Khoa học về caramen

Bạn có thể tìm thấy caramen có màu gần như vàng nâu, ngọt, béo hoặc dai, chảy nước hoặc chắc ở mọi hình dạng và kích cỡ. Bạn có thể làm nước sốt caramen sánh đặc hơn kem, làm một vài miếng caramen dai hoặc trộn một ít vào kem. Caramen có thể nâng cấp tác phẩm của bạn thành một thứ đặc biệt hơn.

Tất cả được thực hiện chỉ với một số nguyên liệu cơ bản và cách pha chế khá giống nhau. Điều đó nói lên rằng, caramel có thể mềm, kết tinh khi bạn không muốn. Hoặc nó thành ra quá dày hoặc mỏng. Khoảng thời gian để đi sâu vào lĩnh vực khoa học về caramen để giúp bạn tạo ra một caramen hoàn hảo và sửa một caramen khi mọi thứ trở nên tồi tệ. Caramen siêu mềm dẻo, khó có thể bị rối hoàn toàn, nhưng nó giúp bạn biết được điều gì sẽ xảy ra để sửa chữa nó một lần nữa.

Đôi nét

Caramen là gì?

Mặc dù có rất nhiều loại caramen nhưng cơ bản luôn là đường. * Caramen có màu nâu, nhưng nó có thể thay đổi từ màu nâu nhạt / cam đến nâu rất đậm, gần giống với màu đen. Màu nâu này được hình thành trong quá trình caramen hóa đường. Quá trình caramen hóa này cũng góp phần tạo nên hương vị cho caramen. Vì vậy, mặc dù caramel ngọt nhưng nó có chiều sâu của hương vị hơn. Caramen thực sự có thể khá đắng và có hương vị phức tạp hơn nhiều.

Ngoài đường, có rất nhiều thành phần khác có thể là một phần của caramen. Phổ biến nhất là sữa, bơ, kem, muối và nước. Những điều này góp phần tạo nên sự phong phú của caramen và hương vị, như chúng ta sẽ quay lại phần sau.

* Có rất nhiều công thức làm caramen không đường, nhìn là thích. Tuy nhiên, vì caramen hóa (chúng ta sẽ đề cập bên dưới) chỉ có thể xảy ra với đường, định nghĩa chúng ta sẽ sử dụng ở đây là caramen cần có đường.

Caramen hóa là gì?

Caramen hóa là phản ứng tạo màu nâu trong thực phẩm hay nói cách khác là phản ứng tạo ra các phân tử có màu nâu. Caramen hóa, cũng giống như phản ứng Maillard, một ví dụ về phản ứng hóa nâu không chứa enzym. Điều này có nghĩa là quá trình hóa nâu xảy ra mà không có sự can thiệp của các enzym. Các enzym có thể xúc tác một số phản ứng hóa học nhất định như chúng làm cho chuối chuyển màu nâu. Trong quá trình caramen hóa, đường chuyển hóa thành màu nâu và mùi thơm.

Nhiệt độ caramen hóa

Caramen hóa đòi hỏi nhiệt độ cao để tiến hành. Nhiệt độ mà điều này xảy ra phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau. Đầu tiên, và quan trọng nhất, là loại đường. Đường thông thường (sucrose) và glucose bắt đầu caramen hóa ở 160°C. Maltose, một thành phần khá phổ biến trong xi-rô ngô, mặt khác chỉ caramen hóa ở 180°C trong khi fructose có thể caramen hóa ở 110°C.

Cơ chế phản ứng caramen hóa

Khi sử dụng đường thông thường, bước đầu tiên trong cơ chế phản ứng là sự phân hủy disaccharide này thành hai monosaccharide. Một phần của những loại đường này sẽ bị phân hủy thành các phân tử nhỏ hơn, thường là mùi thơm. Rất nhiều mùi thơm được hình thành trong quá trình này. Diacetyl là một chất rất phổ biến, các ví dụ khác về các hợp chất ít được biết đến là: alsohydroxymethylfurfural (HMF), hydroxyacetylfuran (HAF) hoặc furanones như hydroxydimethylfuranone (HDF) và dihydroxydimethylfuranone (DDF).

