Cacio e Pepe sosunun faz davranışı
(arxiv.org)- Cacio e pepe; yalnızca peynir, karabiber ve nişastalı sudan yapılan basit bir sos olsa da, ısıtma sırasında peynir proteinleri kümelenerek tüm sosu kaplayan bir Mozzarella Phase oluşturma eğilimindedir
- Peynir-su oranı, nişasta konsantrasyonu ve sıcaklığın değiştirildiği deneylerde, nişastanın peynir kümelenmesinin kararlılığını belirleyen temel değişken olduğu görüldü
- Nişasta, peynir kütlesine göre %1'in altındaysa büyük topaklar kolayca oluşuyor; nişasta artırıldığında ise kümelenmenin başladığı sıcaklık yükseliyor ve topak boyutu küçülüyor
- Nişasta %1'de sabitlenip peynir proteini oranı değiştirildiğinde, tekdüze bölge ile kümelenme bölgesini ayıran bir binodal curve ortaya çıktı ve bu eğri minimum serbest enerji modeliyle niteliksel olarak yeniden üretildi
- Trisodyum sitrat, peynir kütlesine göre %2 ve üzeri düzeylerde görünür kümelenmeyi engelliyor; ancak geleneksel bir malzeme değil ve peynir tadını zayıflatabildiği için tercih konusu tartışmalı
Basit malzemelerin ardındaki fizik problemi
- Cacio e pepe, İtalya'nın Lazio bölgesine özgü geleneksel bir makarna yemeğidir; Pecorino peyniri, karabiber ve nişasta karışmış suyla yapılan kremanın makarnayla buluşturulmasıyla hazırlanır
- Malzeme listesi kısa olsa da, peynir-su karışımı ısıtıldığında kolayca ayrışabilir ve büyük peynir topakları sosu bozabilir
- Yüksek sıcaklık, peynir proteinlerinin denatürasyonunu ve kümelenmesini hızlandırdığı için kaynar suyu doğrudan peynire katmadan önce biraz soğutmak önemlidir
- Yalnızca su kullanıldığında yaklaşık 65°C civarında büyük topaklar oluşur; bu duruma Mozzarella Phase adı verilir
- Makarna suyunda bir miktar nişasta bulunduğundan, normal suya göre topak oluşumunu azaltır; suyu çektirerek nişastayı yoğunlaştıran “risottata” makarna suyu ise topakları neredeyse tamamen ortadan kaldırır
Nişasta konsantrasyonu ve Mozzarella Phase
- Deneylerde Pecorino Romano DOP kullanıldı; peynir ile nişastalı su 1:1 kütle oranında karıştırıldı ve sıcaklıkla nişasta konsantrasyonu değiştirilerek gözlem yapıldı
- Nişasta, suda çözülüp ısıtılarak jelatinize edildikten sonra oda sıcaklığına soğutulup peynirle karıştırıldı
- Karışım, sıcaklığı sous-vide cihazıyla kontrol edilen su banyosunda ısıtıldı; her sıcaklıkta örnekler petri kabına alınarak görüntülendi
- Sıcaklık, her örneklemede 5°C artırıldı ve buharlaşan su her aşamada tamamlandı
- Kümelenme derecesi, fotoğraflardaki peynir topaklarının tespit edilip elipslerle yaklaştırılması ve elipsin büyük ekseninin aggregate size olarak alınmasıyla nicelleştirildi
- Nişasta konsantrasyonu yükseldikçe sos daha kararlı kaldı
- Topaklar ancak daha yüksek sıcaklıklarda oluştu
- Ortalama topak boyutu küçüldü
- Mozzarella Phase oluşumu baskılandı
- Nişasta, sosu daha homojen hale getiriyor ve pişirme sırasındaki sıcaklık kontrol hatalarına karşı daha az hassas kılıyor
Peynir protein oranının oluşturduğu faz sınırı
- Nişasta konsantrasyonunun suya göre %1 sabitlendiği ve 50 g peynire karıştırılan nişastalı su miktarının değiştirildiği deneyler de yapıldı
