Undervisningsopplegg
Passer for
  • barnetrinn 1-2
  • barnetrinn 3-4
  • barnetrinn 5-7
  • ungdomstrinn 8-10

Mat i kokegrop

Å lage mat i kokegrop er en spennende og meningsfylt aktivitet. Man får utfordret mange evner, alle sansene kommer i bruk, og man kan komplettere aktiviteten med undervisning og læring i flere fag.

Vegger og gulv i ei kokegrop er dekket av stein. Foto: Erik Fooladi

I tilknytning til dette undervisningsopplegget er det to fagtekster: en naturfaglig tekst om varme (Varme og varmeoverføring) og en samfunnsfaglig tekst om kokegroper i arkeologisk perspektiv (Historien bak kokegropene). I tillegg finnes det støtteark og eksempler på hvordan dette er gjennomført sammen med barn og unge, både i liten og stor skala, i form av logger fra gjennomføring.

Hvem kan ha nytte/glede av å lage kokegrop? 

  • uteskole/uteundervisning 
  • lærerutdanning (friluftsliv, mat og helse)
  • klasseturer
  • speider el.
  • hjemme i hagen

Kokegrop i ulike skolefag – muligheter for tverrfaglighet

Mulighetene er mange for å bruke dette som tverrfaglig aktivitet fordi kokegrop, og mat generelt, naturlig binder sammen en rekke fag. I naturfag kan læreren undervise om varme og logge temperatur, i samfunnsfag står fortellinger om gammel historie sentralt, mat og helse har sin naturlige kobling i og med at elevene lager mat, og aktivitet i friluft kan knyttes opp mot kroppsøving.

Gruppeorganisering

Kokegrop er velegnet til stasjonsundervisning dersom mange barn skal være med. En voksen per gruppe på 5-6 elever på 5.-7. trinn er ideelt.

Årstrinn

Dersom elevene skal være aktivt deltakende, er kanskje 6.-7. trinn og oppover en grei gruppe å gjøre dette med. Det vil kunne fungere helt ned i barnehagen dersom de voksne er de mest aktive.

 

Takk til Helga Synnevåg Løvoll, Høgskulen i Volda, som introduserte bruk av kokegrop i undervisning for oss!

Forsøk og praktisk arbeid

Hvordan lager vi ei kokegrop i dag?

Kokegroper kan ha ulike utforminger og ulik bruksmåte, men hovedprinsippet er at vi tilbereder mat ved å pakke den inn og la den ligge tildekket sammen med oppvarmede steiner slik at den blir «tørrkokt».

  • Kokegrop 1
  • Kokegrop 2
  • Kokegrop 3
  • Kokegrop 4
  • Kokegrop 5
  • Kokegropp 6

Det finnes flere måter å lage mat i kokegrop. Metoden som er beskrevet her avviker noe fra den som er beskrevet i den arkeologiske litteraturen (se den historiske artikkelen), men er velprøvd i skolesammenheng og gir godt resultat.

  1. Grav et hull i bakken. Pass på at torva er i mest mulig hele stykker. Størrelsen på hullet avhenger av mengde mat, dybden avhenger av metoden og hvor flate stein en har tilgang til. Et rektangel på 1 x 1,5 meter med dybde 50-60 cm vil kunne gi plass til et par lammelår og 20-30 poteter. (Bilde 1 i bildeserien neders på siden)
  2. Dekk først veggene og deretter bunnen i gropa med stein, og tenn opp et bål nede i den. (Bilde 2, historisk sett er det ikke grunnlag for å si at man dekket veggene, men dette gir et godt og jevnt kokeresultat).
  3. Pakk maten godt inn, enten i aluminiumsfolie eller store blader. Det er i begge tilfeller nødvendig med flere lag (se oppskrifter sist i artikkelen). Dette kan også gjøres dagen i forveien. (Bilde 3)
  4. Når båler brenner godt legger dere på mer stein og lar bålet brenne helt ned. (Bilde 4)
  5. Løft ut de løse steinene, men ikke de som dekker bunn og vegger. Legg mat og stein lagvis oppå hverandre og hvelv torva tilbake over gropa. Bruk stein og jord for å dekke til der det er utett. Dersom det er utett, kan dette sees ved at det siver ut damp. (Bilde 5).
  6. Maten skal så ligge så lenge som dere mener er nødvendig. Hele lammelår bør f.eks. ligge 2,5-4 timer, mens fisk kan ligge vesentlig kortere.
  7. Hvelv torva til side og plukk ut den varme steinen og maten. Fisk, kylling og kjøtt må løftes forsiktig ut fordi den lett faller fra hverandre. (Bilde 6)
  8. Etter bruk kan dere slippe ned et kronestykke eller femtiøring før dere graver igjen. Dersom stedet en gang blir gjenstand for arkeologisk utgravning vil fagfolkene lett forstå at gropen er av nyere dato.


Mat laget i kokegrop vil ofte ha svært god smak. Dette skyldes blant annet den lange tilberedelsestiden, men også at maten får koke i sin egen kraft. Temperaturen er til å begynne med høy og avtar etter hvert. Dette er grunnleggende annerledes enn når man ellers lager mat, da varme blir tilført hele tiden (steikeovnen eller kokeplata står på, grillen brenner etc.).
 

