Warenkennis
Water
Water is de bron van ons bestaan. Vandaar dat we water als een onderdeel van de warenkennis in dit boek behandelen. In dit hoofdstuk kun je lezen over de soorten water die we kennen en het gebruik daarvan in de keuken.
De functie van water In de keuken zul je vaak met water werken. Water heeft verschillende functies in de keuken. Wat zijn nu precies die functies? Water vormt: – Een bestanddeel van zeer veel grondstoffen. Zo bestaan bladgroenten bijvoorbeeld voor een groot deel uit water (80-90%). – Een bestanddeel van zeer veel gerechten en componenten van gerechten, zoals ijs, soepen en sauzen. – Het grootste bestanddeel van alle dranken. In de keuken gebruik je water vaker voor de bereiding of conservering van producten dan je soms denkt. Water gebruik je bij: – Het oplossen van stoffen. – Het extraheren van stoffen. – Het wellen van stoffen. – Het verhitten van stoffen. – Het steriliseren van producten. – Het koelen van stoffen. Daarnaast gebruik je water in de keuken als: – Grondstof om producten schoon te maken, zoals het wassen van groenten. – Bereidingsvloeistof bij het verhitten van grondstoffen, zoals het koken van groenten. – Koelvloeistof voor het snel afkoelen of conserveren van producten. – Reinigingsvloeistof voor het spoelen van glaswerk en het schoonmaken van apparatuur.
De voedingswaarde van water Een mens kan niet leven zonder vocht. Ons bloed, onze hersenen en onze spieren bestaan voor een groot deel uit water. Een gezonde volwassene moet 2 tot 3 liter vocht per dag gebruiken.
Water levert het menselijk lichaam geen energie. Wel bevat water kleine hoeveelheden mineralen, zoals calcium en magnesium. Er mogen aan leidingwater geen geneeskundige stoffen worden toegevoegd, die daar van nature niet in thuis horen. Het toevoegen van stoffen als fluoride, wordt dan ook niet meer toegepast.
De inkoop van water In deze paragraaf bespreken we achtereenvolgens de soorten water en de kwaliteitseisen van water. De soorten water We bespreken de eigenschappen van de verschillende soorten water uit de produktgroep water. Deze produktgroep is onder te verdelen in drie waterproducten, namelijk: – Leidingwater. – Bronwater. – Mineraalwater. Leidingwater In Nederland levert het waterleidingbedrijf, de naam zegt het al, leidingwater. Dit water voldoet aan zeer strenge normen, die zijn vastgelegd in een wet en een besluit, namelijk: – De waterleidingwet. – Het waterleidingbesluit. Het drinkwater in Nederland is van goede kwaliteit. In vrijwel alle landen op de wereld voegt men chloor aan het drinkwater toe om de bacteriologische kwaliteit bij de afnemer te kunnen garanderen. Het gebruik van chloor kan de smaak van water zeer nadelig beïnvloeden. Met de stoffen die in het water aanwezig zijn, kan chloor reageren tot verbindingen met een sterke smaak of geur. De waterleidingbedrijven in Nederland voegen op zeer beperkte schaal chloor toe voor de desinfectie. Dit gebeurt bijvoorbeeld incidenteel in de zomer, wanneer er oppervlaktewater nodig is als grondstof voor het drinkwater. De controle op de kwaliteit van leidingwater is uitgebreid, zowel bij de produktie als in het distributienet. Zo stelt de overheid bij het leggen van nieuwe waterleidingbuizen of bij reparaties, strenge hygiënische eisen aan de wijze van installeren.
