사탕을 만드는 것은 종종 과학으로 묘사되며, 온도계가 정확한 온도로 설탕 시럽을 끓여야합니다. 또는 시럽을 규정 된 단계 인“Cook to Hard Crack”으로 요리 할 수 있습니다. 카라멜, 마시멜로, 벌집 또는 다른 설탕 사탕이 실패 할 때 (또는 적어도 그것이 느끼는 방식) 상세한 지침을 따르지 않으면 다루어집니다. 또는 당신은 반대를했을 수도 있고, 당신의 길을 추측했을 수도 있습니다. 당신의 카라멜이 너무 힘들고 벌집이 너무 질긴 위험에 처해 있습니다.
캔디를 만드는 예술이 있지만, 많은 과학이 있으므로 자세한 지침이 있습니다. 이전 기사에서는 설탕 시럽이 요리 할 때 어떻게 일관성을 변화시키는 지 보여줍니다. 여기서 우리는 모든 지침 뒤에 과학을 파고들 것입니다.
설탕 사탕 변형
하나의 핵심 성분 인 설탕을 사용하여 많은 종류의 사탕을 만드는 방법은 매우 놀랍습니다. 푹신한 솜사탕, 통풍이 잘되는 벌집, 바삭 바삭한 땅콩 취성, 질긴 카라멜, 부드러운 마시멜로 및 바삭 바삭한 토피는 모두 설탕에 지어 지지만 여전히 매우 다릅니다. 일부는 가볍고 통풍이 잘되고 다른 일부는 밀도가 높고 바삭 바삭합니다.
우리는 설탕 이이 광범위한 질감에 대해 물과 어떻게 상호 작용하는지에 대한 매혹적인 방법에 감사해야합니다! 이 모든 사탕 스타일은 물에 설탕 용액을 만드는 것이 포함됩니다.
대부분의 설탕 사탕에는 지방, 누출제 또는 단백질과 같은 다른 성분이 포함되어 있지만 현재는이 사탕이 설탕과 물이라고 가정합니다. 너무 많은 산만 함없이 과학을 설명하는 데 도움이 될 것입니다.
3 핵심 설탕 사탕 과학 개념
설탕 솔루션이 어떻게 행동하고 이러한 다양한 유형의 사탕을 만드는 방법을 설명하고 이해하려면 설탕 용액의 과학에 더 깊이 파고 들어야합니다. 특히 세 가지 개념이 여기에서 중요하며, 대부분의 사탕 생성 과학의 기초를 형성합니다.
- 끓는점 고도
- 용해도
- 유리 전환
끓는점 고도
해수면에서, 순수한 물은 100 ° C (212 ° F)의 비등점과 0 ° C (32 ° F)의 동결 지점을 갖습니다. 그러나 소금이나 설탕과 같은 물에 다른 성분을 용해 시켜이 끓는점과 얼어 붙은 점을 변경할 수 있습니다. 다른 구성 요소 사이의 상호 작용은 액체가 얼마나 쉽게 끓는 지에 영향을 미칩니다. 끓는 지점 또는 동결 점 변화가 얼마나 많은지에 따라 액체에 용해되는 추가 성분 (예 :설탕)의 양에 달려 있습니다.
많은 설탕 분자를 물에 용해시킬 수 있으며 용해도가 높습니다. 따라서 끓는 물과 얼어 붙은 물에 큰 영향을 줄 수 있습니다. 아이스크림을 만들 때 후자를 사용합니다. 아이스크림에 설탕을 첨가하면 아이스크림의 얼어 붙은 점이 줄어 듭니다. 0 ° C 이하의 온도로 얼어 붙었음에도 불구하고 아이스크림을 부드럽게 만듭니다.
겨울에 소금 도로는 동결 지점 우울증의 개념을 기반으로합니다. 고농도의 소금은 물의 동결 지점을 낮추어 도로에서 얼지 못하게합니다!