Kokegropaktiviteten som åpent forsøk

Planlegging og gjennomføring av en slik aktivitet krever at en må ta stilling til mange ulike spørsmål, både i forkant og underveis. Dette kan læreren gjøre selv, eller man kan ta med elevene på dette i større eller mindre grad avhengig av årstrinn og hvilken målsetning man har med aktiviteten. Planlegging krever at man kan formulere spørsmål, legge en plan, og argumentere for hvordan dette skal løses. Eksempler på slike problemstillinger kan være:

  • Valg av mat; type og mengde (avhenger av tilgang, pris, antall personer, smak og behag)
  • Plassering av mat i gropa (avhenger av type mat, mat som skal ha mindre varmebehandlig kan plasseres tettere og i mindre kontakt med varm stein enn mat som trenger lengre og kraftigere varmebehandling)
  • Valg av tilberedningstid (avhenger av type mat)
  • Kokegropa
    • Hvor er det lurt å grave? (jordforhold, tilgang til vann, brannfare, hva er mest praktisk)
    • Hvor stor og dyp skal gropen være? (avhenger av mengde mat)

Det ligger også godt til rette for å formulere hypoteser omkring ting som observeres eller måles. Elevene må da vurdere og argumentere for og mot disse i forkant, underveis og i etterkant av målingene og observasjonene.

Kommentarer/praktiske tips

Forberedelser og tidsbruk

Dere bør ha sjekket ut området i forkant. Det går gjerne med en hel dag, men det er to lengre naturlige pauser underveis som kan brukes til andre aktiviteter. Deler dere opp i grupper kan dere gjennomføre parallelle aktiviteter. Et grovt tidsskjema kan se slik ut: 

Tidsbruk Aktivitet
Dagen i forveien eller mens man venter på at bålet skal brenne ned Krydre og pakke inn maten. Dersom den er pakket dagen før må den oppbevares i kjøleskap. Dersom maten er frossen bør den tas ut i god tid. Hele lammelår bør minst tine over natten (romtemperert mat går mye raskere å varme opp enn om den er delvis frossen eller kjøleskapskald)
45 min‑2 timer Grave grop, samle stein, steinsette gropen
0,5 time Tenne opp bål i grop
1,5 time La bålet brenne ned
(legge på mer stein når bålet brenner godt)
0,5 time Plukke ut løs stein. Legge i mat og stein, dekke til med torv
1-4 timer Evt. andre aktiviteter mens maten blir kokt
Ventetiden avhenger av type mat, se oppskriftene nederst
0,5 time Åpne grop
.... Spise

 

Rammebetingelser, tillatelse og sikkerhet

Tillatelse og sikkerhet: Dere må innhente tillatelse til å bruke åpen ild, og dere bør ha god tilgang på vann i tilfelle behov for rask slukking

Grunnforhold og omgivelser: Jorden bør være grei og grave i og ikke alt for fuktig. Dere bør ikke grave for nær vannet, da vann kan slå opp fra undersiden. Sandstrand er ikke egnet å grave i, grunnen må være slik at den ikke raser ut når dere graver rette vegger på gropa.

Stein (NB!): Det bør være god tilgang på steiner av størrelsen 10-40 cm: Steinene som skal dekke sider og bunn kan være relativt store, resten må være av en størrelse som gjør at dere greit kan få dem opp av gropa selv om de er varme. Fasongen på steinene er ikke avgjørende, men noenlunde flate steiner er enklere å bruke. Når vi har steinsatt gropa, er en grei tommelfingerregel at vi trenger like mye stein til å legge imellom maten. Har vi for lite stein kan det føre til at maten ikke blir helt kokt, eller at det tar lengre tid. Steiner og mat må ligge slik at maten kommer i størst mulig kontakt med steinene.

Sporløs ferdsel: Etter at dere er ferdig skal dere forlate stedet mest mulig uberørt. På denne måten kan også de som kommer etter dere oppleve gleden av å møte den uberørte naturen. Steinene fra kokegropa legges tilbake, dere tar med all søppel som ikke brennes, og gropa fylles igjen med jorda som ble gravet opp. Torva bør holdes mest mulig hel og trampes godt på plass. Grunneeier har lov til bortvise mennesker som gjør skade på eiendommen.

Egnede matvarer

Matvarer som egner seg godt til kokegrop er lammelår (med eller uten bein), hel fisk (f.eks. ørret eller laks), poteter og kylling. Fremgangsmåtene er enkle, se mengder og oppskrifter nedenfor. Merk at disse matvarene er valgt av hensyn til matlagingen og ikke fordi de er historisk korrekt. Poteter fantes ikke her til lands i forhistorisk tid, og antakelig heller ikke kylling.

Oppskrifter og mengder for mat i kokegrop

Maten kan serveres som den er, eller dere kan lage en salat til. Som tilbehør er det ofte tilstrekkelig med rømme/dressing og evt. smør/margarin til potetene.

  Mengder mat per person
  Fullverdig måltid, voksen «En smak», voksen Fullverdig måltid, barn «En smak», barn
lammelår med bein 300 g 100 g 150 g 50 g
laks 250 g 85 g 150 g 50 g
kylling 1/2 kylling 1/4 kylling 1/4 kylling 1/8 kylling
potet 1-2 store 1 stk 1-2 stk 1 stk

 

Lammelår

Et helt lår, tint
1-2 hele hvitløk (etter smak)
Salt, pepper, urter (f.eks. rosmarin eller timian)

Kan gjøres dagen i forveien (kjøttet smaker best da): Gni låret med salt, pepper og urter. Lag snitt i låret og stikk inn hele eller halve hvitløksfedd. Pakk inn i minst 4 lag solid aluminiumsfolie.

