Pektin och marmeladkokning

Tillhör kategori: livsmedel, vardagens kemi

Författare: Maria Ekholm, Therese Eklund

Introduktion Riktlinjer Säkerhet Materiel Förarbete Utförande Förklaring Kemisk bakgrund Fördjupning Litteratur Fler experiment

Pektin och marmeladkokning

Tid för förberedelse: 10 minuter

Tid för genomförande: 40 minuter

Antal tillfällen: 1

Säkerhetsfaktor: Utföres med normal varsamhet

Svårighetsgrad: Kräver viss labvana

Introduktion

Har du någon gång kokat marmelad som blivit alldeles för lös? Efter dessa laborationer kommer det aldrig att hända igen. Du kommer att lära dig vilka frukter du bör använda för att lyckas och vad i dessa frukter som gör att marmeladen tar ihop.

Riktlinjer

Laborationerna utförs som elevexperiment, gärna gruppvis. Varje grupp kan få ansvara för var sin laboration. Detta för att klassen ska hinna med så många laborationer som möjligt. När laborationerna genomförts kan man diskutera de olika resultaten för att på så vis öka den totala kunskapen.

Säkerhet

Riskerna med laborationen är små. Det som kan tänkas hända är att någon bränner sig på en platta (alt. brännare) eller het marmelad.

Inget farligt avfall förekommer. Om du utför experimentet hemma i köket så kan du faktiskt äta upp resultatet. Ät dock aldrig sådant som varit i en laborationssal.

Materiel

Förarbete

Köp frukt och socker. Lämpliga frukter är apelsin, citron, päron och vindruvor. Eventuellt kan man behöva göra ett provkok för att kontrollera mängden frukt, vatten och socker. Mognaden på frukten varierar ju.

Utförande

Marmeladreceptet:

Variation 1: Vilken frukt ger den fastaste marmeladen?

  1. Fyll tre bägare med vardera 25 ml vatten. Märk dessa med frukternas namn.
  2. Tag bort kärnor och kärnhus och finhacka sedan frukten. Lägg den skurna frukten i respektive bägare.
  3. Koka frukt massan med vattnet i ca 15 minuter, under lock.
  4. Tag bägarna från värmen och rör i varje bägare ner 15 ml socker, lite i taget.
  5. Koka upp och koka kraftigt utan lock i 10-15 minuter.
  6. Kyl sedan bägarna i vattenbad.

Variation 2: Är mogen eller omogen frukt bäst vid marmeladtillverkning?

  1. Fyll två bägare med vardera 25 ml vatten. Märk dessa med mogen respektive omogen.
  2. Tag bort kärnor och kärnhus och fin hacka sedan frukten. Lägg den skurna frukten i respektive bägare.
  3. Koka frukt massan med vattnet i ca 15 minuter, under lock.
  4. Tag bägarna från värmen och rör i varje bägare ner 15 ml socker, lite i taget.
  5. Koka upp och koka kraftigt utan lock i 10-15 minuter.
  6. Kyl sedan bägarna i vattenbad.

Variation 3: Var finns det mest pektin, i skalet eller fruktköttet?

  1. Fyll två bägare med vardera 25 ml vatten. Märk dessa med skal respektive kött.
  2. Skilj fruktens skal från fruktköttet. Tag bort kärnor och kärnhus. Finhacka skalet och fruktköttet. Lägg de skurna delarna i respektive bägare.
  3. Koka fruktmassan med vattnet i ca 15 minuter, under lock.
  4. Tag bägarna från värmen och rör i varje bägare ner 15 ml socker, lite i taget.
  5. Koka upp och koka sedan kraftigt, utan lock i 10-15 minuter.
  6. Kyl sedan bägarna i vattenbad.

Förklaring

I frukt finns ett ämne som kallas pektin som består av långa molekylkedjor. När man kokar marmelad bildar pektinet ett tredimensionellt nätverk då kedjorna binder till varandra. Nätverket håller ihop löst socker, fruktbitar och vatten till en gele.

Mängden pektin i frukten avgör om marmeladen ska tjockna. Det gäller att välja frukt med rätt mognadsgrad.

