäinen". Kyseisen maun aiheuttaa kaksi eri yhdisteryhmää: glutamaatit ja ribonukleotidit. Glutamiinihappoa on runsaasti proteiinipitoisissa elintarvikkeissa, kuten lihassa, kalassa ja juustossa, ja myös esimerkiksi tomaatissa ja sienissä. Käymisteitse valmistetut maustekastikkeet, kuten soija-, kalaja osterikastikkeet, maistuvat umamilta. Glutamiinihappo ja sen suolat (E 620 E 625), kuten natriumglutamaatti, ovat lisäaineina käytettyjä arominvahventeita. Umamin makua antavina arominvahventeina käytetään myös ribonukleotideja (E 626 E 635), joita ovat guanyylihappo ja inosiinihappo ja niiden suolat. Niitä on myös luonnostaan lähes kaikissa elintarvikkeissa. Lisäaineeksi ei luokitella arominvahventeena käytettyä hiivauutetta, joka myös sisältää glutamaatteja. 210
Ruoan kemiaa Primaarirakenne Sekundäärirakenne Tertiäärirakenne Kvaternaarirakenne Aminohapot vaikuttavat ruokien, kuten lihan, kalan ja kasvisten makuun. Ne antavat ruokaan makeaa ja karvasta makua. Glutamiinihapon makua sanotaan lihaliemimäiseksi tai umamiksi. Ruokia paistettaessa ja paahdettaessa aminohapot reagoivat sokereiden kanssa Maillardin reaktiossa ja muodostuu ruskeita aromikkaita aineita. Aminohapot muodostavat ketjumaisia yhdisteitä. Pitkät, satoja tai tuhansia aminohappoja sisältävät proteiiniketjut kiertyvät itsensä ympäri ja kierteet muodostavat poimuja ja mutkia. Kiertyneet ketjut muodostavat pallomaisia tai kuitumaisia proteiineja, ja niillä on tietty kolmiulotteinen rakenne. Rakennetta koossa pitävät sidokset ovat suhteellisen heikkoja, joten se on altis muutoksille. Aminohappojen lukumäärä ja järjestys vaihtelevat, ja yksi proteiini voi sisältää satoja tai tuhansia, tietyssä järjestyksessä Proteiinin rakennetasot. Aminohapot muodostavat pitkäketjuisia yhdisteitä (primaarirakenne). Niiden sisältämät sivuketjut liittyvät toisiinsa, jolloin muodostuu poimuja ja laskoksia (sekundäärirakenne). Ketjuista muodostuu edelleen rakenteita, joilla on tietty kolmiulotteinen järjestys (tertiääri- ja kvaternaarirakenne). Elintarvikkeiden keskimääräisiä proteiinipitoisuuksia (g / 100 g) Elintarvikeryhmä Proteiinit Palkovilja (kuivattu) 20 35 Liha 17 23 Kala, äyriäiset 13 25 Kananmuna 13 Juustot 10 30 Vilja 7 14 Leipä ja leivonnaiset 4 8 Maidot, kermat 2,5 3,5 Peruna 2 Hedelmät, marjat, juurekset, vihannekset 0,5 4 Ravintorasvat 0 (< 1) Sokerit 0 257