Ta ut kjøttet samme morgen som det skal i gropa slik at det ikke er kaldt når det legges i gropa. Når kjøttet skal tas ut av gropa må det løftes forsiktig og ikke etter beinet fordi en lett kan dra beinet av resten av låret.

Koketid: 2,5-4 timer (større lår, lengre koketid)

Laks/ørret

En hel laks eller ørret, tint
Salt, pepper, urter (f.eks. timian, persille eller dill), evt. sitron

Tørk godt av fisken utvendig, ta ut innmat og skjær evt. av hode og spor (hale). Skyll fisken innvendig. Strø salt, pepper og urter og legg evt. sitronbåter inne i fisken. Pakk inn i minst 4 lag solid aluminiumsfolie.

Koketid: 1-1,5 time pakket i folie. Dersom man lager både laks og lam kan man vurdere å grave en grop til hver av disse

Kylling

En hel (rå) kylling, tint
Salt/paprika, salt/pepper eller andre urter/krydder (merk at grillkrydder ofte er tilsatt salt)

Gni kyllingen med krydder. Behandle ellers som laks.

Koketid: Som for laks, men tåler å ligge noe lengre. Dersom den ligger sammen med laks bør altså laksen skjermes noe (færre varme steiner i direkte kontakt, høyere opp i gropen), mens man kan legge mer stein rundt kyllingen.

Poteter

Vask potetene. Pakk inn potetene enkeltvis i 3-4 lag folie. Potetene kan også pakkes flere sammen, men da er det en viss risiko for at de midterste blir mindre kokt enn de i kantene.

Koketid: 1,5-2,5 timer. Kan gjerne ligge i grop sammen med lammelår, men da noe tettere og i mindre kontakt med stein enn lammelåret. Omvendt dersom de ligger i grop sammen med laks eller kylling (potetene bør da ligge i bunnen der det er varmest, mens laksen/kyllingen skjermes).

Forsøk og praktisk arbeid

Mål temperaturen i gropa

En fin aktivitet er å ta med seg flere steiketermometre og måle temperaturen ulike steder i og utenfor gropa.

Dere kan logge dette automatisk eller måle manuelt og skrive det inn i et skjemaet (se vedlegg: Temperaturlogg for kokegrop). Elevene kan så plotte det når de kommer tilbake til undervisningsrommet.

Måling av temperatur i kokegropa. Foto: Erik Fooaldi Måling av temperatur i kokegropa. Foto: Erik Fooaldi

Kokegropaktiviteten som åpent forsøk i forhold til temperaturmåling:

  • Hvor mange termometre er det ønskelig å ha?
  • Skal man logge automatisk, manuelt eller begge deler?
  • Hvor skal termometeret/termometerne plasseres? (dersom man plasserer et termometer inne i maten vil man ha en indikasjon på hvor langt maten er kommet. Er temperaturen den samme høyt oppe og dypt nede i gropa? Hvor langt utenfor gropa sprer varmen seg, oppover og til sidene?) Det er også mulig å måle temperaturen på overflaten av steinen dersom man har et IR-termometer
  • Hvor ofte skal temperaturen leses av? Skal man lese av like ofte gjennom hele koketiden? 
  • Hvordan kan/bør målingene visualiseres eller rapporteres?

Kommentarer/praktiske tips

Temperaturmåling gjort ved tilberedning av lammelår i kokegrop. Ved denne anledningen ble det brukt datalogger, men det er også mulig å bruke steketermometer. Utstyret bør tåle temperaturer opp mot 500 grader, eller man må leve med at det kanskje kan gå i stykker. Temperaturmåling gjort ved tilberedning av lammelår i kokegrop. Ved denne anledningen ble det brukt datalogger, men det er også mulig å bruke steketermometer. Utstyret bør tåle temperaturer opp mot 500 grader, eller man må leve med at det kanskje kan gå i stykker.

 

Materialer og utstyr

  • dataloggere eller termometer
Forsøk og praktisk arbeid

Tips til parallelle aktiviteter

Det er selvsagt mulig å drive undervisning mens dere venter på at maten blir ferdig i kokegropa. Andre mulige aktiviteter er å forberede en dessert, eller lage primitive hellekaker.

Stekte epler

Råvarer:

  • Epler (½-1 eple pr. person)
  • Fett til å steike i (olje eller smør/maragarin)
  • Som ekstra smakstilsetning kan dere bruke honning (mer autentisk), eller sukker, kanel og evt. rosiner (mer moderne)

Utstyr: Steikehelle/-takke over bål, alternativt primus eller stormkjøkken

Framgangsmåte: Skjær eplene i båter og stek dem direkte i fettet. Ha over honning mot slutten. eller vend eplebåtene i sukker og kanel før de steikes. (evt. riste det hele sammen i en plastpose før steking)
 

Hellekaker

Råvarer  

  • Helkorn (f.eks. hvete, evt. iblandet hele byggryn)
  • Salt
  • Vann
  • Evt. smaksrike frø som linfrø el., og litt hvetemel i reserve dersom det blir for lite egenprodusert mel

