La Cocina y la Ciencia

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Tomás Pérez-Durías

Doctor Ingeniero del ICAI. Promoción 1958.

Diplomado A.D.E. por el I.E.S.E. Master en Informática, U.P. de Salamanca

La Cocina y la Ciencia

La ciencia esa

gran entrometida

(II/II) Final

La Cocina y la Ciencia

La ciencia esa

gran entrometida

(II/II) Final

La Cocina y la Agricultura

Algunos catastrofistas, arropados en foros in-ternacionales, pronosticaron la incapacidad del hombre para producir alimentos suficientes pa-ra la Humanidad, si ésta seguía aumentando. Por lo que propugnaron el control de la natali-dad, como único remedio ante el hambre ge-neralizada que se produciría a finales del siglo XX. Como se ha podido comprobar con el tiempo, aunque existen todavía focos de ham-bre en el mundo, éstos están reduciéndose poco a poco. El problema no reside en la pro-ducción, sino en la distribución de los alimentos. Hasta llegar a la cocina la cadena alimentaria pasa por la agricultura y la ganadería. La agricultura es un conjunto de técnicas en ós-mosis permanente con las demás ciencias. El desarrollo de técnicas de clasificación de suelos, selección de semillas y sistemas de riego ha permitido duplicar y hasta triplicar la producción por hectárea.

La clasificación de suelos ha permitido racio-nalizar los cultivos y la utilización de abonos. Incluso se ha avanzado en los cultivos hidro-pónicos (sin tierra) controlados por ordenador. La selección de semillas ha logrado proteger los cultivos contra plagas y aumentar el rendi-miento por hectárea.Y los sistemas de riego, han conseguido reducir el consumo de agua y poder plantar en zonas anteriormente desér-ticas o semidesérdesér-ticas.Véase nuestra querida Almería, zona semidesér tica, con dos y tres cosechas anuales en la actualidad.

Actualmente existe una polémica sobre los transgénicos. Productos que sufren retoques

por reducción o adición de genes. Esta técnica está siendo contestada por algunos grupos, no siempre bien informados o intencionados. No sé si serán como aquellos grupos de pro-testa que se formaron en Inglaterra, cuando se comenzó a efectuar el tendido del ferroca-rril. Aseguraban que las vacas dejaban de dar leche, al paso del ferrocarril. Esta técnica ha de mirarse con respeto pero no con miedo. Ha-brá que seguir con las investigaciones y com-probaciones. Pero puede ser una revolución agrícola en el siglo XXI. De hecho ya estamos consumiendo productos transgénicos.

La Cocina y la Medicina

Las necesidades energéticas y nutricionales del ser humano, para sobrevivir y desarro-llarse, se limitan a una pequeña cantidad de componentes individuales. La lista se reduce a: agua, energía, proteínas, vitaminas y mi-nerales.

Agua

Una persona normal necesita aproximada-mente 3 litros diarios. Un litro para compensar las pérdidas por evaporación a través de los pulmones; litro y medio para la eliminada por la orina; y medio litro (a veces más) para las pér-didas por sudoración. Los alimentos cocinados aportan alrededor de un litro, el agua metabóli-ca (obtenida por la digestión de los alimentos) supone un cuarto de litro y el resto debe inge-rirse directamente como bebida. De ahí la recomendación médica de beber dos litros diarios de agua, para evitar deshidrataciones.

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Energía

La energía metabólica puede obtenerse de la grasa, los carbohidratos y las proteínas. Aunque el rendimiento obtenido es distinto en unas que otras, son reemplazables entre sí. Los lípidos aportan 9 Kcal/g mientras que los carbohidratos y las proteínas aportan so-lamente 4 Kcal/g. Hay otros componentes de la dieta alimenticia, además de carbohidratos, lípidos y proteínas, que también aportan ca-lorías. El alcohol apor ta 7 Kcal/g, el ácido acético (presente en el vinagre) 3,5 Kcal/g, el ácido cítrico (presente en muchas frutas) uti-lizado en grandes cantidades en las bebidas refrescantes, aporta 2,5 Kcal/g.

La energía es necesaria para mantener la actividad vital (metabolismo basal). El meta-bolismo basal incluye una multitud de activi-dades, como son:

La síntesis de proteínas consume el 40% de las necesidades.

