Thomas Vierich - Aroma Gemüse

Knusprige Texturen sind im Unterschied dazu stets mit geringen Wassergehalten verbunden. Gemüsechips, denen beim Trocknen im Ofen oder beim Frittieren im Fett das Wasser weitgehend entzogen wurde, sind bekannte Beispiele. Die Moleküle des Zellmaterials schmiegen sich eng aneinander, ohne regelmäßige Strukturen (Kristalle) zu bilden. Das Material bleibt amorph, die Moleküle können sich wegen des mangelnden „Weichmachers“ Wasser nicht mehr stark bewegen, sie sind „glasig erstarrt“. Geringe mechanische Spannungen lösen bereits Deformationen auf molekularer Ebene aus, die zu stark sind, als dass die Moleküle nachgeben könnten. Ihnen bleibt nichts übrig, als zu reißen. Das knuspernde Geräusch von stark getrockneten Gemüsechips stammt also von einem glasartigen Bruch, ähnlich wie das „Klirren“ eines Fensterglases. Auch zerbrechen knusprige Lebensmittel beim Biss in mehrere und kleinere Bruchstücke als knackiges Gemüse, das weiter unter Kauen zerkleinert werden muss.

Das Garen von Gemüse und anderen pflanzlichen Lebensmitteln unterscheidet sich grundsätzlich von dem proteinreicher Lebensmittel. Der Grund dafür liegt in der Zellstruktur. Für das Garen und die Gartemperaturen sind insbesondere die strukturbildenden Elemente der Zellwände wichtig: die harten Cellulosefasern, die über Pektin und Hemicellulosen verbunden und stabilisiert sind. Glycoproteine, die sich dazwischen befinden und aus einem Protein- und einem Kohlehydraanteil bestehen, denaturieren zwar auch bei bestimmten Temperaturen, sind jedoch anders als bei Fleisch nicht bestimmend für die Garung.

CELLULOSE lässt sich höchstens ein wenig erweichen; zerstören oder gar in Wasser lösen lässt sie sich – zumindest bei haushaltsüblichen Kochprozessen – allerdings nicht. Das Molekül ist zwar ähnlich wie die lineare Stärke (Amylose) aufgebaut, aber die einzelnen Cellulosemoleküle sind an vielen Stellen quervernetzt. Dadurch erhält man große, sehr steife Molekülverbände, die praktisch wasserunlöslich sind.

HEMICELLULOSE ist im Unterschied dazu nicht quer vernetzt, sondern ein quasi lineares Fadenmolekül, das sich zwischen den Cellulosefasern schlängeln und diese stabilisieren kann. Die Hemicellulose ist daher ein „flexibler Klebstoff“. Sie kann, je nach Pflanze, aus unterschiedlichen Grundeinheiten aufgebaut sein, ein häufiges Beispiel ist die Hemicellulose „Xylan“, die aus komplexen zuckerartigen Grundeinheiten zusammengesetzt ist und an jeder Grundeinheit eine Ferulasäure oder Coumarinsäure tragen kann (aber nicht muss).

Jeder Hobbybäcker kennt den Einfluss von Hemicellulosen, die oft auch mit dem Sammelbegriff „Schleimstoffe“ bezeichnet werden und die mitunter texturverändernde Wirkung (zum Beispiel in Brotteigen) haben können. Hemicellulosen sind in der Regel im sauren pH-Bereich nicht wasserlöslich, erst bei neutralen oder alkalischen Werten (größer als 7) lassen sie sich besser lösen. Daher nutzt man gern spezielle Enzyme, sogenannte Xylasen. Sie spalten das lange Molekül in seine Grundeinheiten, die Xylose, auf.

PEKTIN ist das dritte wesentliche Strukturpolymer in der Pflanzenzelle. Auch von diesen Molekülen gibt es mehrere Varianten, die sich in zahlreichen Details unterscheiden. Eine Sache ist allerdings allen Pektinen gemein: Sie können über Calziumionen eine starke Bindung eingehen, denn sie enthalten in Abfolgen negativ geladene Struktureinheiten, die zweiwertige Calciumionen Ca 2+, die in jedem Organismus vorhanden sind, binden können. Dazu müssen die zuckerartigen Moleküle in der Pektinkette so angeordnet sein, dass ein Calciumion genau „hineinpasst“. Allerdings sättigt das zweiwertig positive Calciumion nur eine der negativen Ladungen des Pektinabschnitts ab, sodass eine positive Ladung übrigbleibt. Diese bindet sich jetzt wiederum an eine Nachbarpektinkette, und so entsteht eine feste Verbindung zweier Pektinketten.