1
Warenkennis
Bronwater en natuurlijk mineraalwater In veel landen kun je leidingwater niet direct gebruiken als drinkwater of voor de bereiding van voedsel. Daar gebruiken de mensen gekookt leidingwater of bronwater. We gaan nu nader in op de eigenschappen van bronwater. Die vergelijken we met de eigenschappen van natuurlijk mineraalwater, waarmee het veelal in één adem wordt genoemd. In de Nederlandse wetgeving staat een uitgebreide beschrijving, van wat we onder bronwater en natuurlijk mineraalwater moeten verstaan. Bronwater en natuurlijk mineraalwater: – Zijn bacteriologisch gezond. – Hebben een onderaardse hoeveelheid water of een onderaardse laag tot oorsprong. – Zijn afkomstig van een bron, geëxploiteerd door middel van een of meer natuurlijke of kunstmatige ontspringingspunten. – Hebben een natuurlijke samenstelling. Kenmerk daarvan is het gehalte aan: • Mineralen. • Sporenelementen. • Andere bestanddelen of bepaalde uitwerkingen. • De natuurlijke zuiverheid. Welke overeenkomsten hebben bron– en leidingwater? We noemen de belangrijkste: – Mensen schrijven aan beide waterproducten soms heilzame effecten op de gezondheid toe. – Veel bronwaters en natuurlijke mineraalwaters bevatten koolzuurgas. Dit kan van nature in het water zitten of het kan aan het water voor het bottelen, zijn toegevoegd. Op het etiket moet staan op welke manier koolzuurgas is toegevoegd. – In natuurlijk mineraalwater en bronwater kunnen zeer hoge concentraties mineralen voorkomen in vergelijking met leidingwater. De concentraties mineralen in het water staan op het etiket. Sommige natuurlijke mineraalwaters bevatten hoge concentraties natrium. Het is van belang hierop te letten bij natriumarme diëten. Er zijn uiteraard ook verschillen te noemen tussen bronwater en natuurlijk mineraalwater: – Bronwater mag je vervoeren in tankwagens of via leidingen. Natuurlijk mineraalwater moet je direct bij de bron bottelen. – Voor erkenning van natuurlijk mineraalwater is farmacologisch, fysiologisch en klinisch onderzoek noodzakelijk. Voor bronwater geldt dat niet.
2
Mate van hardheid
Hardheid in mmol/l
in °D
Zeer zacht
minder dan 0,5
minder dan 2,8
Zacht
tussen 0,5 en 1,5 tussen 2,8 en 8,4
Matig hard
tussen 1,5 en 2,5 tussen 8,4 en 14
Hard
groter dan 2,5
groter dan 14
Schema 11-1 Hardheid van het drinkwater
De kwaliteitseisen van water We hebben in Nederland niet allemaal hetzelfde water. Het water in de Randstad komt ergens anders vandaan dan het water in Veendam of Doetinchem. Behalve in smaak kan water ook verschillen in hardheid. Drinkwater heeft altijd een bepaalde totale hardheid. Die totale hardheid wordt bepaald door de hoeveelheid calcium en magnesium in het water. De aanwezigheid van calcium en magnesium in water heeft verschillende nadelen voor de keuken. We noemen hier de belangrijkste nadelen: – Op verwarmingselementen en in ketels ontstaat kalksteenvorming. – Sanitair krijgt witte aanslag door het verdampen van water en het achterblijven van kalk. – Zeep wordt geïnactiveerd door calcium. Met andere woorden, zeep verliest zijn ontsmettingsfunctie naar mate er meer calcium in het water zit. Voor een bepaalde reinigende werking is daarom bij hard water meer zeep nodig dan bij zacht water. – Er ontstaat vliesvorming op thee. Het calcium in het water reageert met sommige stoffen uit thee (tannine en adinine) tot onoplosbare verbindingen, die als een vlies op de thee blijven drijven. Je kunt vliesvorming verminderen door het water langer te koken, waardoor meer calcium uit het water verdwijnt. Volgens velen komt dit ook de smaak van de thee ten goede. De hardheid van water wordt meestal uitgedrukt in mmol/l (millimol per liter) of °D (graden Duitse hardheid). Voor de omrekening geldt dat 1 mmol/1 overeenkomt met 5,6°D. In schema 11-1 zie je de hardheid van het drinkwater weergegeven. Om de nadelige effecten van de hardheid van het drinkwater op te heffen kan het water worden onthard. Dit ontharden is mogelijk door ionenwisseling, waarbij een vervanging optreedt van calcium door natrium of door water. Een andere onthardingstechniek is omgekeerde osmose, ook wel hyperfiltratie genoemd. Daarbij wordt een deel van het water door een membraan geperst, waarna het zo goed als vrij van zouten is. Het resterende water (het afval of de brijn) bevat juist zeer veel zouten. De techniek van de hyperfiltratie verbruikt relatief veel energie.