El transporte activo y la trasmisión nerviosa otro 40%.

El corazón y la respiración, alrededor del 10%.

Y el resto de actividades el 10% residual. Así mismo, el consumo de energía por los distintos órganos es muy diverso. El cerebro y la masa muscular consumen un 20% de la energía utilizada en reposo, cada uno. En pe-so, sin embargo, representan el 2% y el 40% respectivamente. La energía que una perso-na precisa para cubrir su metabolismo basal, es función del número de células metabóli-camente activas que posea, es decir de su peso. No todos los tejidos consumen la mis-ma proporción de energía (el esqueleto y el tejido adiposo son poco activos metabólica-mente). En general, se estima que la necesidad energética de una persona es proporcional a su peso, y aproximadamente de una kilocalo-ría por kilogramo de peso y hora.

Cubiertas las actividades involuntarias (me-tabolismo basal), es necesario atender los consumos que originan las actividades volun-tarias. Estas actividades son muy variables por lo que las necesidades pueden variar desde un pequeño incremento hasta siete veces las correspondientes al metabolismo basal. Expe-rimentalmente se ha calculado el gasto ener-gético de las actividades voluntarias, en fun-ción del consumo de oxígeno y la producfun-ción de CO2. Como es lógico los consumos de-penden de las características per sonales (peso, sexo y edad). Algunas estimaciones del consumo energético según la actividad son:

Actividad ligera: Pasear, trabajo industrial y doméstico = de 2,5 a 5 Kcal/minuto

Actividad moderada: Viajar en bicicleta, cavar con azada = de 5 a 7,5 Kcal/minuto

Actividad pesada: Jugar al fútbol, trabajo en la minería = de 7,5 a 10 Kcal/minuto

Actividad muy pesada: Correr, cortar leña = más de 10 Kcal /minuto

Proteínas

El cuerpo humano las aprovecha como fuente de aminoácidos utilizables para cons-truir las proteínas del propio organismo, así como fuente de nitrógeno biodisponible para sintetizar otras sustancias.

Las necesidades de proteínas son también función del peso, pero además de la edad. Esto es debido a que las proteínas son necesarias tanto para el recambio de las destruidas en el metabolismo (no todos sus aminoácidos pue-den recuperase), como indispensables para el crecimiento. Cuanto más rápido sea éste (la infancia y la pubertad) tanto mayor será la ne-cesidad de proteínas por Kg de peso corporal. El organismo humano puede transformar los aminoácidos de una forma limitada. No puede fabricar ocho de los aminoácidos que forman parte de sus proteínas, y en consecuencia debe ingerirlos a partir de la dieta. Estos aminoácidos se llaman aminoácidos esenciales, y son: ISOLEUCINA LEUCINA LISINA METIONINA FENILALANINA TREONINA TRIPTOFANO VALINA

Además hay otros dos aminoácidos, la cis-teína y la tirosina, que solo pueden obtenerse o bien directamente de la dieta o bien a par-tir de los esenciales metionina y fenilalanina. La histidina es también esencial en la dieta de los niños, ya que la sintetizan pero en cantidades insuficientes.

El valor nutricional de una proteína depende de su composición en aminoácidos. Es necesario prestar especial atención a los contenidos de lisi-na y de metionilisi-na, ya que existen proteílisi-nas (so-bre todo vegetales) muy deficitarias en ellos. Las proteínas de los cereales son muy deficitarias en lisina, mientras que las de las leguminosas lo son en aminoácidos azufrados (metionina y cisteína). Las proteínas animales tienen en general com-posiciones más próximas a la considerada ideal.

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Cuando se combinan en una misma comida proteínas que compensen sus deficiencias en aminoácidos esenciales (una proteína deficien-te en lisina, pero con exceso de metionina, con una deficiente en metionina pero con exceso de lisina) el resultado es una dieta proteica de buena calidad nutricional. Durante siglos la ob-servación empírica del mejor valor nutricional de este tipo de combinaciones ha originado la mayoría de los alimentos populares: como el cocido, las judías con arroz (que permiten compensar las deficiencias en lisina y metionina de cereales y leguminosas, respectivamente), las combinaciones de productos lácteos con cereales (arroz con leche) o las pizzas. Vitaminas

El descubrimiento de las vitaminas se pro-dujo como consecuencia de la observación de que la dieta sintética, compuesta por car-bohidratos, proteínas, lípidos y minerales, no permitía el crecimiento de los animales de laboratorio. La adición de leche a la dieta la transformó en alimento completo.

