Artikkel

Slik er kjemien bak en deilig vaffel

Vafler
Det er mye kjemi som skal stemme før du kan løfte en ferdig vaffel ut av vaffeljernet. Foto: Colourbox

Slik er kjemien bak en deilig vaffel

Alt er kjemi. Også vafler.

24. august er det 150 år siden amerikaneren Cornelius Swarthout tok patent på et vaffeljern. Dette var det første patentet på et vaffeljern, men langt fra det første jernet.

Borgerkrigsveteran Swarthouts nyvinning var en forbedret åpne-, lukke- og snumekanisme på en flere hundre år gammel bakemetode. Vi er fortsatt forut for elektrisiteten, så 150-årsjubilanten måtte holdes over ilden.

Lignende redskaper kan spores helt tilbake til det gamle Hellas, ifølge vaffeljernprodusenten Wilfa. Men det er først på 1300-tallet at det karakteristiske vaffelmønsteret dukker opp. Noen ganger ispedd religiøse symboler eller våpenskjold.

Kjemien inne i vaffeljernet er imidlertid den samme enten varmen kommer fra strøm eller fra flammer. Den er også uavhengig av om en vaffelplate består av fire, fem eller seks hjerter. Ja, til og med firkantede belgiske vafler har den samme kjemien.

Så hva er det som foregår av kjemiske reaksjoner når vi lager vaffelrøre og etterpå steker den i vaffeljernet?

Vaffel-professoren

Vi tok med spørsmålet og to vaffelplater til kjemiprofessor Einar Uggerud. Han stiller med huskeliste – i form av vaffeloppskriften til Jar skoles strykeorkester.

– Det er et vanskelig spørsmål, innrømmer han.

– Kjemi er på en måte veldig enkelt fordi vi har så gode og enkle modeller på atomnivå. Men når vi blander sammen forskjellige ting som vekselvirker med hverandre, kan det til slutt gå litt rundt i hodet, selv for en kjemiprofessor.

Sier kjemiprofessoren. Men han prøver likevel.

Professor Einar Uggerud
Professor Einar Uggerud tar en smak av vaflene. Foto: Eivind Torgersen/UiO Bruk bildet.

– Det er to steg. Det første er å lage røra. Og så er det selve stekingen, sier Uggerud.

– Eller kanskje det også er et tredje steg. Det å spise den etterpå.

Her skal vi holde oss unna fordøyelse og det som kommer deretter og heller konsentrere oss om de to første stegene. De som leder fram til ferdig vaffel på tallerkenen.

Gluten gir struktur

– Enhver form for bakverk vil i utgangspunktet inneholde mel, sier Uggerud.

Hvetemel er en av hovedingrediensene i vaffelrøra vår. Mel inneholder glutenproteiner, som er veldig viktige for konsistensen.

– Gluten er viktig for å danne struktur. Da får man såkalte kryssbindinger som er med på å gi den konsistensen vi ønsker til alle typer bakverk, sier professoren.

Professorens favorittvafler

– Denne oppskriften er robust og gir gode vafler, sier kjemiprofessor Einar Uggerud.

4 egg
400 gram sukker
Egg og sukker vispes til eggedosis.

300 gram smør
Smeltes og avkjøles.

1 liter kefir
1 liter H-melk
1 kg hvetemel
2 ts bakepulver
2 ts vaniljesukker
2 ts kardemomme

Hvis røra får hvile seg en time eller mer, får glutenet tid til å utvikle den myke, jevne strukturen som kjennetegner kvalitetsvafler.

– Det er viktig å ta tiden i bruk for at glutenproteinene skal utvikle disse kryssbindingsstrukturene som stabiliserer røra, sier Uggerud.

Det skjer ingenting med glutenproteinene før de kommer i kontakt med vann. I vaffelrøras tilfelle først og fremst i kontakt med vannet i melka.

– Det er vannet som bidrar til å utvikle disse kryssbindingene. Proteiner blir ikke oppløst i vann, men de når de vispes ut i vannet, utvikler de disse kryssbindingsstrukturene.

Kjemikerne kaller denne prosessen slemming. Uggerud er forsiktig med å kalle glutenets oppførsel i vann for en kjemisk reaksjon.

– Det er bedre å si at det er en vekselvirkning mellom de to.

– Gluten vekselvirker med vannmolekylene, og vannmolekylene kryper innimellom og hjelper de løse proteintrådene med å finne hverandre og danner en gelélignende struktur, sier Uggerud.

Det som skjer inni røra, kalles kolloidkjemi. Kolloider er blandinger der bitte, bitte små uløselige partikler er spredt jevnt ut i en væske eller en gass.

Egg gir også struktur

Eggene er også viktige for strukturen. Når egg varmes opp, enten du koker eller steker dem, skjer det som kalles denaturering av proteinene i egget.

Denaturering av proteiner betyr ifølge Store norske leksikon at strukturen til proteinet blir helt eller delvis ødelagt.

– Du endrer proteinene så de blir mer uordnet og danner enda flere kryssbindinger, sier Uggerud.

Denne denaturaliseringen skjer først under stekingen, når temperaturen i røra kommer opp rundt 78 grader.