Warenkennis
Bij onthard water bestaat de kans op een bacteriële besmetting. Daarom kan het gebruik van onthard water voor consumptie gevaarlijk zijn. Kwaliteitseisen van bronwater en natuurlijk mineraalwater Bronwater en natuurlijk mineraalwater moeten voldoen aan de eisen van het Natuurlijk mineraal- en bronwaterbesluit. In dit besluit besteedt de overheid aandacht aan de chemische en bacteriologische kwaliteit van dit water. We noemen enkele punten uit dit besluit: – Voor toxische (giftige) stoffen zoals arseen en kwik zijn grenzen vastgesteld. – Het water van de bron moet vrij zijn van pathogene ofwel ziekteverwekkende organismen, coliforme bacteriën, faecale streptococcen, sulfiet reducerende sporenvormende anaërobe bacteriën en pseudomonas aeruginosa. – Aan de reactiveerbare micro-organismen voor en na het bottelen, zijn eisen gesteld. Reactiveren is ‘het weer actief maken’ met behulp van voedingsmedia. De kiemgetallen hiervoor liggen bij 22°C en 37°C . Met een kiemgetal bedoelen we hier het aantal kweekbare micro-organismen per gram/ ml: • Kweken bij 20-22°C gedurende 72 uur op een agar-agar-voedingsbodem of een agar-agargelatinemengsel. • Kweken bij 37°C gedurende 24 uur op een agar-agar-voedingsbodem. Waterleidingbedrijven Drinkwater wordt in Nederland geleverd door de waterleidingbedrijven. Die bedrijven leveren dat via een zeer uitgebreid stelsel van leidingen. Bijna elk huis is op dat waterleidingnet aangesloten. De overheid stelt vast aan welke eisen het drinkwater moet voldoen. Ook stelt de overheid de gewenste kwaliteit vast van water dat gebruikt wordt voor de bereiding en behandeling van eet– en drinkwaren. De gebruiker zelf is verantwoordelijk voor de kwaliteit van het water in de binneninstallatie, dus ook in de keuken. Het waterleidingbedrijf ziet erop toe dat de aansluitingen veilig zijn: vervuild water mag in geen geval kunnen terugstromen in de drinkwaterinstallatie.
De prijs van water De schaarste van water Goed grondwater wordt helaas meer en meer een schaars produkt. De kwaliteit van het water verslechtert op verschillende plaatsen in Nederland. De oorzaak moet je onder meer zoeken in lozingen door de industrie, gebruik van bestrijdingsmiddelen en meststoffen door land– en tuinbouw en verzuring van het milieu. Ook de beschikbare hoeveelheid drinkwater neemt af. Dit komt door verdroging. Verdroging wordt veroorzaakt door veranderingen die mensen in de waterhuishouding hebben aangebracht om landbouwgronden optimaal te benutten. Je kunt hierbij denken aan ruilverkaveling, drainage en de aanleg van diepe sloten. Uiteraard werkt ook de drinkwaterwinning zelf verdroging in de hand, zij het in geringe mate. Om allemaal zoveel mogelijk gebruik te kunnen maken van betrouwbaar grondwater, is het heel belangrijk dat je het watergebruik zoveel mogelijk beperkt. In Nederland bedraagt het waterverbruik ongeveer 120 liter per persoon per dag. Slechts 2 liter hiervan wordt direct of indirect daadwerkelijk geconsumeerd. Ook in de keuken wordt slechts een zeer gering deel van het drinkwater gebruikt als bestanddeel van producten of voor het bereiden ervan. Het overgrote deel van het water wordt gebruikt voor spoelen, reinigen en koelen. In veel gevallen zouden we het watergebruik zonder grote inspanning aanzienlijk kunnen beperken. Spoelen en reinigen is doorgaans goed mogelijk met veel minder water. Voor het koelen maken keukens steeds vaker gebruik van elektrische koelinstallaties. Besparing van water is niet alleen goed voor het milieu, maar kan ook leiden tot aanzienlijke kostenbesparing op zowel drinkwater als rioolrechten.
