علم ذوب شدن پنیر: چرا موزارلا کش می‌آید اما حلومی کباب می‌شود؟

شما یک تکه پنیر حلومی را در تابه‌ای داغ می‌اندازید؛ پنیر به زیبایی کباب می‌شود، پوسته‌ای طلایی می‌بندد و شکل خود را کاملاً حفظ می‌کند. در همان تابه، یک تکه موزارلا می‌اندازید؛ پنیر بلافاصله فرو می‌ریزد و به گودالی از مایع کشسان و چسبناک تبدیل می‌شود. چرا دو محصول که از مواد اولیه کاملاً یکسانی (شیر، مایه پنیر و نمک) ساخته شده‌اند، در برابر حرارت واکنشی تا این حد متفاوت نشان می‌دهند؟ گویی به دو دنیای کاملاً متفاوت تعلق دارند. پاسخ این معما جادو نیست؛ بلکه یک طناب‌کشی میکروسکوپی میان اسید، کلسیم و پروتئین است.[2][6]

برای درک رفتار پنیرها در برابر حرارت، ابتدا باید به درون شیر نگاه کنیم. شیر حاوی گروهی از پروتئین‌ها به نام «کازئین» است. این پروتئین‌ها در خوشه‌های کروی کوچکی به نام «میسل‌های کازئین» دسته‌بندی می‌شوند. در فرآیند پنیرسازی، زمانی که مایه پنیر (رنت) اضافه می‌شود، این میسل‌ها بی‌ثبات شده و به یکدیگر می‌پیوندند تا یک شبکه سه‌بعدی پروتئینی بسازند. این شبکه مانند یک تور ماهیگیری عمل می‌کند که چربی، آب و مواد معدنی را در خود به دام می‌اندازد.[1][3]

در این شبکه پروتئینی، کلسیم نقش چسب را بازی می‌کند. یون‌های کلسیم در میان میسل‌های کازئین قرار می‌گیرند و پل‌هایی می‌سازند که ساختار پروتئین را محکم نگه می‌دارند. اگر مقدار این چسب کلسیمی زیاد باشد، شبکه پروتئینی بسیار سفت و غیرقابل انعطاف می‌شود. اما اگر کلسیم کاهش یابد، پیوندها شل شده و پروتئین‌ها می‌توانند روی یکدیگر بلغزند. اینجاست که حرارت می‌تواند ساختار را به حرکت درآورد.[1][3]

اما چه چیزی میزان کلسیم متصل به پروتئین‌ها را کنترل می‌کند؟ پاسخ، سطح اسیدیته یا pH است. باکتری‌های استارتر در پنیر، لاکتوز (قند شیر) را به اسید لاکتیک تبدیل می‌کنند. هرچه پنیر اسیدی‌تر شود (pH پایین‌تر بیاید)، کلسیم بیشتری از شبکه پروتئینی جدا شده و در آب پنیر حل می‌شود. این کاهش کلسیم متصل، باعث شل شدن شبکه کازئین می‌شود و پنیر را برای ذوب شدن و کش آمدن آماده می‌کند.[1][3]

موزارلا نمونه بارز این مهندسی شیمیایی است. در تولید موزارلا، اجازه می‌دهند تا لخته پنیر به سطح اسیدیته خاصی (pH بین ۵.۰ تا ۵.۳) برسد. در این نقطه طلایی، مقدار کافی از کلسیم جدا شده است تا شبکه پروتئینی انعطاف‌پذیر شود. سپس، پنیرسازان لخته‌ها را در آب بسیار داغ (۷۰ تا ۸۰ درجه سانتی‌گراد) قرار می‌دهند و فرآیندی به نام «پاستا فیلاتا» (Pasta Filata) یا کشیدن خمیر را آغاز می‌کنند.[1][5]

حرارت آب داغ، چربی‌های درون لخته را ذوب کرده و شبکه پروتئینی را کاملاً شل می‌کند. با ورز دادن و کشیدن مداوم لخته‌ها، مولکول‌های کازئین در یک جهت و به صورت رشته‌های موازی و طولانی هم‌تراز می‌شوند. این هم‌ترازی دقیق پروتئین‌ها، همراه با رطوبت بالا، همان چیزی است که به موزارلا خاصیت کشسانی خیره‌کننده‌اش را می‌بخشد و باعث می‌شود روی پیتزا به شکل رشته‌های بلند کش بیاید.[3][5]

در نقطه مقابل، پنیر حلومی قرار دارد که در برابر ذوب شدن مقاومت سرسختانه‌ای نشان می‌دهد. راز حلومی در روش پخت آن نهفته است. در فرآیند تولید حلومی، لخته‌های پنیر در آب پنیر داغ جوشانده می‌شوند. این حرارت زودهنگام، بیشتر باکتری‌های استارتر را از بین می‌برد و فرآیند اسیدی شدن را متوقف می‌کند. در نتیجه، pH حلومی در سطح بالایی (حدود ۶.۰) باقی می‌ماند.[1][2]

به دلیل این pH بالا، کلسیم فسفات به طور کامل به شبکه کازئین متصل باقی می‌ماند. این فراوانی کلسیم متصل، پروتئین‌ها را چنان محکم به هم می‌چسباند که حرارت تابه نمی‌تواند پیوندهای آن‌ها را بشکند. وقتی حلومی را حرارت می‌دهید، به جای ذوب شدن، آب اضافی خود را از دست می‌دهد، پروتئین‌هایش متراکم‌تر می‌شوند و سطح خارجی آن به زیبایی کاراملی و برشته می‌شود. صدای جیرجیری که هنگام جویدن حلومی می‌شنوید نیز ناشی از همین شبکه پروتئینی سفت و فنری است.[1][2]

اما پنیرهایی مانند چدار داستان متفاوتی دارند. چدار ذوب می‌شود، اما اگر آن را بیش از حد حرارت دهید، شبکه پروتئینی آن به شدت منقبض شده و چربی‌ها را مانند اسفنجی که فشرده می‌شود، به بیرون پس می‌دهد. این همان دلیلی است که باعث می‌شود روی همبرگر یا در سس پنیر، با یک گودال روغن جدا شده و توده‌های پروتئینی لاستیکی مواجه شوید. برای جلوگیری از این اتفاق، در پنیرهای فرآوری شده از نمک‌های امولسیون‌کننده استفاده می‌کنند که کلسیم را مهار کرده و به پروتئین‌ها اجازه می‌دهند چربی را در یک سس یکدست نگه دارند.[4]

در نهایت، رفتار پنیر در تابه یا فر، بازتابی مستقیم از معماری درونی آن است. دفعه بعد که از کش آمدن موزارلا روی یک تکه پیتزا لذت می‌برید یا حلومی را روی گریل کباب می‌کنید، به یاد داشته باشید که در حال تماشای یک واکنش شیمیایی بی‌نقص هستید؛ جایی که تعادل ظریف میان اسید، کلسیم و پروتئین، تجربه طعمی و بافتی ما را شکل می‌دهد.[6]