Utstyr   

  • Morter (alternativt en stor flat stein med en mindre rund stein til å male kornet med)
  • Steikehelle/-takke eller en flat stein/steinhelle som plasseres over et bål

Framgangsmåte: Bruk steiner eller morter til å knuse kornet så fint som mulig. Dersom det brukes steiner bør disse gnis mot hverandre før bruk for å slipe vekk ujevnheter som ellers ender opp som småstein i brødene. Skyll med vann og tørk godt. Knus linfrø og lignende. separat (disse er ikke like harde som hvetekorn). Bland en liten mengde salt (etter smak) i melet. Tilsett litt vann og kna det sammen til en seigest mulig deig (den blir seigere ettersom den eltes). Steikes som det er. Brødet blir hardt og flatt

 

Er del av

Historien bak kokegropene

Det har levd mennesker i landet vårt i omkring 9 500 år, først langs kysten og det tok ytterligere ca. 1000 år før vi ser bosetninger i innlandet. De aller første steinovnene (røykovner) kom til landet flere tusen år senere, og det samme gjelder jerngryter. Hvordan laget de mat til mange mennesker i årene fra vi kom til landet og fram til jerngrytenes tid?

Maten griper inn i alle aspekter av livet og er noe alle mennesker må forholde seg til, og slik har det vært så lenge mennesket har eksistert. Mat er ikke bare noe vi spiser for å få næring, opplevelsen av maten spiller også en viktig rolle for oss. Siden maten er så sentral for menneskene, har den også satt sine spor i verdenshistorien, både i form av råvarer og som ferdig måltid. Kanskje var ikke dette så annerledes i steinalderen, når folk levde som jegere og sankere, enn det er i vårt moderne samfunn? Men fordi de i forhistorisk tid ikke hadde funnet opp steikeovn og andre teknologiske innretninger som vi tar for gitt i dag, måtte de ordne seg på annet vis. Skulle de ha en fest med mange mennesker, var kokegrop et alternativ. Den er enkel å lage, og med en slik grop er det faktisk ikke mye mer arbeid å lage mat til hundre personer enn til ti. Samtidig kan vi kanskje få et innblikk i forhistorisk matlaging og lære litt om varme.

Kokegroper i forhistorisk tid

Arkeologer regner med at de første menneskene kom hit til landet mot slutten av den siste istiden. I perioden fra folk kom til landet og fram til begynnelsen på yngre steinalder ca. 4000 f.kr., levde de som jegere, fiskere og sankere. De måtte klare seg med det de kunne finne i naturen rundt seg, og i begynnelsen levde flertallet langs kysten. Utover i yngre steinalder begynte folk å holde husdyr og dyrke jorda, noe som gjorde at de kunne være mer bofast og ikke var like avhengig av å følge, eller lete, etter maten. Det kunne også bo flere mennesker på samme areal, fordi dyrking og husdyr gjorde at tilgangen på mat ble bedre. Her til lands har arkeologene funnet groper i bakken der det tydeligvis har vært fyrt opp ild fra tidsrommet mellom slutten av eldre steinalder og helt fram til begynnelsen på yngre jernalder ca. 550-600/700 e.kr., altså et spenn på godt over 4000 år. Gropene som er funnet kan være runde eller firkantet, fra en knapp meter i diameter. I bunnen av de 20-40 cm dype gropene er det et lag med trekull/sot med mikroskopiske spor av fett, og stein som er «skjørbrent» av varme. Over dette finner vi ofte kullblandet torv, jord og sand. Arkeologene har kalt disse gropene for «kokegroper» ettersom det er tegn til at disse har vært brukt til å tilberede mat i. Det er sjelden funnet større mengder mat i disse gropene, fordi maten er tatt ut og spist. Arkeologene tror også at disse gropene kan ha hatt andre bruksområder. De mener at gropene kan ha hatt religiøse/rituelle funksjoner, vært brukt til trankoking, bad/badstu, eller til håndverk slik som garving og produksjon av keramikk. Fagfolkene har derfor diskutert om ordet «kokegrop» er egnet, men de synes ikke å ha kommet fram til noe godt alternativ, så dette ordet er nok det beste vi har inntil videre.

 

De fleste kokegropene som er funnet i Skandinavia er datert til bronsealderen og eldre jernalder. De eldre gropene synes å være knyttet til fangstmiljøer, men etter hvert som folk ble mer bofaste, finner vi felt med større antall groper omkring bostedene. Det er imidlertid lite sannsynlig at kokegroper ble brukt til daglig matlaging fordi arkeologene da skulle funnet langt flere groper. Vi finner også sjelden groper som er brukt mange ganger. Disse to trekkene til sammen tar arkeologene som tegn på at kokegropene hovedsakelig ble brukt ved spesielle anledninger, og ikke til hverdags. De kan heller ikke se bort fra at bruksområdene for kokegropene har vært ulike til ulike tider.

Når vi kommer til yngre jernalder, hadde de antakelig utviklet teknologi til å lage kar i kleberstein og jern som både var vanntett og tålte varmen fra et bål. Behovet for kokegroper avtar da naturlig nok, noe som gjenspeiles i at de da synes å forsvinne ut av bruk. Keramikk har også vært brukt langt tilbake i tid, både parallelt med kokegropene og i tiden etterpå. Her har teknologien satt begrensninger fordi det ikke er noen enkel sak å lage kar i keramikk som tåler høy varme og samtidig er vanntett. I yngre steinalder, når de klarer å lage kar i varmebestandig kleberstein, blir keramikk mindre fremtredende.

