Julemanden blæser sne

Julen er kemikernes fest

Natron, smældende knallerter, duftstoffer og perfekte smage. Julen er i høj grad en højtid for kemikere, der med effektive molekyler kæler for vores sanser og spreder juleglæde i hjernen.

Natron, smældende knallerter, duftstoffer og perfekte smage. Julen er i høj grad en højtid for kemikere, der med effektive molekyler kæler for vores sanser og spreder juleglæde i hjernen.

Shutterstock

JULEBAG

Hvid kemi får småkagerne til at vokse

Når bedstemor går i køkkenet for at bage julesmåkager, tilfører hun stoffet natron til dejen og sætter gang i en kemisk reaktion, der får bagværket til at vokse.

Natron, som findes i bagepulver, bruges flittigt i julekager og -brød. Når natron kommer i kontakt med væsken i småkagedejen, dannes der kuldioxid, som skaber luftbobler, så bagemassen udvider sig.

Natron virker bedre i bagepulver end som et separat stof, da bagepulver også indeholder en mild syre.

Vidste du, at natron bruges i brandslukkere? Når natron smides hen over flammerne, dannes der lynhurtigt store mængder kuldioxid, som fjerner ilten og kvæler ilden.

Omdannelsen af natron til kuldioxid og vand medfører nemlig også dannelsen af en base kaldet natriumkarbonat.

Den skal neutraliseres, da den giver bagværket en uønsket bismag, og det er her, at den tilsatte syre i bagepulveret kommer til sin ret.

Duften af gran, kanel, nelliker og klementiner er med til at skabe duften af jul. De kemiske stoffer i planterne bruges både som ingredienser i kosmetik og lader til at have en effekt på vores hjerne og generelle sundhed.

Skrællet appelsin på skærebræt
© Shutterstock

Citrusfrugter skaber julefred

Appelsiner og klementiner indeholder stoffet limonen. Dyreforsøg har vist, at limonen sænker aktiviteten mellem hypothalamus, hypofysen, og binyrerne, hvilket reducerer stress. Derudover øger limonen aktiviteten af GABA-receptorer i hjernen, hvilket giver en afslappet følelse i kroppen.

Tørrede nellikeblomster på træske
© Shutterstock

Nelliker holder sygdomme væk

De tørrede blomster fra nelliketræet indeholder blandt andet den essentielle olie eugenol. Olien er effektiv imod små sygdomsfremkaldende organismer. Svampe, bakterier og virus bryder sig ikke om blomstens duft. Nelliker er derfor ikke kun brugbare til jul, men i hele influenzasæsonen.

Kanelbark og kanelpulver
© Shutterstock

Kanel kan holde julevægten nede

Vores hjerner reagerer så positivt på kanelbarkens essentielle olie, kanelaldehyd, at den tilsættes i parfumer og andre kosmetiske produkter. Derudover kan stoffet bl.a. regulere blodsukkeret. Dyreforsøg peger på, at kanelaldehyd reagerer med stofskiftet, så det er sværere at tage på i juletiden.

Juledekoration af gran
© Shutterstock

Duften af juletræ er god for hjertet

Alfapinen udgør en stor del af juletræets duftstoffer. Og det kommer ikke bare vores sanser til gode, men tilsyneladende også helbredet. Undersøgelser viser, at alfapinen kan have gode effekter på hjerte-kar-systemet, lungerne og immunforsvaret efter inhalering.

JULESTEG

Ovnen er kemikerens vigtigste redskab

Kemiske reaktioner er ofte styret af temperaturen, og kemien i kød er ingen undtagelse. Råt kød er først og fremmest sejt, fordi det indeholder bindevæv opbygget af proteinet kollagen.

Derudover indeholder muskelvævet proteinerne myosin og aktin. Men når stegen puttes i ovnen og varmes op, ændrer kødets struktur sig.