El fraccionamiento de la leche permitió descubrir que tanto la fracción grasa como la acuosa eran indispensables. A los componen-tes desconocidos se les llamó vitamina A (presente en la fracción grasa) y B (presente en la fracción acuosa). Los estudios posterio-res mantuvieron esta división, y todavía se clasifican las vitaminas en vitaminas hidroso-lubles (presentes en las par tes acuosas de los alimentos) y vitaminas liposolubles (inso-lubles en agua y presentes en las partes gra-sas de los alimentos). El grupo “B”, resultó ser una mezcla de diversas vitaminas.

Las vitaminas hidrosolubles son generalmen-te coenzimas o precursoras de ellos. Por eso la carencia de una vitamina se traduce en la re-ducción, o paralización incluso, de la reacción en la que está implicada, con consecuencias biológicas previsibles. Las vitaminas liposolubles tienen funciones moleculares todavía no bien conocidas, aunque su carencia también da lugar a enfermedades carenciales.

No es fácil hacer una estimación de las ne-cesidades de cada vitamina, ya que éstas varían con la edad, el peso, la situación fisiológica e incluso por la influencia de otros componen-tes de la dieta. Lo que si está claro es que, la falta de algunas vitaminas en la dieta, da lugar a la aparición de enfermedades que pueden ser graves.

Las enfermedades provocadas por la ca-rencia de vitaminas se observan en poblacio-nes mal alimentadas. Otras, solamente se han

podido observar en situaciones excepciona-les o experimentaexcepciona-les.

La carencia de vitamina A produce defec-tos en la visión, y si esta carencia es muy severa, puede terminar en ceguera.

La carencia de vitamina D produce defectos en la calcificación de los huesos y, conse-cuentemente raquitismo (en los niños) u osteomalacia.

La carencia de niacina produce la enfer-medad conocida como pelagra. Esta en-fermedad era muy frecuente en algunas poblaciones que basan su alimentación en el maíz, ya que la niacina presente en él no está en forma biodisponible.

La carencia de tiamina produce daños neu-rológicos, y en los casos más serios, la medad conocida como beri-beri. Esta enfer-medad apareció al modificarse los sistemas de descascarillado del arroz utilizados en ex-tremo oriente, ya que en este alimento la vi-tamina se concentra en la cascarilla, y, mientras que por el sistema antiguo parte pasaba al grano, con el nuevo se perdía totalmente.

La carencia de ácido fólico tiene como consecuencia la aparición de anemia me-galobástica, enfermedad que se encuentra con cier ta frecuencia entre las mujeres gestantes de los países subdesarrollados, ya que el embarazo aumenta al doble las necesidades de esta vitamina.

La carencia de vitamina C produce la en-fermedad conocida como escorbuto. Esta enfermedad fue muy grave entre los mari-neros de siglos pasados.

La vitamina K es sintetizada por la propia flora bacteriana, en cantidades más que suficientes para cubrir las necesidades.

La vitamina B12 se encuentra en los ali-mentos de origen animal, y es sintetizada también por las bacterias del tubo. Las demás vitaminas se encuentran tan am-pliamente distribuidas que es muy difícil que se produzca una situación deficitaria de cualquie-ra de ellas, si el aporte de calorías y proteínas es suficiente, sea cual sea el tipo de dieta que se consuma. Las situaciones carenciales están relacionadas o con problemas de absorción (la biotina, y la vitamina B12, en particular) o con dietas muy desequilibradas (como la de algu-nas persoalgu-nas alcohólicas, que pueden obtener mas del 80% de sus necesidades de energía del alcohol), combinadas con otras deficiencias. Muchas veces se ha difundido, que dosis elevadas de algunas vitaminas pueden prevenir enfermedades, desde el cáncer al catarro común. En particular la vitamina C, de la que

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se dice que dosis de 1 gramo diario (veinte veces la dosis recomendada por los expertos en nutrición) contribuyen mejorar la salud.