Het gebruik van water Bij een aansluiting op het waterleidingnet in de keuken wordt berekend hoeveel water er gebruikt zal worden. Het waterbedrijf houdt rekening met de verwachte maximale momentane afname. De maximale momentane afname is de maximale hoeveelheid water die op een bepaald moment, een piekuur, door de consument wordt afgenomen. Denk maar eens aan de ochtendspits, waarbij water nodig is voor thee en koffie, maar ook voor het gebruik van douche en toilet. Tussen 7.00 en 8.30 uur in de ochtend bestaat er in menig huishouden in Nederland een piek in de afname van water.
Je gebruikt water in de keuken voor: 1. Het oplossen van stoffen. 2. Het extraheren van stoffen. 3. Het wellen van stoffen. 4. Het verhitten van stoffen. 5. Het steriliseren van stoffen. 6. Het koelen van stoffen. 1. Het oplossen van stoffen Water vormt een goed oplosmiddel voor allerlei stoffen, zoals zout, suiker en instantproducten. De oplosbaarheid van stoffen in water kan sterk verbeterd worden door het water te verwarmen. 3
Warenkennis
De hoge warmtecapaciteit van water benutten we in de keuken ook voor het snel afkoelen van gerechten. 5.00 4.50 4.00 Druk in 100 KPa
2. Het extraheren van stoffen Voor extraheren is heet water noodzakelijk. Onder extraheren verstaan we het onttrekken van stoffen aan producten. Bij die stoffen kun je dan denken aan smaakstoffen, kleurstoffen en aroma’s. Extraheren wordt toegepast op producten als vlees, kruiden en groenten. Uiteindelijk dient deze methode voor het maken van bijvoorbeeld soepen en sauzen. Ook dranken als koffie en thee worden door middel van extraheren bereid. Bij het koken van producten kunnen door het extraheren ook onbedoeld waardevolle stoffen zoals vitaminen en smaakstoffen verloren gaan.
3.50 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00
3. Het wellen van stoffen Er zijn verschillende stoffen (bijvoorbeeld zetmeel en eiwitten) die water kunnen binden, waardoor het volume toeneemt. Een voorbeeld hiervan is gelatine. Veel groenten- en fruitsoorten bezitten celwanden die water doorlaten. Hiervan wordt gebruik gemaakt bij het drogen van producten. Bij het drogen wordt alleen water onttrokken aan het produkt; mineralen, smaakstoffen en dergelijke blijven in het produkt achter. Wanneer deze gedroogde producten in water worden gebracht zullen de cellen weer water opnemen. De stoffen wellen dan. 4. Het verhitten van stoffen Water is uitstekend geschikt voor warmte-overdracht naar stoffen of producten. Het is om deze eigenschap dat je water gebruikt om warmte over te brengen van gasvlam of kookplaat naar het te bereiden produkt. Daarbij kennen we verschillende processen: koken, pocheren, blancheren of stomen. Water heeft een grote warmtecapaciteit. Dat wil zeggen dat je veel energie nodig hebt om water te verwarmen (4,2 kJoule of 1 kcalorie per liter om de temperatuur één graad te laten stijgen). Dit betekent ook dat water veel energie afstaat tijdens het afkoelen. Voor het omzetten van water in stoom heb je ook veel energie nodig.
