Karmelizowany kalafior

Nie spotkałam chyba człowieka, który nie lubiłby karmelu. Nic dziwnego, bo to czysta magia. Ciepło zmienia jednorodną bezbarwną substancję w setki innych. Część ma ciekawy smak, zapach i kolor. Karmelizacja jest procesem, który towarzyszy ludziom od dawna, co nie zmienia faktu, że wciąż stosunkowo niewiele o nim wiemy!

Karmelizacja jest nieenzymatycznym procesem brązowienia żywności. Zachodzi w czasie suchego ogrzewania lub prażenia produktów o dużej zawartości cukrów. W dużym uproszczeniu: karmelizacja polega na odłączeniu cząsteczki wody z cząsteczki cukru i następujących po tym reakcjach izomeryzacji  i polimeryzacji. Dokładne mechanizmy biorące udział w procesie nie są do końca zbadane.

Energia cieplna sprawia, że atomy w krystalicznej strukturze cukru drgają niespokojnie. W końcu, po osiągnięciu właściwej temperatury ich energia jest większa niż siła przyciągania pomiędzy poszczególnymi atomami. Kryształ zamienia się w ciecz. Temperatura rośnie, a cząsteczki cukru kruszą się i tworzą nowe związki.  Kolejno dochodzi do izomeryzacji aldoz do ketoz oraz dalszego odwadniania. W końcu, zachodzi szereg reakcji rozkładu, w których powstają substancje zapachowe oraz polimeryzacji, prowadzących do syntezy barwników.

Ci, którzy myślą jednak (podobnie jak jeszcze parę lat temu wielu naukowców), że karmelizacja jest procesem topnienia cukru, są w błędzie, ponieważ cukier może karmelizować, pozostając w fazie stałej. Udowodnił to w 2011 roku zespół chemiczki Shelly Schmidt z University of Illinois. Trudno uwierzyć, że tak wielu ludzi myliło się w kwestii tak podstawowego składnika i powszechnego procesu, a jednak!

Kostki cukru po długotrwałej obróbce w piekarniku – wewnątrz powstaje więcej produktów reakcji izomeryzacji i polimeryzacji sacharozy (przed nastąpieniem topnienia) [źródło: curiouscook.com]
Zespół prof. Schmidt dokonał swojego odkrycia, próbując ustalić temperaturę topnienia sacharozy, ponieważ dostępne w literaturze specjalistycznej dane na ten temat różniły się i nie do końca było wiadomo, z czego to wynika.

Temperatura topnienia substancji to temperatura, w której substancja zmienia stan skupienia z stałego w płyn, zachowując swoją chemiczną tożsamość. Kiedy lód zamienia się w wodę, cząsteczki H2O poruszają się wystarczająco szybko, by wymknąć się siłom przyciągania innych otaczających je cząsteczek, ale wciąż są cząsteczkami H2O. Niezależnie od tego, jak szybko substancja się ogrzewa, temperatura topnienia pozostaje zawsze ta sama.

W trakcie wnikliwej analizy profesor Schmidt zauważyła, że za każdym razem, gdy cukier zaczyna być wystarczająco rozgrzany, by zacząć się topić, niektóre z cząsteczek ulegają już rozpadowi. Tak więc sacharoza nie ma prawdziwej temperatury topnienia. Za to istnieje zakres temperatur, w których jej cząsteczki osiągają wystarczająco dużą energię, by wyrwać się z krystalicznej struktury i zakres, w którym cząsteczki rozkładają się, tworząc nowe związki. Te dwa spektra nie są identyczne, ale się nakładają. W momencie, gdy cukier jest wystarczająco gorący, by stopnieć, jest też wystarczająco naładowany energetycznie, by zamieniać się w karmel, jednak ten drugi proces zaczyna się, zanim rozpocznie się topnienie. Im więcej cząsteczek rozpadnie się przed topnieniem, tym niższa temperatura, w której nastąpi topnienie.