Kemisk bakgrund

Vy för utskrift av kemisk bakgrund och fördjupning

Rost
Bild: © Svante Åberg
I den vardagliga matlagningen används många olika slags konsistensgivare för att ge maten önskad konsistens. Som konsistensgivare räknas ämnen som har emulgerande, förtjockande, stabiliserande effekt eller som förhindrar grynighet eller klumpbildning. Bland de ämnen som har förtjockande egenskaper hittar man bl.a. vetemjöl, potatismjöl, gelatin och pektin.

Det svåra när man gör marmelad är att få den att tjockna. Exempel på frukter i marmelader som tjocknar bra är apelsin och citron medan persika, jordgubbar och päron hör till de frukter som har svårare för att tjockna. Denna skillnad beror på fruktens pektinhalt. Pektin finns naturligt i många frukter. Det förekommer främst i skal, kärnor och kärnhus.

Pektinet struktur
Figur 1: Den kemiska strukturen för en pektinkedja.

I figur 1 kan man se den kemiska strukturen för en pektinkedja. Den består av en mycket lång kedja av monosackarider. På denna långa monosackaridkedja kan man se att det sitter små syragrupper. Denna kedja är inte alltid rak utan den kan även vara förgrenad (se figur 2). Förgreningarna beror på att det i stället för en syragrupp sitter en ny monosackaridkedja. Denna monosackaridkedja kan i sin tur även den vara förgrenad. Olika frukter har sina speciella förgreningar.

pektinkedjor
Figur 2: En förgrenad pektinkedja.

Det som händer när marmeladen tjocknar är att pektinkedjorna formar en tredimensionell kropp. Mellan dessa pektinkedjor fångas vatten (och de socker och fruktsyror som finns lösta i vattnet) och upplösta fruktbitar, vilket gör att marmeladen får sin tröga konsistens. För att två pektinkedjor skall vilja binda ihop krävs det att två raka partier hos pektinkedjorna ligger intill varandra. Gör de det kan vätebindningar uppkomma mellan dessa partier på kedjorna. (De grenade delarna i pektinkedjorna är för oregelbundna för att binda ihop sig med varandra.) Anledningen till att marmeladen ofta har så svårt att ta ihop är att de raka partierna på pektinkedjan hellre vill binda till vatten än till en annan pektinkedja. Detta kommer att leda till att kedjorna hålls isär.

Kan man som marmeladtillverkare göra någonting för att påverka att pektinkedjorna binder till varandra istället för till vatten? Ja, naturligtvis! Genom att sänka pH i marmeladen kan man få marmeladen att tjockna betydligt lättare. Man kan sänka pH genom att tillsätta kommersiellt tillverkad citronsyra eller helt enkelt använda sig av citroner. Det som händer är att syragrupperna som sitter på pektinkedjan (-COOH) inte vill vara i joniserad form vid låga pH och binder därmed inte gärna vatten utan binder hellre till sig själv eller andra kedjor. Är pH däremot för högt så blir syragrupperna på pektinkedjorna mer joniserade och binder därmed lättare vatten.

Mognadsgraden hos frukterna har även den en stor betydelse för hur lätt marmeladen tar ihop. Detta beror på att en omogen frukts pektinkedjor innehåller betydligt fler syragrupper än en mogen frukts. Syragrupperna lossnar alltså från pektinkedjorna ju mognare frukten blir.

Sockerhalten i marmeladen påverkar även den marmeladens förmåga att ta ihop. Sockret binder till sig vatten som annars hade bundits till pektinkedjorna. På så sätt kan pektinkedjorna i stället binda till varandra.

Fördjupning

Livsmedel

Maten håller igång oss

Livsmedel behövs för att hålla igång vårt biologiska maskineri. Det är via maten som vi får energi att röra oss, tänka, men också att växa och reparera våra celler i kroppen. Kroppens maskineri är oerhört komplicerat, men det klarar att styra flödena av både energi och näring till kroppens olika delar vid rätt tillfälle. Kroppen hanterar också att ta hand om de restprodukter som vi måste göra oss av med.

Processerna i kroppen när maten bryts ned, fördelas, omvandlas och görs av med, är i grund och botten kemiska reaktioner som drivs av energin i maten. Maskinen är vår biologiska kropp, men de enskilda reaktionerna är kemiska. På så sätt kan man säga att vår kropp är en kemisk maskin.

Matens ursprung

Ursprungligen hittade vi vår föda i naturen. I det moderna samhället är de flesta livsmedlen processade på något sätt. Även livsmedel som inte är processade i sig är ofta odlade eller uppfödda med metoder som skiljer sig från det som sker i naturen. Syftet är att öka produktionen och att säkerställa kvalitén.

