Julemanden blæser sne

Julen er kjemikernes fest

Natron, knallbongbonger, duftstoffer og helt perfekte smaker. Julen er en høytid for kjemikerne, som med effektive molekyler stimulerer sansene våre og sprer julestemning i hjernen.

Natron, knallbongbonger, duftstoffer og helt perfekte smaker. Julen er en høytid for kjemikerne, som med effektive molekyler stimulerer sansene våre og sprer julestemning i hjernen.

Shutterstock

JULEBAKST

Hvit kjemi får småkakene til å vokse

Når bestemor går på kjøkkenet for å bake sine julekaker, tilfører hun stoffet natron til deigen. Det setter i gang en kjemisk reaksjon som får bakverket til å vokse.

Natron, som finnes i bakepulver, brukes ofte i julekaker og brød. Når natron kommer i kontakt med væsken i småkakedeigen, dannes karbondioksid, som skaper gassbobler, slik at hele massen utvider seg.

Natron virker bedre i bakepulver enn i ren form, siden bakepulveret også inneholder en mild syre.

Visste du at natron brukes til brannslokking? Når natron kastes over flammene, dannes det lynraskt store mengder karbondioksid som fjerner oksygenet og kveler ilden.

Konverteringen av natron til karbondioksid og vann medfører nemlig også produksjon av en base som kalles natriumkarbonat.

Den må nøytraliseres, siden den gir fra seg en uønsket bismak, og det er her at den tilsatte syren i bakepulveret kommer til sin rett.

Duften av gran, kanel, nelliker og klementiner er med på å skape julestemning. De kjemiske stoffene i plantene brukes som ingredienser i kosmetikk og ser ut til å ha en effekt på menneskets hjerne og generelle helse.

Skrællet appelsin på skærebræt
© Shutterstock

Sitrusfrukt skaper julefred i stua

Appelsiner og klementiner inneholder stoffet limonen. Dyreforsøk har vist at limonen senker aktiviteten mellom hypothalamus, hypofysen og binyrerne, noe som reduserer stress. Dessuten øker limonen aktiviteten til GABA-reseptorer i hjernen, noe som gir en avslappet følelse i kroppen.

Tørrede nellikeblomster på træske
© Shutterstock

Nelliker holder sykdommer unna

De tørkede blomstene fra nelliktreet inneholder blant annet den essensielle oljen eugenol. Oljen er effektiv mot sykdomsframkallende organismer i magen. Sopp, bakterier og virus liker ikke blomstens duft. Nelliker er derfor ikke bare nyttige når det er jul, men i hele influensasesongen.

Kanelbark og kanelpulver
© Shutterstock

Kanel kan holde julevekten nede

Hjernen reagerer så positivt på den essensielle oljen i kanelbarken, kanelaldehyd, at den tilsettes i parfymer og andre kosmetiske produkter. Dessuten kan stoffet regulere blodsukkeret. Dyreforsøk tyder på at kanelaldehyd påvirker stoffskiftet, slik at det er vanskeligere å legge på seg i juletiden.

Juledekoration af gran
© Shutterstock

Duften av juletre er bra for hjertet

Alfapinen utgjør en stor del av juletreets duftstoffer. Og det kommer ikke bare sansene våre til gode, men tilsynelatende også helsen. Studier viser at alfapinen kan ha gode effekter på hjerte-kar-systemet, lungene og immunforsvaret etter inhalering.

JULEMIDDAG

Ovnen er kjemikerens viktigste redskap

Kjemiske reaksjoner er ofte styrt av temperaturen, og kjemien i kjøtt er ikke noe unntak. Rått kjøtt er seigt fordi det inneholder bindevev bygget opp av proteinet kollagen.

Dessuten inneholder muskelvevet proteinene myosin og aktin. Men når steken settes i ovnen og varmes opp, endrer strukturen i kjøttet seg.

