Molekyyligastronomia

“Mitähän tiedettä sinapista voisi keksiä?”, kysyi Tatu joulukuussa kinkkukauden kynnyksellä. Siinä samassa muistin, kuinka olen monta kertaa halunnut testata, miten paljon reaktio-olosuhteet vaikuttavat sinapin tulisuuteen.

Jokaisella on oma salainen sinappireseptinsä. Kuka maustaa sinappinsa konjakilla tai jallulla, kuka luottaa yrttiseen rakuunasinappiinsa ja kuka taas kermalla ja hunajalla pyöristettyyn lempään versioon. Perusraaka-aineet, joista sinapin sielu syntyy ovat sinappijauhe, vesi ja etikka. Ne ovat tulisuuden ydin, mutta resepteissä niitäkin kohdellaan kovin eri tavalla. Joskus vesi neuvotaan lisäämään kylmänä, joskus kuumana. Toisinaan etikka ohjeistetaan sekoittamaan mukaan heti alussa, toisinaan vasta sen jälkeen, kun vesi ja sinappijauho ovat saaneet muhinoida hetken keskenään. Raaka-aineiden lämpötilalla ja lisäysjärjestyksellä on merkitystä, sillä sinapin tulisuus syntyy entsymaattisen reaktion seurauksena. Ja entsymaattiset reaktiot ovat kimurantteja ja usein yllätyksellisiä.

Entsyymit ovat oikukkaita, mutta niitä voi hallita hiukan paremmin, jos tuntee niiden perusluonteen. Tärkeintä on muistaa, että entsyymit ovat proteiineja, jotka tuhoutuvat korkeissa lämpötiloissa. Niinpä entsymaattinen reaktio ei tapahtu, jos lämpötila on päässyt hetkeksikään nousemaan yli tuon kriittisen pisteen.

Ympäristöolosuhteet, kuten reaktiolämpötila ja happamuus vaikuttaa suuresti myös entsymaattisten reaktioiden nopeuteen, ja erityisesti lämpötilan suuri vaikutus saattaa yllättää kotikokin. Esimerkiksi perunalaatikkoa imellyttävän amylaasin reaktionopeus saattaa olla optimaalisessa 60-70 C:ssa satoja kertoja suurempi kuin huoneenlämmössä. Reaktiolämpötila kannattaa kuitenkin käytännön syistä pitää hiukan optimaalista alhaisempana, sillä nuo lämpötilat ovat myös lähellä entsyymiproteiinien tuhoutumislämpötiloja. Koska keittiössä harvoin seurataan reaktioita tarkoilla mittareilla, tuhoutumisriski on todellinen.

Yksi entsymaattisten reaktioiden erikoispiirre on se, että niiden etenemistä voi merkittävästi hidastaa erilaisilla inhibiittorimolekyyleillä. Nämä ovat sopivan mallisia molekyylejä, jotka istuvat tarkasti entsyymin aktiiviseen “taskuun”, mutta joissa ei kyseistä reaktiota kuitenkaan tapahdu. Yksi tällainen yleisesti käytetty inhibiittorimolekyyli on rikkidioksidi, jolla pyritään estämään esimerkiksi vaaleiden hedelmien ja kasvisten tummuminen. Rikkidioksi sopii tarkalleen kasvien tummumista aiheuttavan polyfenolioksidaasin aktiiviseen keskukseen ja siten merkittävästi hidastaa tummumisreaktion etenemistä. Tämän vuoksi esimerkiksi kuivatut hedelmät taikka vaikkapa valkoviinit on käsitelty rikkidioksidilla ja niiden pakkauksissa on usein merkintä rikkidioksidijäämistä tuotteessa. Erityisesti rikkiallergiselle tämä on tärkeä tieto.

Mutta mentäiskö jo siihen sinappiin?

Sinapin siemenet eivät ole lainkaan tulisia ennen kuin ne murskataan ja sekoitetaan veteen. Rikkoutuneessa solukossa ja vesiympäristössä myrosaanientsyymi löytää ehjissä solukoissa piilossa olleita glugosinolaatteja pilkottavakseen. Glukosinolaatit ovat yhdisteitä, joissa sokerirunkoon on kiinnittynyt erilaisia typpipitoisia yhdisteitä rikkisidoksella. Tällainen rakenne solahtaa myrisonaasientsyymin “entsyymipesään”, jossa sitten tapahtuu tuo rikkisidoksen katkeaminen ja yhdisteen vapautuminen sokerirungostaan.

