Karmelizacja

W artykule o pieczeniu obiecałam szczegółową opowieść o karmelizacji, zatem nadchodzi cukier w roli głównej! Czym jest karmelizacja? Jak powstaje karmel? Jakie reakcje chemiczne zachodzą? Czy każdy cukier można skarmelizować? Jakim aromatem charakteryzuje się karmel? W jaki sposób go przygotować?
karmelizacja solony karmel sos karmelowy
Źródło: Mendez, K. https://unsplash.com/photos/idTwDKt2j2o (dostęp 21.12.2020r.).

Co to jest karmelizacja?

Karmelizacja to proces nieenzymatycznego brązowienia żywności, podczas którego zachodzi szereg skomplikowanych reakcji chemicznych. Występują wówczas, gdy cukier jest podgrzewany i zaczyna się rozpadać na inne cząsteczki, które dalej będą reagować ze sobą i tworzyć kolejne związki.

Dlaczego nieenzymatyczne? Ponieważ zachodzi bez udziału enzymów. Przykładem brązowienia enzymatycznego będzie ciemnienie jabłka czy banana po rozkrojeniu. Sprawcą takiego stanu rzeczy jest oksydaza polifenolowa (więcej w artykule o białkach, a konkretnie enzymach).

ciemnienie enzymatyczne jabłka
Źródło: Grabkowska, M. https://unsplash.com/photos/oFwAj-UoBlY (dostęp 21.12.2020r.).

Reakcje chemiczne w procesie karmelizacji

Wyróżnia się kilka rodzajów reakcji, które zachodzą podczas karmelizacji cukrów:

  • enolizacja,
  • dehydratacja (odwodnienie),
  • oksydacja (utlenianie),
  • rozszczepienie (podział),
  • kondensacja aldolowa.
karmelizacja reakcje chemiczne
Reakcje chemiczne zachodzące podczas karmelizacji cukru.
Źródło: Aguiar, Claudio & Rocha, Ana & Jambassi, Jessica & Baptista, Antônio & Lima, Roberta. (2015). Factors Affecting Color Formation During Storage of White Crystal Sugar. Focusing on Modern Food Industry. 4. 1. 10.14355/fmfi.2015.04.001
(dostęp 21.12.2020r.).

Myślę, że nie będziemy głębiej wnikać w złożone reakcje chemiczne, ponieważ jest to temat trudny, wciąż nie do końca zbadany i zrozumiały nawet przez samych naukowców 😉 Skupmy się zatem na praktycznych aspektach karmelizacji.

karmelizacja cukierki
Źródło: Stamenkowić, A. https://unsplash.com/photos/zNiuAzyKtLI (dostęp 21.12.2020r.).

Reagenty reakcji karmelizacji

Substratem wyjściowym są bezwonne, białe kryształki cukru. W wyniku wymienionych już wyżej reakcji chemicznych, których mogą być nawet setki, otrzymujemy brązowy (od jasnego bursztynowego do niemalże czekoladowego), niezwykle aromatyczny karmel. Im dłużej będziemy go podgrzewać, tym ciemniejszą barwę i bardziej intensywny zapach osiągniemy. Coraz bardziej będziemy tracić słodkość, a zyskiwać gorzkość z wyczuwalną kwaśnością.

Rodzaj cukru

Nie tylko czas i temperatura ma znaczenie, ale przede wszystkim rodzaj cukru. Zwykle do przygotowania karmelu używany jest zwykły biały cukier, czyli sacharoza. Jak już pisałam w artykule o smaku słodkim, jest ona dwucukrem i składa się z glukozy i fruktozy. Zatem pierwszym etapem będzie jej rozpad na te cukry proste, które następnie będą przechodzić szereg reakcji chemicznych.

karmelizacja rodzaje cukru

Z tego powodu karmelizacja sacharozy będzie zachodzić w wyższej temperaturze niż fruktozy czy glukozy. Przyjrzyjmy się dokładnym wartościom.

Cukier

Temperatura karmelizacji (°C)

Fruktoza

105

Glukoza

150

Galaktoza

160

Sacharoza

170

Maltoza

180

Temperatura karmelizacji różnych cukrów.

A z czego wynikają te różnice? Oczywiście z ich budowy chemicznej. Pierwsze trzy to monocukry, czyli składające się z jednej cząsteczki cukru. Fruktoza ma znacznie niższą temperaturę karmelizacji od pozostałych, ponieważ jest pentozą, a więc zawiera pięć atomów węgla, a nie sześć tak jak glukoza czy galaktoza, które zaliczane są do heksoz. To sprawia, że szybciej zaczyna reagować od pozostałych, zatem wymaga niższej temperatury do zmian.

syrop glukozowy
Syrop glukozowy.