반면에 사탕을 만들 때는 끓는점 높이를 활용하고 있습니다. 설탕이 많이 녹을수록 설탕 용액의 끓는점이 높아집니다. 60% 설탕 (수 크로스)을 갖는 설탕 용액은 이미 약 103 ° C (217 ° F)의 끓는점을 가지고 있습니다. 또한, 그 농도를 90%로 증가시키고 끓는점은 120 ° C (248 ° F)에 가깝습니다! 같은 고도에 머무르고 같은 설탕을 사용하는 한 설탕 용액의 농도와 끓는점 사이에 고정 된 관계가 있습니다.
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용해도
우리가 위에서 빨리 언급했듯이 설탕은 물에 쉽게 용해됩니다. 실온에서도 물에 설탕 무게의 두 배를 녹일 수 있습니다 (100ml 당 약 210g). 용액의 온도를 증가시켜 물에 더 많은 설탕을 녹일 수 있습니다. 설탕이 더 많이 녹을뿐만 아니라 더 빨리 용해 될 것입니다. 뜨거운 차 한 잔에 첨가되면 거의 즉시 설탕을 뿌리는 반면, 같은 양은 차가운 물 한 잔에 녹는 데 시간이 걸립니다.
.따뜻한 물에서 '끓는점 상승'의 개념과 설탕의 용해도가 증가함으로써 고도로 농축 된 설탕 용액을 만들 수 있습니다. 끓는 설탕 용액을 가져 오기 만하면됩니다. 그렇게함으로써 물을 증발하게됩니다. 결과적으로, 설탕의 농도가 증가하여 끓는점을 다시 증가시켜 더 많은 물을 증발시킵니다. 설탕이 거의 100% 설탕이 될 때까지 설탕 용액을 집중시킬 수 있습니다!
용액 포화
뜨거운 물에 많은 설탕을 녹일 수 있지만, 일단 용액을 다시 식히면 용해도는 초기 값으로 돌아갑니다. 이것은 과학자들이 과포화 용액이라고 부르는 것입니다. 시간이 지남에 따라 설탕은 용액에서 결정화되며, 이는 단순히 더 유리합니다. 결과적으로 설탕 결정과 설탕 용액으로 끝납니다.
이 '과잉'설탕의 결정화를 유도하고 제어하는 방법은 사탕 제조의 핵심 기술입니다. 퓨즈 나 크림과 같은 많은 사탕은 다시 결정을 내리려면 설탕의 일부가 필요합니다. 결정화 된 설탕은 사탕에 견고하지만 정말 멋진 녹는 특성을 제공합니다.
당신은 암석 설탕을 포함한 많은 사탕에 대한 솔루션을 과포화하는 개념을 사용합니다!
유리 전환
모든 경우에 설탕이 물에 집중된 후 다시 재결정 할 수있는 것은 아닙니다. 설탕 용액을 집중시키고 수분 함량을 줄임으로써 두껍고 점성 물질을 만듭니다 (여기서 다른 설탕 시럽 요리 단계의 사진 참조). 용액은 매우 점성과 두껍게 될 수있어 분자가 움직이는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 어느 시점에서 분자는 '고정'됩니다. 에너지 적으로 말하지만 설탕 결정이 결정화되는 것이 더 효율적이지만, 결정으로 구성 할만 큼 충분히 움직일 수는 없습니다!
.이런 일이 발생하는 조건에서, 용액이 너무 집중되어 있고 점성이 결정화되어 유리 전이라고합니다. 설탕 용액은 문자 그대로 유리를 형성합니다!
상태 다이어그램 :3 개의 개념을 그래프에서 플로팅합니다
이 세 가지 핵심 개념은 사탕 제작의 기초입니다. 그것들을 하나의 시각화로 결합하면 설탕 용액이 어떻게 행동하는지, 어떤 종류의 사탕을 만들 수 있는지 예측할 수 있습니다. 과학자들은 주 다이어그램 (아이스크림 과학을 논의 할 때 비슷한 것을 사용했습니다)을 사용하여이를 수행합니다.