Tulisuuden kannalta tärkeitä glukosinolaatteja ovat valkoisen sinapinsiemenen sinalbiini ja mustasinapin sinigriini. Edellämainitusta vapautuu myrosinaasin vaikutuksesta 4-hydroksibentsyyli-isotiosyanaattia ja jälkimmäisestä allyyli-isotiosyanaattia. Molemmat tuottavat tulisen aistimuksen, mutta edellämainittu on hyvin herkästi hajoavaa ja siksi valkoisen sinapin tulisuus vaimenee nopeasti. Tämä hajoaminen on erityisen nopeaa neutraalissa pH:ssa, jossa 4-hydroksibentsyyli-isotiosyanaatin pitoisuus puolittuu vain kuudessa minuutissa. Happamassa, noin pH 3,4:ssa hajoaminen hidastuu merkittävästi ja puoliintumisaika kasvaa yli viiteen tuntiin. Etikan lisääminen reaktioseokseen siis säilyttää sinapin tulisuutta merkittävästi. Erityisesti tulisissa sinappilaaduissa käytetään sekä valko- että mustasinapin siemeniä kunnon potkun varmistamiseksi.

Tämän poikkeuksellisen monipolvisen teoriapläjäyksen Summa Summarum siis on:

1. Sinapin tulisuus syntyy entsymaattisen reaktion seurauksena
2. Reaktiolla on tietyt minimivaatimukset (aktiivinen entsyymi sekä entsyymin ja kohdemolekyylin kohtaaminen yleensä vesiliuoksessa)
3. Reaktio-olosuhteet, erityisesti lämpötila ja reaktioympäristön pH vaikuttavat reaktionopeuteen
4. Entsymaattisen reaktion voi myös pysäyttää tai sitä voi hidastaa inhibiittorimolekyylillä, joka sopii entsyymin aktiiviseen keskukseen ja estää näin kohdemolekyylin pääsyn sinne.

Nämä summaukset mielessä lähdimme rakentamaan joulukuun MG klubin kokeellista osiota. Koska maistajille voit tarjota vain rajallisen määrän näytteitä, eritoten tulisia sinappeja, päädyimme Tatun kanssa rajaamaan kysymyksemme pariin mielenkiintoisimpaan:

1. Miten reaktioaika vaikuttaa sinapin tulisuuteen?
2. Miten enstyymin täydellinen tuhoutuminen vaikuttaa sinapin tulisuuteen ja aromiin?
3. Voitaisiinko tulisuuden tasoa säädellä inhibiittorilla?

Rakensimme neljän sinapin sarjan, joilla katsoimme voivamme etsiä vastauksia noihin neljään kysymykseen. Kaikki testisinapit perustuivat Tatun perusreseptiin sinappijauheella, jossa oli sekä valkoisen että mustasinapin siemeniä:

• 150 g sinappijauhoa
• 150 g vettä
• 50 g punaviinietikkaa
• 150 g sokeria
• 10 g suolaa

Kuumaan nesteeseen lisättiin sokeri ja suola, joiden annettiin liueta täysin. Tähän liemeen lisättiin sinappijauhe neljällä eri tavalla:

• Kuumaan nesteeseen, jonka lämpötila pidettiin 80 C:ssa, josta sen sitten annettiin hiljalleen laskea 15 minuutin ajan kannen alla muhien
• Noin 30-asteiseen nesteeseen, jossa sen annettiin hiljalleen kannen alla muhia 5 minuutin ajan. Sitten reaktio pysäytettiin kuumentamalla seos kiehuvaksi.
• Noin 30-asteiseen nesteeseen, jossa sen annettiin hiljalleen kannen alla muhia 15 minuutin ajan. Sitten reaktio pysäytettiin kuumentamalla seos kiehuvaksi.
• 10 grammaa sokerista korvattiin vaniljasokerilla, jonka jälkeen seosta käsiteltiin samoin kuin näytettä 3.

Ensimmäisessä näytteessä piti siis tapahtua myrosinaasientsyymin täydellinen tuhoutuminen, jolloin tulisuutta ei pitäisi syntyä lainkaan. Viiden ja 15 minuutin näytteiden piti hypoteesin mukaan kehittää toisistaan poikkeava tulisuus siten, että 5 minuutin näyte olisi miedompi versio. Vaniljalla maustetun näytteen piti olla myös miedompi versio 15 minuutin näytteestä, sillä olin lukenut kirjallisuudesta, että vanilliini toimisi myrosinaasientsyymin inhibiittorina. No, paljastan juonta sen verran, että olin jossakin vaiheessa eksynyt myrosinaasientsyymistä tyrosinaasiin ja sekoittanut nämä kaksi. Vanilliini inhiboi tyrosinaasia, mutta ei kirjallisuuden mukaan myrosinaasia, jota inhiboi rikkidioksidi. Noh, tekevälle sattuu. Tuloksista voi ehkä nähdä kuitenkin jotakin siitä, miten muut aistit, kuten haju, tai sitten ihan puhdas usko vaikuttaa aistimuksiimme.

Ja sitten niihin tuloksiin. Yhteensä 10 klubilaista osallistui makuraatiin. Heitä pyydettiin nimeämään tulisin, vähiten tulinen, miellyttävin ja epämiellyttävin sinappiversio. Lisäksi pyydettiin sanallisia arvioita sinappien herättämistä tunteista ja aistimuksista.