Maltoza, podobnie jak sacharoza, jest dwucukrem. Zatem najpierw będzie rozpadać się na cukry proste, czyli w tym przypadku dwie cząsteczki glukozy. Takie cukry potrzebują większej „zachęty” (wyższej temperatury), by chcieć się przemieniać. W praktyce oznacza to tyle, że szybciej zrobimy karmel z czystej fruktozy czy glukozy.

Wyjątkowy e-book z 20 przepisami na nietuzinkowe, autorskie dania: przystawki, zupy, dania główne i desery

Aromat karmelu

Chyba większość osób uwielbia zapach karmelu. A co za niego odpowiada? Przede wszystkim maślano-mleczny diacetyl. Laktony zapewniają kremowe i owocowe tony, estry zaś owocową słodkość. Charakterystycznym związkiem tego procesu jest orzechowo-chlebowy 5-hydroksymetylofurfural (HMF). Maltol odpowiada za karmelowe nuty. Kwaśny zapach jest rezultatem obecności kwasu octowego.

Źródło: Prado, M.P. https://unsplash.com/photos/UdUsJBeGwXo (dostęp 21.12.2020r.).

To tylko kilka aromatów, które możemy spotkać w karmelu. Jego profil zapachowy jest niezwykle bogaty i różnorodny. Poza wspomnianymi słodkimi, karmelowymi, owocowymi czy orzechowymi aromatami możemy wyczuć kwiaty, kawę, rum lub sherry.

W osobnym poście opiszę jak przygotować idealny (solony bądź nie) karmel. Czym się różni od skarmelizowanego cukru? Zawiera dodatkowo tłuszcz mleczny: śmietankę albo masło (i sól). Ten jeden składnik, który stanowi niewielką część karmelu, robi wiele zamętu. Wprowadza wiele nowych substancji smakowo-zapachowych dzięki zachodzącym reakcjom Maillarda.

jabłka w słonym karmelu
Źródło: Becerra, H. https://unsplash.com/photos/UKNJTb6oWCM (dostęp 21.12.2020r.).

Samym reakcjom Maillarda poświęcę osobny artykuł, ponieważ są to bardzo ważne procesy, które zachodzą w żywności. Niestety są też bardzo często mylone właśnie z karmelizacją. Zwykle mówi się o ładnie skarmelizowanym steku czy innym kawałku mięsa, co jest niepoprawne. W tym przypadku nie zachodzi karmelizacja, ale właśnie reakcje Maillarda.

pieczony kurczak
Źródło: Marras, A. https://unsplash.com/photos/GyV6SL_fKsI (dostęp 21.12.2020r.).

Na razie zdradzę tylko tyle, by wzbudzić Twoje zainteresowanie i apetyt na jeszcze więcej wiedzy 😉

Podsumowanie:

  • Karmelizacja to proces nieenzymatycznego brązowienia żywności.
  • Podczas karmelizacji zachodzi szereg skomplikowanych reakcji chemicznych.
  • Karmel charakteryzuje się maślano-mlecznym zapachem z wyczuwalnymi owocowymi, orzechowymi i pieczonymi nutami.
  • Istnieją dwie główne metody karmelizacji cukru: na sucho i na mokro.

Podobał Ci się mój artykuł?

Podziel się nim! 🤗

Literatura:

McGee, H. (2007). On food and cooking: the science and lore of the kitchen. Simon and Schuster.

Gaikwad, P. (2019). Caramelization Reaction in Browning. https://www.kevaflavours.com/caramelization-reaction-in-browning/

Vincken, J.P. (2014). Molecular Gastronomy. Wageningen University & Research.

Fine Cooking Editors (2018). The Science of Caramel. https://www.finecooking.com/article/the-science-of-caramel

5 thoughts on “Karmelizacja”

  1. Pingback: Reakcje Maillarda - Nauka na talerzu - Naukowo o gotowaniu i jedzeniu

  2. Pingback: Idealny karmel - Nauka na talerzu - Marta Szumiata

  3. Pingback: Idealne powidła śliwkowe - Nauka na talerzu - Marta Szumiata

  4. Pingback: Idealne amerykańskie pancakes - Nauka na talerzu - Marta Szumiata

  5. Pingback: Idealne puree z dyni - Nauka na talerzu - Marta Szumiata

Leave a Comment

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *