캐러멜 과학

화학을 생각한다면, 흰색 실험실 코트를 착용 한 사람들과 함께 실험실을 생각하고있을 수 있습니다.

당신은 당신의 부엌이 화학으로 가득 차 있고 어떤 경우에는 멋진 화학 반응에 필요한 모든 것이 냄비, 스토브 및 설탕이라는 것을 거의 잊을 수 있습니다! 일단 설탕이 가열되면 카라멜 화되기 시작하면 화학 반응이 건초가됩니다. 놀랍도록 복잡한 화학 반응 세트는 겸손한 달콤한 흰 설탕을 약간 쓴 맛, 복잡한 갈색 풍미 폭탄으로 변형시킵니다! 자신의 부엌에서 볼 수있는 화학은 과학자들이 실험실에서하는 화학보다 더 복잡하고 잘 이해되지 않을 수 있습니다.

우리가 (알 수없는) 카라멜 화 과학에 뛰어 들면서 '진정한'화학 수업을 위해 앉아 있습니다!

캐러멜이란 무엇입니까?

이 기사에서 카라멜 화에 대해 이야기 할 때 설탕의 캐러멜 화에 대해 구체적으로 이야기하고 있습니다. 설탕을 캐러멜 화하려면 설탕 + (강렬한) 열 만 있으면됩니다. 설탕이 충분히 뜨거워지면 캐러멜 화이 시작됩니다. 캐러멜 화 중에 설탕은 흰색 또는 무색에서 노란색, 오렌지, 갈색으로 변합니다. 동시에, 설탕의 맛은 순수하게 달콤한 것에서부터 단맛을 포함 할 수 있지만 쓴 맛과 소위 '카라멜'맛으로 크게 변합니다. 맛은 매우 뚜렷하고 자체 이름이 있습니다!

설탕을 캐러멜 화하고 싶습니까? 우리는 '건조'및 '습식'방법을 모두 사용하여 설탕을 캐러멜 화하는 방법에 대해 논의합니다!

그것은 Maillard 반응과 동일하지 않습니다

카라멜 화의 친밀한 친척은 잘 알려진 Maillard 반응입니다. 카라멜 화는 설탕 만 발생하기 위해서만 필요하지만, Maillard 반응에는 단백질과 설탕이 모두 필요합니다. 카라멜 화는 고온에서만 발생하지만 (적어도 110 ° C (230 ° F) 이상이지만 150 ° C (300 ° F) 이상) Maillard 반응은 상당히 낮은 온도에서 발생할 수 있습니다. 그러나 둘 다 유사한 구성 요소를 사용하기 때문에 제품이 충분히 뜨거워지면 조건에 따라 동시에 발생할 수 있습니다.

카라멜 화의 반응 메커니즘

카라멜 화 반응은 놀랍게도 복잡하며 Maillard 반응과 마찬가지로 완전히 이해되지 않았습니다. 한 번에 일어나는 일이 너무 많습니다. 즉, 우리가 아는 몇 가지가 있으며, 우리가 시작 구성 요소를 보면서 시작해야 할 사람들을 파헤칠 것입니다 :설탕.

설탕은 무엇입니까?

카라멜 화에는 설탕이 발생해야합니다. 그러나 많은 유형의 설탕이 있습니다. 모든 설탕은 탄수화물이라고 불리는 분자 그룹에 속합니다. 그것들은 모두 다양한 방식과 크기로 서로 연결된 동일한 빌딩 블록, 단당류로 구성됩니다. 작은 탄수화물 인 탄수화물은 단 하나 (단당류) 또는 2 개 (소수)‘빌딩 블록’으로 구성된 탄수화물은 설탕이라고 부릅니다.

일반적인 단당류는 포도당 (포도당), 과당 및 갈락토스입니다. 가장 흔한 이당류는 '일반'설탕 인 수 크로스입니다. 자당은 하나의 포도당과 하나의 과당 분자로 구성됩니다. 다른 일반적인 이당류는 유당 (유제품에서 발견)과 Maltose (맥주에 사용)입니다.

전분과 같은 더 큰 탄수화물은 설탕으로 분해 될 수 있습니다. 전분은 단순히 긴 포도당 분자 사슬이므로 분해되면 개별 설탕이 남아 있습니다!

캐러멜 시작 :열

카라멜 화 반응을 시작하려면 설탕이 충분히 뜨거워 야합니다. 반응을 시작하려면 열이 필요합니다. 캐러멜이 시작되는 온도는 설탕 유형에 따라 다릅니다.