0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 temperatuur in graden C
Illustratie 11-1 Druk van waterdamp bij verschillende temperaturen
5. Het steriliseren van stoffen Heet water is geschikt voor de sterilisatie van stoffen. Bacteriën en virussen sterven bij hoge temperatuur. Hoe hoger de temperatuur, hoe sneller deze microorganismen sterven. 6. Het koelen van stoffen Koud water wordt gebruikt voor het afkoelen van stoffen, zoals vlees. Bevroren water - ijs - wordt gebruikt voor het bewaren van producten, zoals vis. Water gaat bij een temperatuur die lager is dan 0°C, (het vriespunt) over van vloeibare in vaste toestand (ijs). De dichtheid van ijs is echter kleiner dan de dichtheid van water. Tijdens het bevriezen zet water namelijk uit. IJs is 8% omvangrijker dan water. Een gevolg hiervan is dat ijs drijft in water, maar ook dat met water gevulde flessen barsten in een vriezer. Bij stoffen die zijn opgelost in water (zoals alcohol, zout en suiker) daalt het vriespunt tot onder 0°C. Hoe groter de concentraties van de opgeloste stoffen, hoe groter de daling.
De levering van water Het koken treedt op zodra de dampspanning van water gelijk is aan de buitendruk. Onder dampspanning verstaan we de druk van de waterdamp. De buitendruk is de eventueel aangelegde druk, bijvoorbeeld in een pressure-cooker. Zuiver water kookt onder normale druk (10 KPa) bij 100°C. Bij toenemende druk wordt het kookpunt hoger. Bij 200 KPa is het kookpunt 120°C (pressurecooker), bij 50 KPa is het kookpunt 81°C (vacuümkoken). Illustratie 11-1 licht deze principes toe. De druk neemt sterk toe met het stijgen van de temperatuur. Bovendien geldt meestal: hoe hoger de temperatuur, hoe korter de kooktijd van producten. Wanneer er stoffen opgelost zijn in het water (suiker, zouten), wordt het kookpunt hoger dan 100°C.
4
In Nederland wordt ongeveer zestig procent van het drinkwater gewonnen uit grondwater en veertig procent uit oppervlaktewater. Het gebruik van grondwater heeft enkele belangrijke voordelen boven het gebruik van oppervlaktewater. De samenstelling en de temperatuur van grondwater zijn zeer stabiel; veranderingen in de kwaliteit vinden zeer langzaam plaats. Daarnaast bevat grondwater door het langdurige verblijf (tot honderden jaren) in de bodem geen schadelijke bacteriën of virussen. Deze eigenschappen maken dat de zuivering van grondwater tot drinkwater over het algemeen veel eenvoudiger is dan de zuivering van oppervlaktewater. Een grondwaterzuivering bestaat meestal uit: – Een beluchting. Diep grondwater bevat namelijk geen zuurstof.
Warenkennis
–
Een filtratie. Daarmee worden stoffen verwijderd die van nature in het grondwater zitten: ijzer, mangaan en ammonium.
Voor het maken van drinkwater uit oppervlaktewater zijn zeer uitgebreide fysische, chemische en biologische zuiveringen noodzakelijk. Ook bij deze zuiveringen maken we een tweedeling:
– –
Desinfectie voor het doden van bacteriën en virussen. Adsorptie– en filtratieprocessen voor het verwijderen van zwevende deeltjes en allerlei verontreinigingen.
Voorbeelden van beide typen zuivering zie je weergegeven in illustratie 11-2.
Beluchting en filtratie (2x)
Grondwaterzuivering
Zand
Zand
Reinwater kelder
Distributienet Pomp
Winput grondwater 30 - 250m diep
Flocculatie
IJzerzouten dosering Rivierwater
Desinfectie en oxydatie
Nadesinfectie met uv of chloor Actieve kool
Opslag in bekken
Slibverwijdering Ozon
Oppervlaktewaterzuivering
Verwijdering verontreinigingen Reinwater kelder
Pomp
Illustratie 11-2 Grondwater- en oppervlaktewaterzuivering
5