Att livsmedlen inte är helt naturligt producerade behöver inte vara ett problem. Det är bra att vi kan producera mera med mindre resurser. Det är också bra att vi har koll på kvalitén. Men vissa saker är inte bra. Tillsatser som gör att livsmedlen får längre hållbarhet, ser mer aptitliga ut och smakar bättre är inte alltid nyttiga, även som det kan verka så.

Grunden till all produktion av livsmedel är solens energi och växternas fotosyntes. I nästa steg kan djuren äta växterna och producera kött som vi sedan kan äta, men ursprunget är växterna. Men om inte djuren och människorna fanns, så skulle växterna till slut bli utan koldioxid som de behöver för sin fotosyntes. Djur och människor andas ut koldioxid. Kropparna bryts också ned till koldioxid och mineraler när de förmultnar. Detta tar växterna hand om, ofta med svamparna som mellanled. Det hela är ett kretslopp där både växter, svampar och djur ingår. Allt levande både äter och äts. Det som får kretsloppet att hålla igång är strålningen från solen.

Tycke och smak

Genom evolutionen har vi lärt oss att välja vad som är bra med hjälp av lukten och smaken. Oftast är det som vi gillar också nyttigt. När maten är skämd, brukar den börja lukta illa, vilket gör att vi inte äter det som kan göra oss sjuka.

Men det vi tycker om är inte nödvändigtvis bra för oss. Sötma är en signal att maten är bra, vilket stämde väl när människan levde nära naturen och behövde den energi man kunde finna. Men nu finns socker i överflöd. Det blir för mycket av det goda, så att vi blir feta och får sjukdomar som karies och diabetes.

Smaken för maten är också en kulturell fråga. Den mat vi lär oss tycka om från barnsben tycker vi oftast om resten av livet. Det finns också kulturella aversioner mot vissa typer av mat. I Sverige är vi inte vana att äta insekter, men insekter är förträfflig mat som är både nyttig och miljövänlig.

material på avancerad nivå kommer att läggas in här

Litteratur

  1. T. Coultate och J. Davies, Food, The definitive guide, 1994, The Royal Society of Chemistry, Cambridge.
  2. T. Coultate, Food, The Chemistry of Its Components, Second edition, 1990, The Royal Society of Chemistry, London.
  3. B. Lindgren (red.), Vår Kokbok, 1991, KF Handel AB - Provköket, Stockholm.
  4. Statens livsmedelsverk, Godkända tillsatser i livsmedel, 1977, Korrekt Repo AB, Stockholm.
  5. A. Willan, Kokkonsten, 1990, Bonnier Fakta Bokförlag AB.
  6. Christie L. Borgford, Lee R. Summerlin, Chemical Activities, 1988, s. 215, American Chemical Society, Washington, DC.
  7. Kåre Larsson, Bo Furugren, Livsmedelsteknologi - kemiska grunder, 1995, Avdelningen för livsmedelsteknologi, Lunds universitet.
  8. Pektin, Shenet Aroma,
    http://www.shenet.se/ravaror/pektin.html (2003-01-17)
  9. GENU Pectins, Genu® Pectin,
    http://www.cpkelco.com/pectin/selection_guide.html (2003-01-17)
  10. The Pectin Lecture, Steen Hoejgaard, CP Kelco,
    http://www.cpkelco.com/Ptalk/ptalk.htm (2003-01-17)
  11. What is Pectin?, International Pectin Producers Association (IPPA),
    http://www.ippa.info/what_is_pectin.htm (2003-01-17)
  12. Texturizing Ingredients: Pectin, pd lab,
    http://pdlab.com/pdtexturex.htm (2003-01-17)