Pflanzenzellen sind also durch einen widerstandsfähigen Verbund aus Cellulose, Hemicellulose und andere Polysaccharide wie etwa Lignin geschützt. Dieses Gefüge ist weit schwerer aufzubrechen als Proteine. Dazu braucht es höhere Energien und damit höhere Temperaturen. Im Schnitt liegen die Temperaturen für das Garen von Obst und Gemüse um 20 bis 30 °C höher als bei tierischen Lebensmitteln. Die Zellwände werden erst bei 78 °C aufgebrochen.

Wie unterschiedlich tierische und pflanzliche Lebensmittel sind, zeigt ihr molekulares Verhalten beim Garen: Tierische Lebensmittel wie Eier werden nicht nur bei niedrigeren Temperaturen gar, sondern beim Garen hart, pflanzliche hingegen werden weich. Und während Proteine unter Temperaturerhöhung gelieren können, verfestigen sich Pektin und andere pflanzliche Geliermittel bei Temperaturerniedrigung.

Nicht nur, wenn man etwa das große Potenzial des sous-vide-Garens für Gemüse nutzen möchte, lohnt es sich, die Prozesse bei den unterschiedlichen Temperaturen noch genauer in den Blick zu nehmen. Das Wissen erlaubt mit der präzisen Temperaturkontrolle ein gezieltes Verändern molekularer Strukturen und Eigenschaften in der Küche. Denn das Garen von Gemüse und die damit verbundene Texturänderung erfolgt auf der Zellebene in mehreren Temperaturbereichen, angefangen von dem Weichwerden der Zellmembranen bei 40 bis 60 °C über das Deaktivieren von Enzymen ab 60 bis 68 °C – die Zellwände bleiben bis hierhin intakt – bis hin zum „Zerkochen“ des Gemüses im Bereich von 90 bis 100 °C (siehe die gegenüberstehende Tabelle).

Die sous-vide-Gartechnik (sous vide französisch für: Vakuum) eröffnet neue Möglichkeiten der kontrollierten und vorbereiteten Gemüsegarung. Bei der sous-vide-Garung werden die Gemüse mit Gewürzen und eventuell Garfond (z. B. Möhren in Möhren- und Orangensaft mit Thymian, Rosmarin und etwas Salz) in Kunststoffbeutel eingeschweißt und in Wasserbädern (auch mit Präzisionstauchsieder mit Umwälzung) bei exakt einstellbaren Temperaturen gegart. Mit Kombidämpfern, bei denen der Garraum mit einer exakt gesteuerten Dampftemperatur beheizt wird, funktioniert diese Methode ebenfalls hervorragend. Durch das Einschweißen wird ein Ausschwemmen der Aromen und Geschmacksstoffe aus dem Gemüse weitgehend verhindert, und selbst die Oxidationsrate ist wegen des Sauerstoffausschlusses im Vakuum deutlich reduziert. Außerdem erhält man ausgezeichnete Texturergebnisse: So lassen sich z. B. Kartoffeln unter niedriger Temperatur (etwa 65 bis 70 °C je nach Sorte, sprich: je nach dem Verhältnis von Pektin und Stärke zu Protein) vorgaren. Dabei bleibt die Zellstruktur trotz Quellen der Stärke erhalten und die daraus fertig gestellten Pommes frites haben mehr Biss.

Die verschiedenen Molekültypen der Pflanzenzellen lassen sich für einige physikalische Tricks nutzen – mit kulinarischen Folgen! Denn beim klassischen Kochen in Wasser kann man durch Zugabe von Salz oder Zucker, Säure oder Natron sowie durch die Wahl von „hartem“, calciumreichen oder „weichem“, salz- und mineralarmen Wasser auf die verschiedenen Moleküle einwirken und ihre Reaktionen beeinflussen – und damit beispielsweise die Kochzeit verkürzen, die Festigkeit des Gemüses erhöhen, Farben erhalten und Aromen intensivieren.

SALZ UND ZUCKER STEIGERN DAS AROMA Bei vielen Zubereitungen helfen Salz- und Zuckerbeigaben, die Temperatur aus physikalischen Gründen zu senken. Zucker und Salz haben einen hohen osmotischen Effekt auf Lebensmittel, sie „entziehen“ den Zellen das Wasser. Beim Fleisch ist diese „osmotische Trocknung“ eher unerwünscht (außer beim Pökeln vor dem Räuchern oder bei der Herstellung von Biltong, beef jerky bzw. Trockenfleisch), bei Gemüse führt die Zugabe von Salz und/oder Zucker wegen des Wasserentzugs zu einer deutlich positiven Texturveränderung. Lockert sich durch die Osmose erst einmal die Zellstruktur, können die Pflanzensäfte mit ihren Aromen in die gelockerten Gewebe und Pflanzenstrukturen eindringen und das Gemüse „würzen“. Daher bietet sich für Gemüse durchaus eine „Mehrstufengarung“ an. Der erste Schritt bestünde in einer Aromatisierung und „Osmosebehandlung“, falls Zucker und Salz im Spiel sind, unterhalb der Gartemperatur, gefolgt von einer anschließenden Garung.