No se han obtenido pruebas de que dosis de vitaminas superiores a las necesarias sean beneficiosas, excepto en alguna de las raras enfermedades relacionadas con defectos de su captación. Sin embargo algunas vitaminas, como la vitamina A y especialmente la vita-mina D pueden ser tóxicas si se ingieren en cantidades elevadas.

Minerales

Además del carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre que forman par te de las moléculas orgánicas, nuestro organismo ne-cesita otros elementos, como componentes estructurales o catalíticos en los centros acti-vos de enzimas. Estos elementos son:

Calcio: Es el mineral más abundante en el organismo, como componente fundamental de los huesos.

Cinc: Forma parte de bastantes enzimas.

Cloro: Interviene en el mantenimiento de los equilibrios iónicos y osmóticos. Forma parte del jugo gástrico.

Cobalto: Se encuentra exclusivamente formando parte de la vitamina B12.

Cobre: Forma parte de algunos enzimas.

Cromo: Inter viene como constituyente del factor de tolerancia a la glucosa.

Flúor: Forma parte de la estructura de los dientes y huesos, aunque no es un ele-mento esencial.

Fósforo: Es un componente esencial, junto con el calcio, en la estructura de los huesos y dientes.

Hierro: Forma par te de la hemoglobina (la proteína que transporta el oxígeno en la sangre) y de la mioglobina (que lo hace en el músculo).

Manganeso: Forma parte de algunos enzimas.

Magnesio: Forma parte de los huesos. Es también necesario para la actividad de muchos enzimas.

Molibdeno: Forma par te de un cofactor específico necesario para tres enzimas.

Potasio: Participa en el mantenimiento de la presión osmótica, especialmente en el inte-rior de las células, y en la trasmisión nerviosa.

Selenio: Forma parte de la selenocisteína, un aminoácido peculiar, (equivalente a la cis-teína, pero con azufre en lugar de selenio).

Sodio: Participa en el mantenimiento de la presión osmótica, fundamentalmente en compartimentos extracelulares, en la trans-misión nerviosa y en el equilibrio ácido-base.

Yodo: Su función biológica es como com-ponente de las hormonas tiroideas. No se conoce la función biológica de otros elementos como: silicio, boro, vanadio, es-taño, arsénico y níquel, si es que la tienen. Tampoco se sabe si su carencia provoca en-fermedades en humanos. En algunos casos se pueden provocar experimentalmente en-fermedades en animales. Esto hace que se sospeche que pueden desempeñar alguna función en el organismo (el silicio, en el desarrollo óseo, el boro en el metabolismo del calcio… ).

La mayoría de los minerales se encuentran distribuidos entre todo tipo de alimentos, de tal modo que cualquier dieta que no sea aberrante incluye la cantidad suficiente. Los únicos elementos de los que pueden produ-cirse carencias son el calcio, el hierro y el yodo, y solamente con dietas basadas en alimentos que no los contienen o que los contienen en forma no asimilable. Los demás elementos están tan ampliamente distribui-dos que, comamos lo que comamos, es difícil que aparezcan deficiencias.

En poblaciones con dietas muy anormales (por ejemplo los alcohólicos, que reciben una gran proporción de las calorías de su dieta, del alcohol) pueden aparecer deficien-cias de cinc y cobre. Estas deficiendeficien-cias están asociadas naturalmente a otras deficiencias aún más importantes en proteínas, vitaminas y otros minerales.

La Cocina y la Ciencia

Y llegamos al final. Todo lo anteriormente expuesto nos indica que, aunque muchas fa-cetas han sido producto final del proceso prueba-error, todas las ciencias intervienen o han intervenido en la cadena alimentaria y fi-nalmente en la cocina propiamente dicha. Muchas recetas tradicionales tiene explica-ción científica hoy en día. Como ejemplo va-mos a ver unos ejemplos del día a día. La mezcla de dos líquidos puede producirse de formas diferentes

Si se mezcla alcohol con agua, se obtiene una mezcla homogénea o disolución. No es posible distinguir los componentes originales a menos que se disponga de un microscopio apropiado.

Si al agua se le añade aceite, la situación es muy diferente.Ya que si no se agita la mezcla, se observa que permanecen independientes uno del otro. Al batir la mezcla, se puede conseguir una aparente uniformidad. Sin

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em-bargo, al mirar con un poco de cuidado pue-den ipue-dentificarse sin dificultad los componen-tes originales. No obstante, si se ha batido enérgicamente, puede ser necesario un mi-croscopio para distinguirlos.