Kiedy przygotowujemy karmel na domowej kuchence, podgrzewamy cukier w ciągu kilku minut do temperatury 190°C. Zespół profesor Schmidt zauważył, że poprzez spowolnione podgrzewanie w wydłużonym czasie (około godziny), znaczący rozkład cząsteczek cukru zachodzi przed utratą stałej postaci, a topnienie cukru zachodzi w temperaturze 145°C.

Przyjmuje się jednak pewne stałe wartości dla poszczególnych cukrów. Najniższą temperaturą początkową karmelizacji charakteryzuje się fruktoza, dlatego produkty przygotowane z wykorzystaniem miodu lub syropu fruktozowego są ciemniejsze w porównaniu z tymi, do których dodano zwykły cukier.

Reakcje biorące udział w karmelizacji są bardzo wrażliwe na zmiany środowiska zewnętrznego. Kontrolując poziom pH i temperaturę, można nimi manipulować. Najniższy poziom karmelizacji ma miejsce w pH bliskim neutralnego. Reakcje przyspieszają zarówno w bardzo kwaśnym, jak i zasadowym środowisku. Karmel, który można kupić w sklepach, wytwarza się przez bezpośrednie ogrzewanie cukru albo prowadzenie reakcji w obecności amoniaku lub siarczynów. Otrzymuje się karmele o różnym nasyceniu barwy lub obdarzone ładunkiem elektrycznym. Karmele wykorzystywane do barwienia napojów bezalkoholowych powinny posiadać ładunek ujemny, aby nie reagowały z fosforanami, co skutkowałoby wytrącaniem i utratą barwy. Karmele stosowane w wyrobach piekarniczych powinny być obdarzone ładunkiem dodatnim.

W procesie karmelizacji wytwarzane są związki zapachowe i polimerowe formy karmelu. Karmele są złożonymi mieszaninami wielkocząsteczkowych związków, które można podzielić na trzy grupy:

  • Karmelany (C24H36O18)
  • Karmeleny (C36H50O25)
  • Karmeliny (C125H188O80)

Wykorzystuje się je często w przemyśle spożywczym jako barwniki żywności (np. w napojach typu cola). Ukrywają się pod symbolem E150.

Tabela przedstawia poszczególne fazy produkcji karmelu z sacharozy (cukru stołowego) [źródło: http://www.food-info.net/pl/colour/caramel.htm]

Etapy karmelizacji sacharozy (cukru stołowego)

Faza Temperatura 
°C
Opis i zastosowanie Wygląd
1 Odparowanie wody 100 Cukier jest stopiony, a zanieczyszczenia unoszą się na powierzchni.
2 Niewielka nić (stan, w którym z ogrzewanego cukru można wyciągnąć miękką nić) 102 Brak zmiany barwy, łatwe schładzanie, nie zmienia się zapach. Zastosowanie jako lukier.
3 Duża nić (stan, w którym z ogrzewanego cukru można wyciągnąć twardą nić) 104 Brak zmiany barwy, łatwe schładzanie, nie zmienia się zapach. Zastosowanie w konfiturach.
4 Niewielka kula (stan, w którym z cukru można uformować odpowiedni kształt) 110 – 115 Brak zmiany barwy, trudniejsze schładzanie, nie zmienia się zapach. Zastosowanie w nadzieniach do ciast, włoskich bezach, masie pomadkowej, cukierkach krówkach i cukierkach ślazowych.
5 Duża kula 119 – 122 Brak zmiany barwy, gorsze schładzanie, nie zmienia się zapach. Zastosowanie w miękkich karmelach.
6 Łatwe pękanie (cukier stwardnieje po schłodzeniu i pęknie przy odkształcaniu) 129 Brak zmiany barwy, gorsze schładzanie, nie zmienia się zapach. Zastosowanie w półtwardych cukierkach.
7 Trudne pękanie 165 – 166 Brak zmiany barwy, trudne schładzanie, nie zmienia się zapach. Zastosowanie w mlecznych i twardych cukierkach.
8 Bardzo trudne pękanie 168 Niewielka zmiana barwy, cukier pęka jak szkło przy schładzaniu, nie zmienia się zapach. Zastosowanie w twardych cukierkach.
9 Jasny karmel (następuje zmiana barwy) 180 Barwa blado-bursztynowa do złoto-brązowej, intensywny zapach.
10 Średni karmel 180 – 188 Barwa złoto-brązowa do kasztanowej, intensywny aromat.
11 Ciemny karmel 188 – 204 Bardzo ciemny i gorzki, zapach przypalony. Zastosowanie do barwienia, lecz brak odpowiedniej słodkości.
12 Czarny Jack 210 Nazywany także “małpia krew”. W tej fazie cukier zaczyna się rozkładać do czystego węgla. Zapach spalenizny.