Hvordan fungerer ei kokegrop?

Ut fra de funnene arkeologene har gjort, kan de til en viss grad gjenskape prosessen med å lage mat i ei kokegrop. De graver et hull i bakken, fyller det med ved og legger et lag med runde stein oppå veden. De tenner opp bålet og lar det brenne ned slik at steinen blir glovarm. De pakker inn maten i et beskyttende materiale, i forhistorisk tid kunne dette kanskje være hud eller store blader, og legger dette oppå den varme steinen. De hvelver så torvlaget tilbake over maten, tetter til med jord og lar denne ligge til maten er ferdig tilberedt. Når maten tas ut igjen blir kull og stein liggende igjen urørt, og dette gjenspeiles i de arkeologiske funnene.

Se animasjon av hvordan kokegropa virker under temaet mat på steinalder.org

Matlaging med skjørbrent stein før kokegropenes tid

Arkeologene er interessert i forhistorisk tid, altså i en tidsperiode der de ikke har skriftlige kilder å støtte seg til. Dermed er arkeologen nødt til å tolke og forstå historien med utgangspunkt i gjenstander, rester eller mønstre etter bygninger og boplasser, levninger fra døde dyr slik som beinrester og annet som kan motstå tidens tann. Dersom de ikke er bevart under spesielle betingelser, vil mange gjenstander av biologisk materiale i løpet av noen tusen år bli brutt ned og er derfor borte nå (det finnes riktignok eksempler på biologisk materiale som er bevart i myrer). Redskaper i tre og skinn er det eksempelvis lite av fra forhistorisk tid. Stein, beinrester, keramikk, kull og mønstre i landskapet er imidlertid holdbart, og arkeologene kan trekke mye informasjon ut av dette. I tillegg har de dateringsmetoder for å anslå alder på materiale, slik som C14-metoden. Når det gjelder skjørbrent stein, kan arkeologene ut fra hvordan steinen er sprukket opp avgjøre om den er flyttet fra bålet og rett over i vann, eller om den er avkjølt i luft/jord. De har funnet begge typer stein, noe som tyder på at skjørbrent stein også har vært brukt til å varme opp vann. En mulig tilberedningsmåte for mat er derfor at de brukte steiner fra et bål til å varme opp vann i et trekar eller et skinn, og at de kunne koke maten i dette vannet. Naturlig nok finner vi ikke igjen skinnposene eller trekarene, men steinen er altså mulig å finne.

En stor takk rettes til arkeolog Lars Erik Narmo for gode innspill og kommentarer på artikkelen.

Anbefalt litteratur og kilder

Narmo, L. E. 2006. Kokegroper og ideologi. Ottar – populærvitenskapelig tidsskrift fra Tromsø museum nr. 262; 58-63.

Narmo, L. E. 1996. «Kokekameratene på Leikvin» - Kult og kokegroper. Viking LIX; 79-100. (Norsk arkeologisk selskap)

Gielsager Pedersen, A. M. 1995. Smag på oldtiden – Forhistorisk matlavning. Holte, Flachs.

Gustafson, L., Heibreen, T. og Martens, J. (red.) (2001). De gåtefulle kokegroper: Kokegropseminaret 31. november 2001: artikkelsamling. Oslo, Kulturhistorisk museum, Fornminneseksjonen.

Narmo, L. E. Personlig meddelelse. 9. april 2009

Ringstad, B. og Vårdal, L. (2001) Aura-Pål sitt rike: Auregarden i førhistorisk tid og tidleg mellomalder. Sykkylven, Sykkylven sogenemnd.

Rønnevig, E. (2001). Bakaromnen – trend og tradisjon. Oslo, Det norske samlaget.

Wandsnider, L. (1997) The roasted and the boiled: Food composition and heat treatment with special emphasis on pit-hearth cooking. Journal of Anthropological Archaeology, 16, 1-48.

Er del av

Nettressurser

(steinalder.org)
Se animasjon av hvordan kokegropa virker under temaet "Mat"

Varme og matlaging

Når vi lager mat, trenger vi ofte varme, og hvilken mat vi skal lage bestemmer gjerne hvilken metode vi bruker for å varme den opp. Med litt fysikk i bagasjen er det lettere å avgjøre hvordan det kan være lurt å gå fram.

Energi og varme

Temperatur handler i bunn og grunn om bevegelse. I gasser og væsker, som luft og vann, er temperaturen et speil på hvor raskt molekylene beveger seg. I faste stoffer der molekylene har mer eller mindre faste plasser, er det hvor raskt molekylene eller atomene vibrerer, som bestemmer temperaturen. Når vi tilbereder mat, overføres energi fra en varmekilde over i maten. Varmekilden kan være overflaten på ei steikepanne, vannet (sausen) i ei gryte, lufta i en steikeovn, en mikrobølgeovn, en grill, eller ei kokegrop. Avhengig av hvordan du vil ha maten er det altså ulike måter å overføre denne varmen på.