Ved 60 grader trekker muskel- og kollagenfibrene seg sammen og får steken til å bli mindre. For å få det optimale ut av kjøttets kjemi og få det mørt må man varme det opp langsomt.

I bindevevet finnes et enzym som har navnet kollagenase.

Kjemisk reaksjon gir suveren smak

Oppvarming av kjøtt er viktig for å danne smaksstoffer. Høyere temperaturer skaper flere smaksstoffer, og omkring 140 grader aktiveres en av de største smaksforsterkerne i den gastronomiske verden: Maillard-reaksjonen. Da begynner aminosyrer fra proteiner å reagere med karbohydrater i kjøttet og danne smaker.

Dette enzymet bryter ned kollagenfibrene i bindevevet, men er bare aktivt ved temperaturer under 60 grader.

Derfor gjelder det å holde ovnens temperatur nede og gi enzymet så lang tid som overhodet mulig til å bryte ned bindevevet.

Jo mer av kollagenfibrene som kan brytes ned av kollagenase før temperaturen er så høy at fibrene trekker seg sammen, og dermed deaktiverer enzymet, desto mørere blir kjøttet.

Visste du at den franske kjemikeren Louis-Camille Maillard har gitt navn til den kjemiske reaksjonen som skaper smak og bruning? Maillard undersøkte kjemien bak reaksjonen på begynnelsen av 1900-tallet.

Ved temperaturer over 60 grader begynner bindevevet å konverteres til gelatin. Etter hvert som alt kollagenet blir brutt ned til gelatin, er ikke kjøttet lenger seigt.

Muskler som brukes ofte og skal bære mye vekt, har som regel mer bindevev og må derfor steke lenger ved lav varme enn muskler som ikke mosjoneres i samme grad.

Sukker -og glykosylamin-molekyler
©

Maillard-reaksjonen binder sukker (til venstre) til aminosyrer (til højre) i for eksempel kjøtt og danner et såkalt glykosylamin (nederst).

ketoamin-molekyle
©

Ved hjelp av et omarrangeringstrinn blir glykosylaminen konvertert til et mer stabilt ketoaminmolekyl.

chokolade, kaffe, øl og mere
©

Ketoaminet er utgangsstoffet for opp mot 100 forskjellige smaker og et par brune fargenyanser, for eksempel

Smak og farge i karamell
Fargen i øl, sjokolade og kaffe
Smaken i ristet brød
Smaken i roastbiff
Fargen og smaken i stekt løk

JULESMELL

Ustabilt sprengstoff gir julesmell

Kjemi brukes også til å lage bråk. Et eksempel er knallbongbonger, med eksplosiv kjemi. Når de to endene trekkes fra hverandre, gnis to strimler mot hverandre.

På den ene strimmelen sitter en liten mengde av det eksplosive og reaktive stoffet sølvfulminat, mens den andre har en slipende overflate.

Bevegelsen skaper friksjon og varmeutvikling, som detonerer stoffet. Fulminat er ustabilt på grunn av svake bindinger mellom nitrogen og oksygen.

Derfor skal det bare en liten påvirkning til før molekylet går i oppløsning med et brak.

Friksjon setter fart i fulminaten

/ 3

Slipende overflate

1

Sølvfulminat

2

Friksjon

3
© Shutterstock & mikkel juul jensen

JULEGLEDE

Hjerneskanning kan avsløre julestemningen

I en studie sammenlignet forskere ti personer som var opptatt av jul med en gruppe som med et mer nøytralt forhold til høytiden.

Samtidig med at forsøkspersonene fikk vist bilder med julemotiver, foretok forskerne en hjerneskanning for å se om et nevralt nettverk forbundet med julestemning kunne spores.

De som var opptatt av jul, hadde en betydelig større aktivitet i områder av hjernebarken som også er forbundet med spiritualitet og empati.

Det er disse områdene i hjernen som arbeider på høytrykk når vi kommer i julestemning.