– I tillegg til glutengrunnstammen har du denne denaturaliseringen av eggeproteinene. Og alle disse proteinene vil vekselvirke med hverandre i en vaffelrøre, sier Uggerud.

Bakepulver og vann gir luftige vafler

Vannet i melka er ikke ferdig med jobben sin når det har vekselvirket med glutenet i melet.

– Vannet er også veldig viktig under stekingen. Når vannet varmes opp, blir det til gass og gir mer luftig bakverk. Du får små lommer av luft.

Også bakepulveret, eller bikarbonat som kjemikerne kaller det, bidrar til hevingen.

– Effekten av bakepulveret er å utvikle karbondioksid. Du får hulrom – gassfylte lommer i bakverket. Dette er også veldig viktig for strukturen i sluttproduktet, sier professoren.

– Men det skjer først når du steker, under varmebehandlingen.

Når du ser dampen stå ut fra vaffeljernet, er det blant annet vann og karbondioksid som fordamper. Vaffelen klarer nemlig ikke å holde alt innpakket i luftige og hevende luftbobler.

Maillard-reaksjoner gir farge

Uggerud kaster et blikk på vaflene våre. De er langt fra ferske, men fargen er tiltalende. Litt spettete og lysebrune. Fargen er dessuten veldig interessant i et kjemisk perspektiv.

– Når du varmebehandler korn, skjer det kjemiske reaksjoner. Det er også veldig viktig når det gjelder all mulig baking, både vafler og brød. Men også whisky og øl, sier Uggerud.

Bruningen av overflaten skjer helt i sluttfasen av stekingen.

– Bruningen er veldig viktig for smaken. Det kan være småbittert, men samtidig søtt.

Denne prosessen kalles Maillard-reaksjoner. Og dette er hardcore kjemiske reaksjoner der bindinger brytes og det dannes nye.

Maillard-reaksjoner

Reaksjoner mellom sukker og aminosyrer som gir brunfargete produkter. Maillard-reaksjon har fått navn fra Louis Camille Maillard (1878-1936). Maillard-reaksjoner skjer ved stekeovnstemperatur 140–160 °C. Pensling av bakverk med egg eller melk, som inneholder proteiner, gir økt brunfarge.

Kilde: Store norske leksikon

– Da dannes det helt nye forbindelser, og når denne prosessen har gått en stund, får du denne brunfargen.

– Dette er reaksjoner mellom proteiner og karbohydrater, altså sukkermolekyler. Disse reagerer med hverandre når det kommer opp i temperatur, forklarer Uggerud.

Det er først mot slutten av stekingen at temperaturen på overflaten blir høy nok, rundt 150 grader, til å brune vaffelen. Frem til dette punktet tar vaffelen til seg nok varme til at også overflaten er under Maillard-grensen.

– Da først skjer disse reaksjonene mellom sukker og protein, og de skjer fordi du spalter vann og får en form for dobbeltbindinger. Når det blir mange nok av disse dobbeltbindingene, vil de ta opp lys, og dermed kommer den brune fargen, sier Uggerud.

Alle må med

Ikke alle er like nøye med vaffelrørene sine. Hvem har ikke skuffet betalt 25 kroner for en tørr og stiv pappskive av en vaffel med litt syltetøy på?

– Da har de vært gniene med eggene. Det er jeg ganske sikker på, sier Uggerud med litt forbehold.

– Det er forholdet mellom alle ingrediensene som gir sluttresultatet.

Både gluten-vann-bindinger, denaturerte eggeproteiner og også smøret blir flettet sammen og bidrar.

– Hvis du nesten bare har mel og vann, kan det fort bli papp, sier Uggerud.

Groper med godis

Vaffeljernets utforming, med rifler og groper, bølger og daler, synes professoren også at fortjener litt oppmerksomhet.

– De gir veldig stor effektiv overflate, så du får ned steketiden. Og kanskje bidrar utformingen til jevn steking på hele overflaten. Slik sett er vaffeljernet en fantastisk oppfinnelse.

Teoretisk sett kan du legge litt av røra i stekeovnen eller i en stekepanne, men da blir den helt flat.

– Når du har fått den karakteristiske vaffeloverflaten, er det uendelige muligheter til å kline på smør og rømme og syltetøy. Ikke bare har du en god vaffel, du kan fylle opp gropene med godis i tillegg, sier Uggerud.

Les mer på Titan.uio.no

Kontakt:

Einar Uggerud, professor ved Kjemisk institutt

Les også

Tanzania

Det elektroniske avfallets videre liv skal granskes

Elektronikk vi i Norge har avskrevet som søppel, kan bli folks levebrød i Tanzania. Det utsetter både dem og omgivelsene for problematiske miljøgifter  som med vinden også kan finne veien til Arktis og Antarktis.

Forskere ved CTCC og Hylleraas-senteret

Forskerne ved Hylleraas-senteret jakter på kjemiens hellige gral

Forskerne ved Hylleraas-senteret i Oslo og Tromsø jakter på kjemiens hellige gral: De vil bruke datamaskiner til å beregne hvordan kjemiske bindinger brytes og lages. Det kan nemlig gi oss en rekke nye kjemiske stoffer med egenskaper vi bare kan drømme om i dag.