Cuando un líquido se dispersa en otro, en forma de pequeñas gotitas, se denomina emulsión. Las emulsiones normalmente no son estables. En el caso del aceite añadido al agua, puede obser varse que las gotitas de aceite se van uniendo unas con otras hasta conseguir, en poco tiempo, que los líquidos estén completamente separados. No obs-tante, existen sustancias, denominadas emul-sionantes, que al añadirlas consiguen estabili-zar la emulsión, impidiendo que las pequeñas gotitas de aceite se agrupen.

Emulsiones usadas en la cocina

Existen sustancias muy utilizadas en la pre-paración de platos culinarios, como: La leche, grasa en disolución acuosa; La mantequilla, disolución acuosa en grasa; o La mayonesa, emulsión formada al dispersar aceite en un medio acuoso.

La mayonesa, se obtiene al dispersar el aceite (grasa) en la yema de huevo (medio acuoso), que contiene un emulsionante denominado lecitina. La lecitina “rodea” a las gotitas de aceite e impide que se unan unas a otras.

Para hacer una mayonesa se pone, a tempera-tura ambiente, la fase acuosa en un recipiente: una yema de huevo y un poco de vinagre o li-món. Gota a gota se añade aceite mientras se agita enérgicamente para conseguir formar pequeñas gotitas de aceite que rodeadas de emulsionante consigan formar la emulsión.

Cuando una mayonesa se cor ta, técnica-mente se dice que flocula, las gotitas de aceite se unen unas a otras y como consecuencia el aceite se separa de la fase acuosa. Esto sucede con frecuencia si los componentes se en-cuentran muy fríos o si se aporta demasiada energía a la mezcla.

Para arreglar una mayonesa cor tada se pone una pequeña cantidad de la misma,

incluyendo algo de la fase acuosa en un reci-piente. Se añade un poco de agua o yema de huevo y se bate insistentemente hasta con-seguir emulsionar la mezcla. A continuación y sin dejar de batir se añade lentamente el res-to de la salsa cortada.

Con una sola yema se pueden preparar hasta 23 litros de mayonesa. La composición en peso de una yema de huevo es la siguiente: 50% de agua, 16% de proteínas, 22% de grasas, 2% de colesterol, 10% de fosfolípidos, sustancias emulsionantes a las que pertenece la lecitina. ¿Se debe añadir la leche al té o el té a la leche?

Hay tantas maneras de preparar un té que hasta los propios súbditos de Su Majestad Britá-nica no están de acuerdo sobre cuál es la adecuada. La ciencia nos dice que si se quiere tomar té con leche, se debe echar primero la leche y sobre ella el té. Además la leche debe ser fría y sin que previamente haya sido hervida. La razón es que los taninos, uno de los principales componentes del té, se unen a las proteínas de la leche y disminuye en gran manera su astringencia. Si se echa la leche sobre el té caliente, las proteínas de aquella se desnaturalizaran en par te perdiendo en-tonces la capacidad de enmascarar a los tani-nos. Al echar el té caliente sobre la leche fría se consigue que la temperatura aumente lentamente, dándole tiempo a la leche a rea-lizar su tarea. Por razones parecidas, al hervir la leche, las proteínas se desnaturalizan.

Las aguas de fuerte mineralización no son buenas para preparar un buen té ya que pre-cipitan (hacen desaparecer) muchos de los compuestos aromáticos del té. La cafeína (3% del extracto seco) confiere al té su poder estimulante. En menor medida la teobromina (0,1 %) y la teofilina (0,005%). La cafeína y los aromas se extraen en tres o cuatro minutos. Los taninos son los responsables de su color y su sabor amargo y astringente. Su extracción de es mucho más lenta, por lo que el tiempo que estén las hojas de té dentro de la tetera, determinará parte de sus cualidades

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Enlaces de interés www.afuegolento.com/portada.ats www.calidalia.com/ www.cocinadelmundo.com/ www.hola.com/gastronomia/rinconortega/ www.karlosnet.com/ www.lacocinasana.com/ www.portaldecocina.com/ www.pulevasalud.com/

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