W trakcie karmelizacji powstają również związki zapachowe. Wśród nich diacetyl, odpowiadający za maślany zapach  lub zapach mlecznych cukierków. Wytwarzają go także bakterie w fermentowanych produktach (piwo, jogurt). Poza diacetylem, powstają setki innych związków zapachowych, na przykład furany jak hydroksymetylofurfural (HMF) i hydroksyacetylofurfuran (HAF), furanony jak hydroksydimetylofuranon (HDF), dihydroksydimetylofuranon (DDF) oraz maltol z dwucukrów i hydroksymaltol z cukrów prostych.

Hydroksymetylofurfural (HMF) to składnik miodu pszczelego, soków owocowych, mleka, a także tytoniu papierosowego. Hydroksyacetylofuran (HAF) ma słodkawy zapach i niski próg wykrywalności. Maltol ma smak przypominający świeży chleb i jest stosowany jako dodatek wzmacniający smak (E636) w chlebie i ciastkach.

Z karmelizowanym kalafiorem zetknęłam się po raz pierwszy, czytając posty Martina Lerscha na blogu Khymos w sekcji TGRWT („They go really well together”, czyli „to naprawdę dobrze razem smakuje”). Pomysł wydał mi się wtedy kuriozalny (jak to zwykle bywa w przypadku kuchni molekularnej), ale okazało się, że przepis funkcjonuje w kuchni tradycyjnej. Wprawdzie, poza reakcją karmelizacji, dochodzi tu pewnie i do reakcji Maillarda, ale o niej innym razem. Przepis, który przedstawiam, zaczerpnęłam z Magazynu Kuchennego.

Składniki:

  • kalafior
  • 2 łyżki masła
  • 2 łyżeczki cukru (w zasadzie zależy od powierzchni patelni, przy większej radzę dodać trochę więcej)
  • sok cytrynowy do smaku
  • odrobina soli
  • orzechy laskowe
  • starty parmezan lub inny lekko ostry ser
  • posiekana natka pietruszki
  • mielony czarny pieprz
Karmelizowany kalafior w moim wykonaniu :)
Karmelizowany kalafior w moim wykonaniu 🙂

Wykonanie:

(1) Różyczki kalafiora pokroić na grube plastry. Po pokrojeniu z każdego fragmentu wyciąć większość głąba.

(2) Plastry ułożyć na zimnej patelni, zalać wodą do połowy wysokości.

(3) Dodać masło, cukier, sok z cytryny i sól.

(4) Postawić na dużym ogniu. Gotować do momentu aż woda odparuje, a kalafior zacznie się karmelizować.

(5) Po przewróceniu plastrów na drugą stronę, wszystko powtórzyć.

(6) Podawać ciepłe, posypane serem, orzechami i pietruszką.

Literatura:

http://www.food-info.net/pl/colour/caramel.htm

http://www.curiouscook.com/site/2012/09/caramelization-new-science-new-possibilities.html

Advertisements

Jedna uwaga do wpisu “Karmelizowany kalafior

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s