Ved 60˚C trækker muskel- og kollagenfibrene sig sammen og får stegen til at svinde ind. For at få det optimale ud af kødets kemi og få det gjort mørt skal det opvarmes langsomt.

I bindevævet findes et enzym kaldet kollagenase.

Kemisk reaktion giver suveræn smag

Opvarmning af kød er vigtig i dannelsen af smagsstoffer. Højere temperaturer skaber flere smagsstoffer, og omkring 140 °C aktiveres en af de største smagsforstærkere i den gastronomiske verden: maillardreaktionen. Her begynder aminosyrer fra proteiner at reagere med kulhydrater i kødet og danne smage.

Enzymet nedbryder kollagenfibrene i bindevævet, men er kun aktivt ved temperaturer under 60 ˚C .

Derfor gælder det om at holde ovnens temperatur nede og give enzymet så lang tid som muligt til at nedbryde bindevævet.

Jo mere af kollagenfibrene der kan nedbrydes af kollagenase, inden temperaturen er så høj, at fibrene trækker sig sammen, og enzymet bliver inaktivt, desto mere mørt bliver kødet.

Vidste du, at den franske kemiker Louis-Camille Maillard har lagt navn til den kemiske reaktion, der skaber smag og bruning? Maillard undersøgte kemien bag reaktionen i begyndelsen af 1900-tallet.

Ved temperaturer over 60 ˚C begynder bindevævet at omdannes til gelatine. Når alt kollagenet er nedbrudt til gelatine, er kødet blødt op og ikke længere sejt.

Muskler, der bruges ofte og skal bære meget vægt, har som regel mere bindevæv og skal derfor stege længere ved lav varme end muskler, som ikke motioneres i samme grad.

Sukker -og glykosylamin-molekyler
©

Maillardreaktionen binder sukker (til venstre) til aminosyrer (til højre) fra proteiner i fx kød og danner en såkaldt glykosylamin (nederst).

ketoamin-molekyle
©

Vha. et omarrangeringstrin, bliver glykosylaminen omdannet til et mere stabilt ketoamin-molekyle.

chokolade, kaffe, øl og mere
©

Ketoaminen er udgangsstoffet for op mod 100 forskellige smage og et par brune farvenuancer, fx:

- Smag og farve i flødekaramel
- Farven i øl, chokolade og kaffe
- Smagen i ristet brød
- Smagen i roastbeef
- Farven og smagen i ristede løg

JULEKNALD

Ustabilt sprængstof giver juleknald

Kemi bruges også til at lave støj. Juleknallerter, julens svar på bordbomben, indeholder eksplosiv kemi. Når knallertens ender hives fra hinanden, gnubber to strimler mod hinanden.

På den ene strimmel sidder en lille mængde af det eksplosive og reaktive stof sølvfulminat, mens den anden har en slibende overflade.

Bevægelsen skaber friktion, varmeudvikling, som detonerer sølv­fulminaten. Fulminaten er ustabil pga. svage bindinger mellem kvælstof og ilt.

Derfor skal der kun en lille påvirkning til, før molekylet går i opløsning med et brag.

Friktion sætter fut i fulminaten

/ 3

Slibende overflade

1

Eksplosiv sølvfulminat

2

Friktion

3
© Shutterstock & mikkel juul jensen

JULEGLÆDE

Hjerneskanning afslører julestemningen

I en undersøgelse sammenlignede forskere ti personer, der fejrer jul, med en gruppe mennesker, der har et mere neutralt forhold til højtiden.

Samtidigt med at forsøgspersonerne fik vist billeder med juletemaer, foretog forskerne en fMRI-hjerneskanning for at se, om et neuralt netværk forbundet med julestemning kunne spores.

De juleglade havde en betydeligt større aktivitet i områder af hjernebarken, der også er forbundet med spiritualitet og empati.

Det er disse områder i hjernen, der arbejder på højtryk, når vi mærker eller mindes julens hygge og varme atmosfære.