I fysikken definerer vi varme som energioverføring fra et system til et annet på grunn av temperaturforskjell. Energien går fra et sted med høy temperatur til et sted med lavere temperatur. Denne energitransporten kan foregå på to måter: 

  • Varmeledning (konduksjon)
  • Stråling

Varmeoverføring i matlaging kan i tillegg ha nytte av et par andre måter å omtale varmeoverføring på. Det er

  • Varmestrømning (konveksjon) 
  • Kondensasjonsvarme

Varmeledning (konduksjon)

Kanskje den mest åpenbare formen for varmeoverføring er den du kjenner når du brenner deg på ei varm steikepanne. Varmeledning foregår når to gjenstander er i direkte kontakt med hverandre og den ene har høyere temperatur enn den andre. Molekylene i den varme panna vibrerer kraftig, og når disse kommer borti overflaten på maten (eller hånda di), slår de til molekylene i maten og overfører noe av energien sin; en slags dominoeffekt. Varmeledning er også hovedprosessen når de indre delene i maten varmes opp fra utsiden. Det er denne langsomme dominoeffekten fra molekylene ytterst til de lengre inne i maten som gjør at den omsider blir gjennomvarm. Stoffer som er gode varmeledere, er også effektive til å varme opp mat. Ulike materialer har i tillegg ulik evne til å ta vare på denne varmeenergien. De har ulik varmekapasitet, noe som er relevant for en del tilfeller av matlaging (se nedenfor). Væsker og gasser er dårlige varmeledere fordi det er så langt mellom molekylene at de ikke like effektivt dulter borti hverandre.

Tabell 1 Varmeledningsevnen til noen stoffer i forhold til vann   

Materiale Relativ ledningsevne
 luft     0,04
 tre/papir  0,24
 fett  0,33
 kjøtt    0,76
 fisk  0,97
 vann  1
 glass   1,2
 porselen  1,8
 naturstein (granitt)  2-3
 is  3
 støpejern  80
 aluminium  350 
 kobber  660
 sølv  700

 

Varmestrømning (konveksjon)

Dersom du brenner deg over flammen i et stearinlys, er det hovedsakelig konveksjon som gjør at energien transporteres fra flammen og opp til fingeren din. Konveksjon er ikke varme i ordets fysiske betydning, men en mer sammensatt prosess. Slik varmestrømning foregår når en blanding av små luft- eller væskemasser med ulik temperatur, samlinger av molekyler med høyere temperatur, beveger seg fra ett sted til et annet. I tilfellet med lyset, er det varme gasser som stiger opp fra flammen og treffer fingeren din, og fingeren blir varm gjennom konduksjon på overflaten av huden. Siden konveksjon handler om at «varme molekyler» beveger seg, må altså dette være noe som kan flyte, f.eks. en væske (vann, olje) eller en gass (luft, damp). De «varme molekylene» har høy energi, og når de kommer i kontakt med «kaldere molekyler» overføres noe av energien.. Konveksjonsprosesser er vanlige fenomener i naturen og i hverdagen hjemme: i innsjøer og hav synker og stiger vannet avhengig av tetthet og temperatur, du ser strømninger i vannet når du varmer opp ei gryte med vann selv om gryta står helt stille, og varm luft stiger mens kald luft synker (både som meteorologisk fenomen og hjemme i huset). Konveksjon fungerer slik fordi molekylene i væsker og gasser med høy temperatur beveger seg raskere og dermed tar opp mer plass. Massetettheten blir følgelig lavere, og de stiger opp. Siden vann har mye høyere tetthet enn luft, er varmeoverføring ved konveksjon langt mer effektiv i vann enn i luft. Derfor går det raskere å koke poteter i vann enn å bake dem i steikeovnen.

Forskjellen mellom konduksjon og konveksjon kan være litt vanskelig å gripe, men kan illustreres med følgende dramatisering:

 

Varmeledning (konduksjon)

En person illustrerer et «varmt molekyl», tre-fire andre illustrerer «kaldere molekyler». Den «varme» person står i midten, de andre står tett rundt. Den «varme» står i ro og vifter med armene slik at han dulter borti de som står omkring, noe som setter disse i bevegelse. Varmeenergi er dermed overført fra molekylet med høyere temperatur til de omkrin

Varmestrømning (konveksjon)

Ei gruppe på minst seks personer deles i to. Halvparten illustrerer «varme molekyler», resten er «kaldere molekyler», de to halvpartene går til hver sin ende av rommet. De kalde personene beveger seg langsomt mens de varme beveger seg raskere og veiver med armene, og etter hvert blandes de rundt omkring slik at de to endene av rommet har like mange varme og kalde molekyler.

 Før: Varmeledning - før

 Før:

Varmestrømning - før

 

 Etter:

Varmeledning - etter

 

 Etter:

Varmestrømning - etter

 

 

Stråling

Når du kjenner sola varme en ellers kjølig vårdag, eller kjenner varmen ved siden av flammen i stearinlyset, er det strålingsvarme du merker. Varmeoverføring gjennom stråling er ulik varmeledning og konveksjon ved at det ikke er fysisk kontakt mellom stoffer. Ved stråling brer energien seg som elektromagnetisk stråling. Energien avgis ved at atomer og molekyler sendes ut som fotoner. Dersom vi ser bort fra mikrobølger, er det i hovedsak infrarød (varme-) stråling vi benytter oss av til å varme opp mat*.Varmestrålingen blir absorbert av molekylene i overflaten på maten, som så settes i bevegelse, og maten blir varmere. Skulle vi laget en tilsvarende dramatisering for stråling som for varmestrømning og konduksjon, ville det mest nærliggende vært at den «varme personen» kastet gjenstander på de «kalde personene» som så ble varmere av dette.