.축 :온도 및 농도
우리는 두 축, X- 및 y 축을 그려서 다이어그램을 시작합니다. 이 두 축에서 우리는 설탕 용액이 어떻게 행동 할 것인지 결정하는 두 가지 조건을 플로팅합니다.
- x- 축 :설탕 용액에서 설탕의 농도
- y-axis :온도
이 두 가지 요소는 설탕 용액이 궁극적으로 어떻게 행동하는지 예측할 수 있습니다. 당신이 상상할 수 있듯이, 농도 A 농도의 뜨거운 설탕 용액은 실온에서 동일한 용액과 매우 다를 수 있습니다. 동일한 온도이지만 다른 농도로 용액에 대해서도 동일합니다.
개념을 플로팅
다음으로 과학자들은 방금 논의한 세 가지 핵심 개념을 끓는점 높이, 용해도 및 유리 전이 다이어그램으로 추가하려고합니다. 실제로이 세 가지 현상에 대해 훌륭하고 정확한 데이터를 얻는 것은 놀랍게도 어렵습니다. 용액의 정확한 끓는점 또는 실제 용해도를 결정하기 위해 과학자들이 수많은 실험을 할 수 있습니다.
위의 그래프에서 상단의 주황색 선은 비등점 높이를 나타냅니다. 설탕의 농도가 얼마나 증가하는지 알 수 있습니다. 용액의 끓는점이 천천히 증가합니다. 가장 낮은 지점은 100 ° C (212 ° F)이며 순수한 물의 끓는점이므로 0% 자당입니다.
중간 블루 라인은 설탕의 용해도를 나타냅니다. 여기서 온도가 증가함에 따라 용해도도 증가합니다. 이것은 우리가 앞에서 논의한 것에 동의합니다.
마지막으로, 유리 전이를 나타내는 선을 주목하십시오. 이 회색 선 아래의 모든 지점은 유리로 변할 가능성이 높습니다. 유리가 매우 높은 농도의 설탕과 중간 정도의 온도를 위해 어떻게 형성되는지 주목하십시오. 분자가 결정을 형성하기에 충분히 움직일 수없는 것은 이러한 조건 하에서입니다.
설탕 독특한
또한 이러한 현상은 모두 평가하는 설탕에 달려 있습니다. 이 라인은 설탕 유형 또는 설탕의 혼합에 대해 다른 농도와 온도에 있습니다.
이것은 매우 훌륭하지만, 그러한 상태 다이어그램을 만드는 데 많은 데이터가 필요하다는 것을 명심하십시오. 또한, 다이어그램은 하나의 특정 설탕이나 설탕의 혼합에만 유효합니다. 다시 말해, 자당에 대한 다이어그램은 포도당의 다이어그램과 약간 다르며, 이는 과당의 다이어그와 약간 다릅니다.
.또한 사탕을 만들 때 다른 설탕을 사용하면 마지막 사탕이 어떻게 나오는지에 영향을 줄 수 있습니다.
상태 다이어그램
를 사용합니다이제 우리는 상태 다이어그램의 과학을 알았으므로 사탕을 만들 때 어떻게 사용할 수 있는지 살펴 보겠습니다. 몇 가지 시나리오를 안내해 드리겠습니다.
설탕 시럽
일부 응용 분야의 경우 설탕을 물에 녹이는 것입니다. 이 시럽은 액체이어야하며 쉽게 흐릅니다. 케이크 위에 부어 줄 유약을 생각해보십시오. 이 시럽을 더 오래 결정하지 않고도이 시럽을 더 오래 보관하려면 상태 다이어그램에서 '용해도'곡선의 왼쪽에 머물러야합니다.