Fler experiment


livsmedel
Bjud din jäst på mat
Blev disken ren?
Blå himmel och röd solnedgång
Coca-Cola vs Coca-Cola light
Den bästa bulldegen
Diska med äggula
Doft och stereoisomeri
Enzymaktivitet i ananas
Enzymkinetik för katalas
Flyter isen i matoljan?
Framställ låglaktosmjölk
Fruktköttet får solbränna
Fruktmörade proteiner
Gelégodis i vatten
Göra lim av kasein
Hur gör man kakan porös?
Hur moget är äpplet?
Hur mycket vatten finns i maten?
Höna med gummiben?
Innehåller koksaltet jod?
Kallrörd vaniljkräm och saliv
Kan man tapetsera med abborrar?
Koka Cola
Koka knäck
Maizena gör motstånd
Majonnäs - en emulsion
Massverkans lag och trijodidjämvikten
Matoljans viskositet och omättade fettsyror
Mentos-pastiller i kolsyrad läsk
Modellmassa av mjölk
Olja som lösningsmedel
Osmos i ett ägg
Osmos i potatis
Popcorn
Regnbågens färger med Rödkåls-indikator
Skär sig majonnäsen?
Släcka fett på rätt sätt
Stärkelse och vatten - fast eller flytande?
Syror och baser i konsumentprodukter
Testa C-vitamin i maten
Utvinna järn ur järnberikade flingor
Vad händer när degen jäser?
Vad innehåller mjölk?
Vad är det i saltet som smakar salt?
Varför kan man steka i smör och olja men inte i lättprodukter?
Varför mörknar en banans skal?
Varför svider det i ögonen när man skalar lök?
Vispa grädde
Växtfärga med rödbetor enligt receptet från Västerbotten
Äta frusen potatis

vardagens kemi
Att döda bakterier - kan Klorin & Javex va´ nå´t?
Bestäm CMC för diskmedel
Blev disken ren?
Coca-Cola vs Coca-Cola light
Den bästa bulldegen
Den omöjliga tvålen - den är preparerad!
Diska med äggula
Eld - varför brinner det?
Eldprovet
Enzymaktivitet i ananas
Enzymer i Tvättmedel
Ett gammalt tvättmedel, del 1: Salt ur björkaska
Ett gammalt tvättmedel, del 2: Tvål ur saltet
Ett målande experiment - att rengöra en målarpensel
Falu rödfärgspigment ur järnvitriol
Framställ en detergent
Framställ låglaktosmjölk
Fruktköttet får solbränna
Färga ullgarn med svampar
Färgämnen i M&M
Gore-Tex, materialet som andas
Gör din egen limfärg
Gör din egen tandkräm
Gör ditt eget läppcerat
Gör hårt vatten mjukt
Göra lim av kasein
Hockey-visir
Hur fungerar en torrboll?
Hur gör man kakan porös?
Hur moget är äpplet?
Hur smakar salmiak?
Håller bubblan?
Karbidlampan
Kemi i en brustablett
Kemisk vattenrening
Majonnäs - en emulsion
Maskrosen som krullar sig
Modellmassa av mjölk
Myggmedel - hur funkar det?
Målarfärgens vattengenomsläpplighet
När flyter potatisen?
Olja som lösningsmedel
Optiska Vitmedel
Osmos i ett ägg
Osynlig gas
Pelargonens färg
Permanenta håret
Pulversläckare
Rengöra silver
Rostbildning och rostskydd
Skär sig majonnäsen?
Smältpunkten för legeringen lödtenn
Snöflingeskådning
Superabsorbenter i blöjor
Surt regn
Syror och baser i konsumentprodukter
Såpbubblor
Tillverka din egen deodorant
Tillverka din egen glidvalla
Tillverka din egen tvål, del 1: Själva tvålen
Tillverka din egen tvål, del 2: Parfymera och färga tvålen
Tillverka ditt eget läppstift
Tillverka Falu rödfärg enligt gammalt recept
Tillverka papperslim
Tillverka rengöringskräm
Tvätta i hårt vatten
Utfällning av aluminium
Utvinna järn ur järnberikade flingor
Vad händer då något brinner?
Vad händer när degen jäser?
Vad innehåller mjölk?
Vad är det i saltet som smakar salt?
Vad är skillnaden mellan maskin- och handdiskmedel?
Varför färgas textiler olika?
Varför kan man steka i smör och olja men inte i lättprodukter?
Varför mörknar en banans skal?
Varför rostar järn och hur kan man förhindra det?
Varför slipper bilen varma yllekläder på vintern?
Varför svider det i ögonen när man skalar lök?
Varför äter vi Samarin?
Vattenrening
Visa ytspänning med kanel
Vispa grädde
Växtfärga med rödbetor enligt receptet från Västerbotten
Ägget i flaskan
Ärg på en kopparslant
Äta frusen potatis