- Bu koşullarda, önceki bazı deneylerde görülen Mozzarella Phase'ten kaçınılabildi
- Kümelenmeyi yönlendiren proteinin etkisini görmek için Pecorino Romano DOP'un besin değerleri kullanılarak peynir konsantrasyonu protein kütle kesri ϕ cinsine çevrildi
- Sonuçlar, homojen karışım bölgesi ile daha büyük agregaların görüldüğü bölge arasında bir binodal region bulunduğunu gösterdi
- Binodalın biçimi parabolik olarak uydurulabildi ve minimum noktası, su ile peynirin 1:1 olduğu durumdaki 0.134 protein kütle kesrinin biraz altında yer aldı
- Bu biçim, protein kütle kesri düşük ya da yüksek olduğunda sosun yüksek sıcaklıklarda bile iyi karışmış kalabildiğini gösteriyor
- Binodalın üzerindeki topaklar deney boyunca dinamik olarak kararlıydı ve belirgin bir coarsening gözlenmedi
- Sistem, aktif kimyasal reaksiyon içermeyen bir emülsiyon olduğundan, bunun Turing-benzeri bir mekanizmadan çok çok yavaş ripening dynamics ile ilişkili olması muhtemel
Sosun faz ayrışmasına dair minimal model
- Model, sistemi peynir proteinleri ile su, nişasta, tuz ve lipitleri içeren bir effective solvent arasındaki ikili karışım olarak sadeleştiriyor
- Peynirde kazein ve whey proteinleri bulunur; deney sıcaklığı aralığında whey proteinlerinin bir kısmı denatüre olur
- Serbest enerji yoğunluğu için Flory-Huggins biçimi kullanılır; modelde protein kütle kesri ϕ, etkileşim parametresi χ ve göreli boyut n yer alır
- İki fazın birlikte bulunabilmesi için değişim kimyasal potansiyelinin ve ozmotik basıncın her iki fazda da eşit olması gerekir
- Deneysel binodal kullanılarak sıcaklığa bağlı χ(T) ve n(T) ters yönden çıkarıldı ve bu değerlerle binodal curve yeniden kuruldu
- χ'deki artış, ısıtmanın yol açtığı whey proteini denatürasyonu ve kümelenmesi ile whey-casein micelle ve micelle-micelle etkileşimlerindeki artışla ilişkili olabilir
- n'deki artış ise whey denatürasyonu ya da nişasta aracılı protein komplekslerinin oluşumuyla bağlantılı olabilir
- Bu basit model, gerçek mikroyapıyla birebir örtüşmese de gözlenen faz davranışının başlıca özelliklerini yakalıyor
Alternatif bir dengeleyici olarak trisodyum sitrat
- Trisodyum sitrat, gıda endüstrisinde emülgatör ve pH tamponu olarak yaygın biçimde kullanılır; kalsiyum iyonlarını şelatlayarak protein etkileşimlerini değiştirebilir
- Kazein protein kümelenmesinde kalsiyum önemli rol oynadığı için, trisodyum sitrat süt bazlı sosların dengelenmesinde etkilidir
- Deneylerde peynir ve su 1:1 oranında karıştırıldı; trisodyum sitrat peynir kütlesine göre %1, %2, %3 düzeylerinde eklendi
- %2'nin altında, sos yeterince kararlı hale gelmedi; dengeleyici eklenmeyen duruma kıyasla daha yüksek sıcaklıklarda olsa bile sistem genelini kaplayan Mozzarella Phase benzeri topaklar oluştu
- %2 ve üzerinde görünür boyutta agregalar oluşmadı ve sos çok kararlı kaldı
- Nişasta kullanıldığında küçük agregalar kalabilirken, trisodyum sitrat tamamen kararlı bir sosa geçişte daha keskin bir geçiş sağlıyor
- Etkisi güçlü olsa da geleneksel tarifin dışına çıkıyor ve peynir tadını bir miktar köreltebiliyor
Bilimsel olarak optimize edilmiş tarif
- Başarılı bir cacio e pepe büyük ölçüde nişasta ile peynir oranının doğru ayarlanmasına bağlıdır