* Mens varmestråling virker på et bredt spektrum av molekyler, påvirker mikrobølgene bare en del av molekylene i maten direkte, særlig vann. Følgelig blir varmestrålingen absorbert i overflaten på maten, mens mikrobølgene kan trenge flere centimeter inn i maten. Det er derfor mat i mikrobølgeovn varmes like mye innvendig som utvendig.

 

Kondensasjonsvarme

Når du brenner deg på vanndampen fra tuten på en kaffekjele, er det ikke bare varmestrømning du føler, men også varme fordi vannet kondenserer på huden din. Det kreves ganske mye energi for at vann skal fordampe, og vanndamp gir derfor også fra seg mye energi når det blir til flytende vann igjen.

Når huden din kommer i kontakt med vanndamp kondenserer dampen til vann, og energien som ble brukt til å fordampe vannet frigjøres på huden din. Du brenner deg altså kraftigere hvis du kommer i kontakt med vanndamp som holder 100 °C enn tørr luft som holder samme temperatur. Derfor kan det gå raskere å dampe mat enn å koke den i vann (forutsatt at du ikke løfter av lokket på gryta mens du damper maten). Kondensasjonsvarme (eller fraværet av denne) er en viktig grunn til at du greit kan stikke hånden inn i en steikeovn som holder 100 °C, men brenner deg alvorlig på vanndamp som holder samme temperatur. Det kreves sju ganger mer energi å fordampe vann ved 100 °C enn å varme opp samme mengde fra romtemperatur til 100 °C! Denne fordampningsenergien utnytter du når du damper maten.

Mat i kokegrop – hvordan kan stein lagre varme?

Noen materialer har evnen til å holde lenge på varmeenergien mens andre blir raskt kalde. Dette har med stoffets spesifikke varmekapasitet å gjøre. Den spesifikke varmekapasiteten til et stoff er den energien som må til for å varme opp 1 kg av stoffet én grad. Stoffer som har høy spesifikk varmekapasitet, gir også fra seg mye energi når de avkjøles.

Tabell 2 Spesifikk varmekapasitet for noen stoffer 

Materiale Spesifikk varmekapasitet (kJ/kg K)*
tre   0,42
jern  0,45
stål  0,48-0,5
glass  0,5-0,84
naturstein (granitt)  0,790
jord  0,8
sand  0,84
aluminium  0,913
luft  1
is (vann)  2,05
bacon 1,5-2,09
ost 2,09
polyeten (plast) 2,3-2,9
brød 2,9
laks 2,9
kjøtt 2,3-3,3
kylling, hel  2,7-3,4
grønne erter 3,3
poteter 3,34
tomat 4,0
vann 4,18

* Enkelte matvarer kan inneholde ulike mengder vann og vil derfor ikke ha en bestemt verdi for varmekapasiteten

Når vi lager mat i ei kokegrop, eller en gammeldags steinbakerovn, utnytter vi at stein kan lagre energi. Vi tenner opp et bål i gropa eller fyrer i ovnen til steinen er gjennomvarm. Når ilden er brent ned, er steinen varm, og dersom vi dekker godt til, vil denne varmeenergien gå over i maten i stedet for ut i lufta. Varmeenergien overføres til maten gjennom varmeledning, varmestrømning i luft (og kanskje noe vanndamp), stråling og muligens kondensasjon.

Vann har veldig høy varmekapasitet. Det trengs altså mye energi for å varme det opp, og det avgir mye energi når det avkjøles. Siden mange matvarer inneholder en stor andel vann, betyr det at disse også ofte har høy varmekapasitet. Stein har vesentlig lavere varmekapasitet. Dersom vi skal varme opp kjøtt med granitt, som er typisk i ei kokegrop her til lands, må vi bruke fire ganger så mye stein som vi har kjøtt, og da er det ikke tatt høyde for at mye av varmenenergien forsvinner til omgivelsene! Altså trenger vi mye stein sammenlignet med mat når vi skal lage mat i kokegrop.

Å lage mat med varmeenergi

Det er sjelden vi benytter oss av bare én form for varmeoverføring når vi tilbereder mat. Unntaket er når vi bruker mikrobølgeovn, der stråling er eneste kilde til oppvarming (men varmeledning inne i maten er likevel med på å fordele varmeenergien). Som oftest er det to eller tre former for varmeoverføring som bidrar, gjerne i ulik grad. Kull i en grill er veldig varmt og varmeoverføringen skjer hovedsakelig ved stråling, men der maten er i kontakt med grillristen foregår det også noe varmeledning/konduksjon fra metallet. I en steikeovn er overflatene ikke like varme, og strålingen er vesentlig svakere. I ovnen er imidlertid lufta varm, og varmestrømning (i luft) er den viktigste grunnen til at maten blir stekt.