Tuy nhiên, một phần lớn sẽ tham gia vào các phản ứng để tạo thành các phân tử lớn màu nâu. Những monosaccharide này đầu tiên sẽ phản ứng để tạo thành disaccharide. Chúng sẽ tiếp tục phản ứng thành các phân tử lớn hơn. Điều này được gọi là oligomerization. Trong quá trình này, ba cấu trúc màu chính được hình thành:

  1. Caramelan (C12H12O9)
  2. Caramelen (C36H18O24)
  3. Caramelin (C24H26O13)

Các nhà hóa học vẫn chưa hiểu đầy đủ về cách chúng được hình thành, cũng như cách các phân tử thực sự trông như thế nào.

Cách làm caramen

Khi làm caramen, bạn đang cố gắng đạt được hai điều:

  1. Tạo màu nâu đẹp mắt (từ các thành phần không pha màu) thông qua các phản ứng hóa học
  2. Tạo độ sánh caramen mong muốn (cho dù nó chảy hay cứng)

Làm nâu caramen – caramen hóa

Màu nâu đẹp của caramen có thể được hình thành thông qua quá trình caramen hóa đường. Bằng cách đun nóng đường đến nhiệt độ rất cao (đường caramen thông thường ở 160°C (320°F)) tạo ra quá trình caramen hóa. Caramen hóa là một chuỗi các phản ứng hóa học trong đó đường tham gia. Kết quả của những phản ứng hóa học này sẽ hình thành các phân tử lớn hơn có màu nâu.

Caramen hóa đường được thực hiện bằng cách đun nóng đường không có bất kỳ thành phần nào khác (ngoại trừ nước) đến nhiệt độ thích hợp. Ở nhiệt độ này, quá trình caramen hóa sẽ tự thiết lập và xảy ra, chỉ khi làm nguội đường mới ngừng caramen hóa trở lại.

Làm nâu caramel – Phản ứng Maillard

Có một cách khác để tạo thành caramen nâu mà không cần đun đường đến nhiệt độ cao. Đó là một phản ứng hóa học rất phổ biến khác làm hóa nâu trong thực phẩm: phản ứng Maillard. Trong quá trình phản ứng này, các phân tử có màu nâu cũng được hình thành. Tuy nhiên, thay vì chỉ có đường, phản ứng này cũng yêu cầu protein xảy ra. Vì bơ, sữa và kem có chứa các protein này, chúng có thể được thêm vào đường để bắt đầu phản ứng Maillard. Vì phản ứng hóa nâu này sẽ bắt đầu xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với quá trình caramen hóa, nên nó cũng được sử dụng khá thường xuyên trong các công thức nấu ăn.

Đường làm caramen cho caramen

Bạn có thể caramen hóa đường bằng cách đun nó đến nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi của nước (160°C). Như đã đề cập trước đây, đường thông thường (sucrose) sẽ chỉ caramel hóa ở nhiệt độ 160°C. Khi làm caramen tại nhà, có hai cách khác nhau để đưa đường đến nhiệt độ cao:

  1. Phương pháp khô: sử dụng chỉ đường, không có gì khác
  2. Phương pháp ướt: sử dụng đường và nước

Phương pháp khô

Trong phương pháp này, bạn cho đường vào nồi và đun nhẹ cho đến khi đường bắt đầu tan chảy và sau đó bắt đầu chuyển sang màu nâu, tức là đường caramen. Điều quan trọng là tất cả đường nóng lên đều, một số khác có thể đã chuyển sang màu nâu, trong khi các phần khác vẫn là tinh thể đường rắn. Phương pháp này có xu hướng phức tạp hơn phương pháp ướt. Tuy nhiên, nó nhanh hơn (bạn không phải làm bay hơi hết lượng nước đó một lần nữa) và nó cho ra sản phẩm chất lượng như nhau.

Phương pháp ướt

Phương pháp dễ đánh lừa hơn này sử dụng đường và nước. Thay vì tự đổ đường vào chảo, bạn trộn đường với một ít nước. Ưu điểm là đường sẽ tan trong nước. Vì nó được hòa tan trong nước nên dễ làm nóng đều hơn. Trong khi đun đường, bạn sẽ đun sôi nước. Nước càng sôi thì càng ấm. Khi nước đã bay hơi hết, đường đủ ấm và quá trình caramen sẽ bắt đầu.