- Nişasta, peynir ağırlığının %1'inden azsa, Mozzarella Phase'e karşılık gelen rahatsız edici büyük topaklar kolayca oluşur
- Nişasta %4'ü aşarsa, sos soğurken sertleşir ve yemesi zor hale gelir
- Tat ve doku testlerinde ideal nişasta aralığı %2~%3 olarak bulundu
- Aç iki kişi için örnek ölçü şu şekildedir
- Makarna 300 g
- Peynir 200 g
- Nişasta 5 g
- Nişasta, 50 g suda çözülüp ısıtılır; kıvam alıp neredeyse şeffaf hale gelene kadar jelatinize edilir
- Yalnızca makarna suyu, sosu stabilize etmeye yetecek kadar nişasta içermez
- Nişastası yoğunlaştırılmış “risottata” makarna suyu da kullanılabilir; ancak son nişasta miktarını kontrol etmek zor olduğundan, toz nişastayı doğrudan tartmak daha hassastır
- Jelatinize edilmiş nişasta jeline 100 g daha su eklenip soğutulduktan sonra peynir katılır ve blender ile homojen hale getirilmesi önerilir
- Elle rendelenmiş peynirde parçacık boyutu değişebileceği için, nişasta çözeltisiyle birlikte blenderdan geçirmek daha homojen bir sos elde etmeyi kolaylaştırır
- Karabiberin önceden tavada hafifçe kavrulması tat ve aromayı artırabilir
- Alternatif olarak, 200 g peynir için 5 g trisodyum sitrat 150 g suda çözülerek kullanılabilir; ancak bu malzeme geleneksel değildir ve peynirin tadı ile dokusunu değiştirebilir
- Makarna hafif tuzlu suda al dente haşlanır, bir miktar haşlama suyu ayrıldıktan sonra süzülür
- Süzülen makarna, fazla ısının sosu kararsızlaştırmaması için en fazla yaklaşık 1 dakika kadar soğutulur
- Deneylerde kinetik etkiyi azaltmak için yaklaşık 40 dakika boyunca 50°C'den 95°C'ye yavaş ısıtma uygulandı; ancak mutfakta bu düzeyde kontrol pratik olmadığından, önemli olan ısıl şoku azaltmaktır
- Stabilize edilmiş sos, tavada yeniden ısıtıldığında da dokusunu korur ve 80~90°C seviyelerinde bile topaklanma ya da ayrışma riskini azaltabilir
Kalan sorular ve genişleme olasılıkları
- Çalışma, nişastanın peynir-su karışımının homojenliğini artırdığını ve kararlılığı suyun kaynama noktasına yakın sıcaklıklara kadar nicel olarak yükseltebildiğini gösteriyor
- Trisodyum sitrat, nişastadan farklı olarak kalsiyum iyonlarını şelatlayıp protein kümelenmesini engelliyor ve faz ayrışmış sostan homojen emülsiyona daha keskin bir geçiş yaratıyor
- Nişasta konsantrasyonuna göre peynir topaklarının biçiminin nasıl değiştiği daha ayrıntılı analiz gerektiriyor
- Nişasta arttıkça, peynirin sistemin tamamına yayılan Mozzarella Phase'ten çok sayıda küçük agregaya dönüşmesi en az üç türü açıkça içeren bir modelle ele alınabilir
- Daha ayrıntılı bir model; proteinin iki durumu, effective solvent, casein micelle ve farklı boyutlardaki protein agregalarını içerebilir
- Çok bileşenli bir model, sıcaklığa bağlı etkileşimlerin ve boyut parametrelerinin kestirilebilmesi için daha fazla deney gerektirir
- Nişastanın etkin parametreler ve viskozite üzerindeki etkisi ile karabiber parçacıklarının kümelenme çekirdeği olarak davranma olasılığı da gelecekte incelenebilir
1 yorum
Hacker News yorumları
Geleneksel cacio e pepe yapan restoranların sırrı, sosu makarna haşlama suyuyla emülsifiye etmelerinde yatıyor.