Selv om det kan høres banalt ut, tenker mange ikke på konsekvensene av at varmen nesten alltid beveger seg utenfra og inn i maten når vi lager mat (unntaket er mat i mikrobølgeovn). Dersom vi skal tilberede et stort stykke mat og bruker høy temperatur vil de ytterste delene bli overstekt før varmen når inn til midten. Når bestemor setter søndagssteiken i ovnen like etter frokost, på lav temperatur, benytter hun seg av fysiske prinsipper om varmeoverføring. Kjøttet får stå ved denne lave temperaturen hele dagen og blir derfor mindre overstekt ytterst. Kjemiske reaksjoner får tid til å gå, noe som gir god smak og mørt kjøtt. Dersom bestemor bruker varmluftsovn, fremmer dette varmestrømning og gjør varmeoverføringen mer effektiv. Stekingen tar kortere tid, men det er ikke sikkert dette gir en bedre stek av den grunn. Det er fordi tiden i tillegg til temperatur er en viktig faktor i utviklingen av mørhet og smak.

Tabell 3 Ulike varmeoverføringer ved matlaging

  Varmeledning (konduksjon) Varmestrømninger (konveksjon) Stråling Kondensasjon
  Brenne seg på kokeplata Brenne seg ved å holde fingeren over en flamme Bli solbrent eller ved å holde hånda ved siden av en flamme Brenne seg på vanndamp
I steikepanne x   x  
I steikeovn (x) (kontakt med steikeplate) x x  
I gryte med vann/olje  x  x    
 Dampe i gryte (maten ligger på rist over vannet)    x    x
 Grille (x)
(kontakt med grillrist)
 
 (x)
 
x  
 Mikrobølgeovn  (x)    x  
 Kokegrop  x  x  x  (x)
(vann fra maten fordamper og kondenserer igjen)

Hvorfor smaker mat laget i kokegrop så godt?

I den arkeologiske litteraturen brukes gjerne argumentet om at maten tilberedt i kokegrop er «tørrkokt». La oss ta eksempelet med kjøtt:

Kokt kjøtt, i motsetning til stekt kjøtt, er tilberedt i vann. Siden vann fordamper ved 100 °C, vil ikke temperaturen overstige dette så lenge kjøttet flyter rundt i vann. Mat tilberedt i kokegrop har mange fellestrekk med metoder som i kokebøkene fremheves å gi svært smakfulle og gode resultater. Det trekkes fram to momenter som er viktige for god smak og mørt kjøtt:

1) høy starttemperatur – overflaten på kjøttet blir stekt ved høy temperatur slik at det i ulike bruningsreaksjoner dannes smakfulle stoffer. Dette foregår tidlig i prosessen i kokegropa. Dette etterfølges av

2) moderat/lav temperatur over lang tid – for at kjøtt skal holde seg saftig, bør det derfor få god tid ved en lavere temperatur slik at kjemiske prosesser får tid til å danne smak og bryte ned deler kjøttet slik at det blir mørt. Av temperaturplottet nedenfor går det fram at lammelåret i dette tilfelle så vidt når 100 °C i løpet av de 3,5 timene det ligger i gropa. Siden temperaturen i gropa også avtar underveis i prosessen, bidrar dette til at kjøttet ikke blir overstekt, i motsetning til en steikeovn der temperaturen vil være konstant.

Temperatur i kokegropa og i lammelår over tid Temperatur i kokegropa og i lammelår over tid

I tillegg til dette har kjøttet bare ligget i sin egen kraft og ikke blitt tynnet ut. Vannet holdes til en viss grad inne i pakken og hindrer delvis at kjøttet blir overstekt (vann koker ved 100 °C, og vil derfor hindre at kjøttet blir vesentlig varmere enn dette så lenge vannet er til stede). Maten er godt innpakket slik at aromastoffer ikke forvinner ut like lett som når den kokes eller steikes i ovn. Det er imidlertid vanskelig i ei kokegrop å lage kjøtt som holder en ideell kjernetemperatur (av typen «56 °C, medium rå»). Lager vi mat i kokegrop, er det derfor greit å satse på langkoking der kjøttet blir så mørt at det faller fra hverandre. Siden temperaturen i gropa synker samtidig som kjøttet varmes opp, slipper vi også å være like bekymret for at maten «står for lenge i ovnen».

Læringsaktiviteter knyttet til varme

En praktisk sett svært enkel, men faglig utfordrende aktivitet er å finne ut hva slags type varmeoverføring som foregår i ulike systemer og fenomener. I tabell 3 er det listet opp en del matlagingsmetoder som er koblet opp mot former for varmeoverføring. Det er ikke noe i veien for å gjøre dette med andre fenomener, slik som påkledning utendørs når det er varmt eller kaldt i lufta, kakao på en termos, ulike værfenomener, varmeoverføring i og mellom økosystemer, teknologiske gjenstander, kjemiske reaksjoner og mye mer. Varmeoverføring finner sted nesten over alt der vi ferdes. I lenkene til høyre, kan dere finne flere undervisningsopplegg og aktiviteter som tar for seg varmeoverføring.

 

Referanser

Dahlgren, Östen. Laga mat: hur man gör och varför. Stockholm: Liber Utbildning, 1994.

McGee, Harold. On Food and Cooking: The Science and Lore of the Kitchen. New York: Scribner, 2004.

Pedersen, Thorvald. Kemien bag gastronomien. København: Nyt Nordisk Forlag Arnold Busck, 2002.

Er del av

Nettressurser

(naturfag.no)
(naturfag.no)