설탕의 농도가 저장하는 온도와 함께 (대부분 실온)와 함께 해당 곡선의 왼쪽에 머무는 한 좋을 것입니다. 이것은 '솔루션'으로 표시된 영역입니다.
오른쪽의 다이어그램을 살펴보면 실온에서 설탕이 50 또는 60% 인 설탕 용액은 결정화되지 않습니다. 더 높은 온도에서 (예 :80 ° C 70% 용액조차 안정적입니다.
결정 생성
퍼지와 크림과 같은 많은 사탕이있어 설탕이 결정화되기를 원합니다. Kurma 쿠키는 암석 설탕과 마찬가지로이 카테고리의 또 다른 좋은 예입니다. 모든 경우에, 당신은 올바른 질감과 구조를 만들기 위해 설탕이 결정화되기를 원합니다.
이를 위해서는 용해도와 유리 전이 곡선 사이의 영역에있는 솔루션을 만들어야합니다. ‘용액 + 결정’으로 표시된 지역. 이 조성 및 온도의 설탕 용액은 시간이 지남에 따라 결정화됩니다. 80W% 설탕으로 실온에서 설탕 시럽을 만드는 경우 결정화되는 용액을 만들 것입니다.
유리 형성
마지막으로, 당신은 매우 바삭 바삭하고 바삭 바삭한 사탕을 만들고 싶을 수도 있습니다. 이것은 당신을 유리 영토로 데려 올 수 있습니다. 90W 이상의 설탕을 함유 한 실온에서 설탕 용액을 만들고 싶을 것입니다! 물론 물과 설탕을 함께 섞어 설탕이 녹지 않게 만들 수는 없습니다. 대신, 먼저 끓는 설탕 용액을 끓여서 약 120 ° C (248 ° F)로 요리하여 용액을 집중시키고 실온으로 냉각하기 전에
입니다.표시된 빨간색 화살표를 사용하여 방금 논의한 상태 다이어그램 에서이 프로세스를 설명 할 수 있습니다. 세 번째 화살표가 어떻게 '솔루션 + 결정'영역을 통과하는지 주목하십시오. 이 유형의 사탕을 충분히 빨리 식지 않으면 유리 구조를 망치 면서이 지역에서 결정화 될 수 있습니다!
현실은 더 복잡합니다 (불행히도)
우리가 논의한 기본 개념은 모두 설탕 사탕에 모두 해당되지만 실제로는 조금 더 복잡합니다. 우리가 언급했듯이, 우리가 보여준 상태 다이어그램은 수 크로스 ( '일반'설탕)입니다. 그러나 자당은 더 높은 온도에서 완전히 안정적이지 않습니다. 당신이 그것을 요리 할 때, 당신은 일부 자당을 설탕으로 바꾸어 놓을 수 있습니다. 수 크로스와 약간 다르게 행동합니다. 큰 차이점은 쉽게 결정화되지 않기 때문에 '솔루션 + 크리스탈'영역에 있다고 생각했지만 실제로 결정화가 발생하는 것을 방지 할 수 있습니다.
.그리고 설탕을 반전시키는 것이 유일한 요인은 아닙니다. 옥수수 시럽과 같은 다른 시럽을 첨가하면 설탕의 결정화가 일반적으로 가질 수있는 곳에 발생하는 것을 막을 수 있습니다! 예를 들어 다양한 유형의 카라멜을 만들 때 사용하는 기능입니다.
즉, 우리는 사탕 만들기가 쉽다고 말한 적이 없다;-). 그러나이 과학적 이해를 사용하여 사탕을 조정하고 문제를 해결하는 데 도움이되면 먼 길을 가질 것입니다. 우리는이 지식을 '진정한'세상으로 가져 오는 몇 가지 가이드를 썼습니다. 암석 설탕, 카라멜, 설탕 시럽 또는 결정화 된 설탕 쿠키에 대해 자세히 알아보십시오. 