Ancak bu, evde kullandığınız makarna suyuyla aynı değil. Evde 500 g makarnayı 5000 g su ve 50 g tuz gibi klasik oranla haşlasanız bile çok az nişasta çıkar; restoranlar ise aynı makarna suyunu bütün gün, hatta bütün hafta kullanır ve su başka makarnalardan çıkan nişastayla doludur.
Aynı emülsiyon etkisini elde etmek için mısır nişastası veya un ekleyip yoğunluğu %1’in üstüne çıkarabilir, daha verimli bir yöntem olarak küçük bir kapta sadece bir kısmını ayrıca hazırlayıp kullanabilir ya da baştan başka bir emülgatör kullanabilirsiniz.
Önce az miktarda soğuk suda açıp, sonra bunu sıcak makarna suyuna eklemelisiniz. İstenen nişasta amilopektindir; mumlu patates nişastası mısır nişastasından daha uygundur [1].
[1] https://www.researchgate.net/figure/Amylose-and-amylopectin-...
Püf noktası iki şey: Makarnayı çok az suda pişirme yöntemi olan pasta risottata ve o nişastalı suyla sosu güçlü biçimde karıştırarak emülsifiye etmek.
Doğru yapılırsa hiç su dökmenize gerek kalmaz.
https://www.youtube.com/watch?v=ZN8g_ZNAJcg
Sosa biraz tereyağı ve zeytinyağı koyuyor, makarnayı olabildiğince az suyla haşlıyor, sonra kalan az miktarda suyla birlikte sosun içinde bitiriyorum. Orecchiette özellikle iyi oluyor; sos çok iyi tutunuyor ve ipeksi bir kıvam alıyor.
Cacio e pepe ya da carbonara gibi basit, klasik İtalyan peynirli makarnaları tek lokmayla bırakmak imkânsız; büyük bir kâse yemek gerekir.
Faz diyagramı harika. Yemek kitapları için çıtayı ciddi biçimde yükseltiyor gibi.
Malzeme oranlarını neden seçtiğini bir diyagramla açıklayamıyorsan, en iyi sosu yaptığınıza neden inanayım ki?
Adil olmak gerekirse McGee’nin kitabı da benim yaptığım şeyi çok daha büyük bir emekle yapıyor: gıda bilimi makalelerini tek bir paragrafa özetlemek.
Yemek yapmayı bilim olarak gördüğünüzde her zaman ilginç olan şey, reaktifleri gözünüz ve duyularınızla gerçek zamanlı ayarlamak zorunda olmanızdır. Bilmediğiniz bir markanın elma sirkesinden doğru miktarda kullanmak istiyorsanız, sonunda ağzınızla gerçek zamanlı titrasyon yapmanız gerekir.
Yumurta üreticileri arasındaki değişkenliği hiç açmak bile istemiyorum. Clara’nın lesitin içeriği Number 4’ünkinden en az %10 daha güçlü gibi, ayrıca okşanmaya da daha iyi tahammül ediyor.
Oranlarla bazı standart tarifler sunan ve varyasyon ipuçları veren Ratio adlı kitaba bakmaya değer. Lateral Cooking’i de öneririm; en basit biçimden başlayıp malzeme değişikliklerini veya eklemeleri bir spektrum olarak açıklar.
Kahve demlemede, özellikle pour-over’da fiziksel yaklaşıma çok ilgi var; ancak o alandaki titizliğin gerçekten daha lezzetli kahveye ne kadar dönüştüğü konusunda biraz şüpheciyim.