Tulisuusjärjestys tulisimman ja vähiten tulisen sinapin suhteen oli raadin mielestä varsin selvä.   Seitsemän kymmenestä arvioi näytteen koodilla B (15 minuuttia entsymaattisessa reaktiossa muhinut versio) tulisimmaksi. Myös näyte koodilla D (5 minuuttia entsymaattisessa reaktiossa muhinut versio) sai muutaman hajapisteen tulisimmaksi sinapiksi. Vähiten tulisesta sinapista vallitsi täydellinen yhteisymmärrys eli näyte koodilla A (kuumennettu versio) oli kaikkien kymmenen mielestä vähiten tulinen. Sanallisissa arvioissa se sai varsin “ei-sinappisia” kuvailuja herneestä ja pavusta huonoon salmiakkiin. Toiseksi ja kolmenneksi tulisimmasta sinapista vallitsi iloinen mielipiteiden sekamelska, sillä toinen puoli raatilaisista arvioi vaniljalla inhiboidun näytteen toiseksi tulisimmaksi toisen puoliskon ollessa sitä mieltä, että vaniljalla maustettu versio oli selvästi vähemmän tulinen kuin 5 minuuttia muhitettu näyte.

No mitäs me ainakin opimme? Ainakin sen, että sinapin tulisuuteen voidaan vaikuttaa merkittävästi reaktio-olosuhteita säätämällä. Tulisuuden voi estää kokonaan kuumentamalla seos heti alussa niin niin korkeaan lämpötilaan, että myrosinaasientsyymi tuhoutuu ennen kuin se ehtii toimia lainkaan. TUlos ei kuitenkaan enää ole sinappia, vaan jonkinlainen ruohoisen papuinen rehukeitos.  Myös reaktioajalla voi tulisuutta säätää merkittävästi. Nyt tehdyssä koesarjassa 5 minuutin ja 15 minuutin reaktioaika tuotti molemmat hyvinkin tulisen sinapin, joten mietoa sinappia syntynee huomattavasti lyhemmillä reaktioajoilla. Itse kokeilisin alkuun 30-60 sekunnin reaktioita.

Se, mitä itse opin entsymaattisten reaktioiden inhiboinnista, oli lähinnä siedätystä kestämään nolouden tunnetta. Voi ei, miten saatoin sekoittaa nuo kaksi entsyymiä??  Syytän joulukiirettä.  Muut toivottavasti oppivat jotakin muutakin. Olin nimittäin klubi-illassa aivan varma, että olin lukenut myrosinaasientsyymistä, että vanilja inhiboi sen toimintaa. No ei inhiboi, se inhiboi tyrosinaasia (joka on muuten monien vaaleiden kasvisten ja hedelmien tummumista aiheuttava polyfenolioksidaasi). Myrosinaasia inhiboi käytännössä vain rikkidioksidi, joskin myrosinaasiinhibiittoreiden etsintä on jatkuvasti käynnissä. Raadin arvoinneista voisi kuitenkin vetää sellaisen johtopäätöksen, että vaniljalla maustettu sinappi koettiin makeammaksi ja vähemmän tuliseksi kuin sama sinappi ilman vaniljaa (näyte B). Makeista leivonnaisista tuttu vaniljan tuoksu varmaankin voimisti makeuden aistimusta, mikä puolestan vaimensi tulisuutta.

Nämä vaikutukset ovat meille tuttuja aistipiirien ja aistimuksiin liittyvien assosiaatioiden välisistä vuorovaikutuksista. Aistit toimivat vuorovaikutuksessa keskenään ja kokonaisaistimukseen vaikuttaa myös eletyn elämän varrella kertyneet kokemukset ja muistot. Valmistetaan ja maustetaan siis itse kukin omiin mieltymyksiin ja muistoihin sopiva joulusinappi. Tulinen tai lempeä, tuttu tai vähän erilainen.

Leppoisaa joulunaikaa kaikille!

*************************************************************

Näin livahti taas yksi syksy MG klubin parissa.  Ensi kevääksi ajattelimme Tatun kanssa taas järjestellä jokusen vierailun yhteistyökumppaneidemme luo.  Niistä lisää joulun jälkeen.  Kevään aikataulu sen sijaan lyötiin jo lukkoon.  Merkatkaa kalentereihin seuraavat maanantait:  16.1., 13.2., 13.3., 10.4. ja 15.5.2017.  Aika aina klo 17-19, paikka vielä tuntematon.

KORJAUS 19.12.2016:  Myös kumennetun näytteen (A) reaktioaika oli 15 minuuttia, eikä 10 minuuttia, kuten ensimmäisessä versiossa virheellisesti väitettiin.

KORJAUS 2 10.12.2017:  Sinappijauhon reseptistä oli unohtunut itse aineen eli sinappijauheen määrä.  Sehän on sama kuin sokerin ja nesteenkin eli tässä tapauksessa 150 g.