과당은 110 ° C (230 ° F)에서 먼저 시작됩니다.
갈락토스, 포도당 및 자당 모두 약 160 ° C (320 ° F) 약 160 ° C (320 ° F)를 캐러멜 화하기 시작합니다.
말토 토스 캐러멜 화.

화학 반응

설탕이 충분히 뜨거워지면 많은 화학 반응이 동시에 발생합니다. 그러나 몇 가지 반복 패턴이 있습니다.

1 단계 :enolization

카라멜 화는 종종 enolization이라는 반응 유형을 통해 설탕 자체 내에서 재정렬으로 시작합니다. 이러한 반응 동안 2 개의 연결을 갖는 탄소 원자에 결합 된 당 분자와 산소 원자는 이제 하나의 탄소와 하나의 수소 원자에 연결되게된다. 그런 다음 구조의 약간의 변화는 다른 반응이 발생할 수있게합니다.

2 단계 :탈수

다음으로, 당 분자는 탈수라는 반응을 통해 물 분자를 잃을 것입니다. 이것이 일어날 수있는 몇 가지 방법이 있으며 둘 이상을 잃을 수도 있습니다.

3 단계 :Wild Wild West

이 처음 두 번의 비교적 단순하고 일반적인 반응 (항상 발생하지는 않을 수도 있습니다!) 후에는 실제로 Wild West가됩니다. 이 시간 동안 많은 다른 반응이 발생하고 발생할 수 있습니다. 이러한 반응 동안 다른 유형의 분자가 형성 될 것입니다.

카라멜 갈색을 돌리는 분자는 큰 분자가 될 것이며, 함께 반응 한 많은 작은 분자로 구성됩니다. 이 과정을 올리고머 화라고합니다. 이 과정에서 세 가지 유형의 분자가 종종 형성되는 것으로 언급된다 (Caramelan, Caramelen 및 Caramelin). 그러나 이것이 자주 인용 되었음에도 불구하고, 이러한 분자가 형성되는 증거는 실제로 그다지 강력하지 않으며 잘 이해되지 않습니다. 대신, 다양한 분자가 형성 될 가능성이 높습니다.

반면에 더 많은 방향족 분자는 훨씬 작습니다 (따라서 증발하고 코에 도달 할 수 있습니다). 이들 분자의 일반적인 예는 다이오 테일 (버터 냄새에 필수적)뿐만 아니라 하이드 록시 메틸 푸라 (HMF), 하이드 록시 아세틸 푸란 (HAF) 또는 하이드 록시 메틸 푸라 논 (HDF) 및 디 하이드 록시 디 메틸 푸라 론 (DHDF).

와 같은 푸라 논이다.

카라멜을 분석 할 때 1000 개가 넘는 구성 요소가 발견되었으며, 이러한 반응이 얼마나 복잡 할 수 있고 다양한 구성 요소가 형성 될 수 있는지 다시 한 번 보여줍니다!

캐러멜 화 반응에 영향을 미칩니다

설탕 유형뿐만 아니라 온도는 복잡한 일련의 반응이 어떻게 발생하는지에 영향을 미칩니다. 그러나 더 많은 것이 있습니다. 설탕 용액의 pH 값도 큰 영향을 미칩니다. 보다 산성 또는 알칼리성 환경은 카라멜 화 속도를 높입니다. 또한 설탕의 '정상적인'캐러멜 화 온도와 비교하여 카라멜 화이 더 낮은 온도에서 발생하기 시작할 수 있습니다.

우리는 맛이 좋은 설탕 시럽을 만들 때 (캐러멜이 된) 이전에 더 광범위하게 테스트했습니다.

유럽에서는이 색상이 4 가지 품종 (A, B, C 및 D)을 가진 E150으로 표시됩니다.

자신의 부엌에서 화학을 시작할 준비가 되셨습니까? 설탕과 팬을 잡으면 사탕 뒤의 과학을 조사 할 수 있습니다. 또는 카라멜, 카라멜 팝콘 또는 설탕 시럽을 만들기 위해 지식을 실천하십시오!

참조

뭐라고. Ajandouz, L.S. Tchiakpe, F. Dalle Ore, A. Benajiba 및 A. Puigserver, 과당-리신 모델 시스템에서 Caramelization 및 Maillardreacect 동역학에 대한 pH의 영향, Journal of Food Science, vol. 66, No. 7, 2001, 링크

Benjamin Caballero, Paul Finglas, Fidel Tellgra, Academic Press, 2015, Chapter :Caramel :속성 및 분석 (N. Kuhnert), Link

Food-Info.net, Caramelization, Link

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카라멜 제조 공정에서 pH, 온도 및 촉매 유형의 역할, 2010, 링크