Bara tanken på grillens rökiga dofter och berusande smaker räcker för att få de flesta att vattnas i munnen. Sommaren är här, och det betyder att det är grillsäsong för många människor i USA.

Jag är en kemist som studerar föreningar som finns i naturen, och jag är också en älskare av mat – inklusive grill. Att laga mat på en grill kan verka enkelt, men det finns mycket kemi som skiljer grillen från andra tillagningsmetoder och resulterar i en så läcker upplevelse.

Matlagning med eld

För det första är det viktigt att definiera grill eftersom termen kan betyda olika saker i olika kulturer eller geografiska platser. Som mest grundläggande är grillning tillagning av mat över öppen låga. Det som skiljer grillen från andra tillagningsmetoder är hur värmen når maten.

På en grill värmer de varma grillgallren upp maten via direktkontakt genom en process som kallas ledning. Maten värmer och tillagas också genom att absorbera strålning direkt från lågorna nedanför. Blandningen av uppvärmningsmetoder gör att du kan bränna de delar av maten som vidrör grillen samtidigt som du tillagar delarna som inte vidrör grillen – som sidorna och toppen – genom utstrålande värme. Det resulterande temperaturintervallet skapar en komplex blandning av smaker och aromer. När man lagar mat på en spishäll är det mycket mindre strålning och det mesta av matlagningen görs där maten är i direkt kontakt med pannan.

När du grillar kan du antingen lägga maten direkt ovanför lågorna – det som kallas direkt värme – eller längre bort på indirekt värme. Den direkta tillagningsmetoden utsätter maten för mycket höga temperaturer, eftersom grillytan kan vara allt från 500 till 700 grader Fahrenheit (260 till 371 Celsius). Den indirekta tillagningsmetoden placerar värmekällan vid sidan av maten eller långt under, vilket utsätter maten för temperaturer runt 200 till 300 F (93 till 149 C).

Matlagning är processen att använda höga temperaturer för att driva kemiska reaktioner som förändrar maten på molekylär nivå. När du tillagar kött vid högre temperaturer – som över direkt värme på en grill – är det första som händer att vatten nära köttets yta kokar av. När ytan är torr gör värmen att proteinerna och sockret på utsidan av köttet genomgår en reaktion som kallas Maillard-reaktionen. Denna reaktion producerar en komplex blandning av molekyler som gör att maten smakar mer välsmakande eller "köttig" och ger djup åt dofter och smaker. Reaktionen och smakerna den producerar påverkas av många variabler, inklusive temperatur och surhet samt ingredienserna i eventuella såser, rubs eller marinader.

En liknande process sker med grönsaker. Att grilla låter vattnet avdunsta eller droppa ner utan att fastna i en kastrull. Detta hindrar grönsakerna från att bli blöta och främjar karamelliseringsreaktioner. Dessa reaktioner förvandlar kolhydrater och socker till mindre föreningar som maltol – som har en rostad smak – och furan – som smakar nötaktigt, köttigt och karamellliknande.

röding och krispigt

Ett annat kännetecken för grillmat är den unika rödingen den utvecklar. När mat utsätts för värme under långa perioder, bryts icke-kolatomer i maten ner och lämnar kvar det krispiga, svarta kolet. Detta är processen att bränna eller förkolna.

Nästan ingen gillar en helt bränd köttbit, men små stänk av krispig rödingsmak kan ge maten ett sådant djup. Matlagning över direkt värme från en grill gör att du kan lägga till just den mängd röding som passar din smak.

Tyvärr för dem som gillar lite extra krispigt är några av kemikalierna i förkolnat kött - molekyler som kallas heterocykliska aminer och polycykliska aromatiska kolväten - kända cancerframkallande ämnen. Även om farorna är mycket lägre än att röka cigaretter, till exempel, kan en begränsning av mängden förkolning på kött bidra till att minska risken för att utveckla cancer.

Rökiga smaker

Den sista kvintessensen grillsmaken är rökighet. Att laga mat över ved eller kol innebär mycket rök. Även på en gasolgrill kommer smältande fetter att droppa på värmekällan och producera rök. När rök virvlar runt grillen kommer maten att absorbera sina smaker.

Rök består av gaser, vattenånga och små fasta partiklar från bränslet. Brinnande ved bryter ner molekyler som kallas lignaner, och dessa förvandlas till mindre organiska molekyler – inklusive syringol och guaiakol – som främst är ansvariga för den typiska rökiga smaken.

När rök kommer i kontakt med mat kan rökens komponenter absorberas. Mat är särskilt bra på att anta rökiga smaker eftersom den innehåller både fett och vatten. Var och en binder till olika typer av molekyler. I kemitermer är fetter opolära - vilket betyder att de har en svag elektrisk laddning - och tar lätt tag i andra opolära molekyler. Vatten är polärt - vilket betyder att det har områden med positiv laddning och ett område med negativ laddning som liknar en magnet - och är bra på att binda till andra polära molekyler. Vissa livsmedel är bättre på att absorbera rökiga smaker än andra, beroende på deras sammansättning. Ett sätt att använda kemi för att göra maten mer rökig är att regelbundet spraya den med vatten under grillningsprocessen.

Rök kan innehålla hundratals möjliga cancerframkallande ämnen beroende på vad du förbränner. Endast en liten mängd forskning har gjorts om huruvida grillad mat absorberar tillräckligt med rök för att utgöra en betydande risk för hälsan. Men forskare vet att inandning av rök är starkt korrelerad med cancer.

Medan tanken på att grilla din favoriträtt kan framkalla känslan av enkla nöjen, är vetenskapen bakom det ganska komplex. Nästa gång du njuter av den rökiga godheten hos mat från en grill kommer du förhoppningsvis att uppskatta de olika egenskaperna hos föreningarna och reaktionerna som hjälpte till att producera den. + Utforska vidare

Huden är ansvarig för större exponering för cancerframkallande ämnen i grillrök än lungorna

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.