Serious Eats, ChefSteps ve What’s Eating Dan araştırmaya dayalı, iyi grafiklerle desteklenen çok sayıda tarif yayımladı.
Örneğin bir sporcu fiziği anlamadan da “Bend it like Beckham” yapabilir.
Yemekte de kimya gelip bunu açıklamadan çok önce, halk bilgisi omleti çırpmadan önce yumurtaya tuz koymanın iyi olduğunu biliyordu. Bu sırada şüpheciler daha kötü omletler yapıyordu.
Serious Eats gibi yerler daha derine iner, ama faz diyagramı yaklaşımı çok hoşuma gitti. Mayonez, dondurma, vinegret gibi stabilize kolloidler için özellikle uygun görünüyor.
Daha fazla nişasta eklemek dışında tamamen işe yarar bir çözüm de peyniri tavaya koymadan önce üzerine biraz sodyum sitrat serpmek.
Sitrik asidin sodyum tuzudur, yaygın bir gıda katkı maddesidir ve Amazon’dan ucuza alınabilir. Peynirin erime özelliklerini iyileştirerek nişasta meselesini tümden bertaraf eder. Aslında pecorino Velveeta yapmış oluyorsunuz.
1 tatlı kaşığı ila 1 yemek kaşığı limon ya da başka bir narenciye suyuna iki parmakla çok az karbonat eklemeniz yeterli. Amazon’da satılan özel kimyasal ürünlerde içerik konusunda kandırılabilirsiniz.
Sodyum sitrat zaten turunçgillerde bulunur; karbonat ise tadı daha keskin yapabilecek asitliği bastırır. Ev yapımı domates çorbasına bir tutam karbonat ekleyip domatesin asitliğini azaltmak ve süt ya da kremayla daha iyi karışmasını sağlamak da iyi bir püf noktasıdır.
1 yemek kaşığı beyaz şarap da peynir sosunda büyük etki yaratabilir.
Makarna sosunda ilginç olan nokta, genelde gereken nişasta miktarının önerilen makarna haşlama suyu miktarıyla pek uyuşmaması.
Az su kullanırsanız İtalyan arkadaşlarınız bir şeyler söyleyecektir; bu yüzden nişastayı ayrıca ekleme kestirmesi doğru yaklaşım ve çok daha kararlı sonuç veriyor.
Su az olunca makarnanın yapışmasının kolaylaştığını ve bol suyla harlı kaynatmanın bunu azalttığını biliyorum, ama sadece karıştırmak da sorunu çözüyor.
Makarna da daha iyi oluyor, cacio e pepe de kolaylaşıyor ve makarnayla ilgili enerji maliyeti de düşüyor.
Mükemmel tarifi bulup ideal oranı ya da sıcaklığı yakalamak istiyorsanız, ayarları tek seferde bir unsur değiştirerek ilerlemek işe yarasa da en iyi yöntem değil.
Deney tasarımı (DoE) konusuna bakmak iyi olur.
Bu makalenin arXiv’de Soft Condensed Matter alt sınıflandırmasına girmesini sevdim.
Elbette öyle olmalı.
Teşekkür bölümünün sonu da “numune artıklarını yiyip bitirdikleri için teşekkür ederiz” diye bitiyor.
Pecorino’nun olgunlaşma derecesini dikkate alan bir çalışma da görmek isterim.
Daha uzun süre olgunlaşmış ve kuru Pecorino, düzgün emülsifiye etmeye daha elverişli ve topaklanma riski de daha düşük gibi görünüyor.
Bu Ig Nobel alamazsa sinirlenecek gibiyim.
“Homosexual Necrophilia in the Mallard Anas Platyrhynchos” seviyesinde değil sonuçta.
Yıllardır çokça cacio e pepe yaptım; bu konuda en iyi video bence Ethan Chlebowski’nin videosu. Ethan Chlebowski’nin videoları genel olarak gerçekten harika.
https://www.youtube.com/watch?v=10lXPzbRoU0