Không quan trọng bạn thêm bao nhiêu nước. Thêm nhiều nước sẽ dẫn đến thời gian sôi lâu hơn. Tuy nhiên, nếu bạn không thêm đủ nước, không phải tất cả đường sẽ tan. Không có vấn đề gì khi thêm nước trong quá trình đun sôi. Nó sẽ chỉ mất nhiều thời gian hơn.

Sự kết tinh của đường trong quá trình caramen hóa

Đường thông thường (sucrose), khá đặc biệt. Khi bạn mua một gói đường, tất cả đường sẽ kết tinh, chúng là tinh thể. Khi làm caramen, bạn không muốn có những tinh thể này. Thay vào đó, bạn muốn tạo ra sự mịn nhất quán và các tinh thể không xuất hiện. Đây là lý do tại sao phương pháp ướt giúp bạn làm được caramen mịn. Nó giúp làm tan chảy các tinh thể bằng cách hòa tan chúng trước. Điều đó nói rằng, với cả hai phương pháp, vẫn có thể tạo ra những tinh thể đường không mong muốn đó. May mắn thay, chúng có thể được dọn đi một lần nữa khá dễ dàng.

Vậy những tinh thể đường đó hình thành như thế nào? Các phân tử đường rất thích ngồi trong cấu trúc tinh thể này. Chúng chỉ cần một chút trợ giúp để kết tinh lại khi chúng bị hòa tan hoặc tan chảy. Nồng độ đường càng cao thì khả năng chúng hình thành lại các tinh thể này càng cao. Đây là lý do tại sao đặc biệt gần với nhiệt độ caramen hóa, khi với cả hai phương pháp chuẩn bị hầu như không còn hơi ẩm nào, khả năng xảy ra kết tinh cao hơn.

Ngăn chặn sự kết tinh

Có một số mẹo và thủ thuật để ngăn chặn sự kết tinh của sucrose. Đầu tiên là thêm chất ức chế kết tinh. Đây là một chất bổ sung có thể ngăn không cho sucrose kết tinh. Một trong những chất ức chế phổ biến nhất là xi-rô glucose. Xi-rô glucose không chỉ có glucose. Thay vào đó, nó cũng chứa các phân tử dài hơn. Những phân tử này có thể cản trở sự kết tinh của đường, chúng sẽ cản đường các phân tử đường khi cố gắng tạo ra một tinh thể mới.

Các tinh thể đường có xu hướng tích tụ thành một thứ gì đó. Ngay sau khi bạn có một tinh thể trong hỗn hợp của mình, nó sẽ lan ra rất nhanh. Các tinh thể này sẽ dễ dàng hình thành hơn ở khu vực khô hơn (ví dụ: nếu một số đường nằm trên thành chảo, nơi hầu hết độ ẩm đã bay hơi) hoặc trên các mảnh và mảnh rời trong chảo của bạn. Máy khuấy cũng có thể là một khu vực mà các tinh thể bắt đầu phát triển. Đây là lý do tại sao hầu hết các công thức sẽ cảnh báo bạn không khuấy đường trong khi caramen, chỉ làm như vậy khi mới bắt đầu khi không có khả năng xảy ra kết tinh!

Giải quyết sự kết tinh trong caramel

Cách dễ nhất để giải quyết sự kết tinh (và hiệu quả nhất) là thêm nhiều nước. Nói cách khác, hãy bắt đầu lại từ đầu. Bằng cách thêm nước, các tinh thể đường lại có thể hòa tan. Chỉ cần đun lại đường, làm bay hơi nước và thử lại!

Ngừng caramen hóa

Khi bạn đã thành công caramen hóa đường của mình mà không có bất kỳ tinh thể đường nào, bạn sẽ cần phải dừng caramen lại! Vì đường ở thời điểm này siêu ấm (hãy nhớ, nó nóng như lò nướng vậy!). Phản ứng sẽ tiếp tục diễn ra trong một thời gian. Quá trình caramen sẽ không dừng lại ngay lập tức, ngay cả khi bạn tắt bếp. Kết quả là caramen có thể trở nên quá nâu hoặc thậm chí có thể bị cháy.

Đó là lý do tại sao hầu hết các công thức nấu ăn sẽ yêu cầu bạn thêm một thứ gì đó vào caramen để làm nguội lại. Nó có thể đơn giản như thêm một ít nước. Thường thì bạn sẽ thấy rằng bạn phải thêm một ít sữa, kem hoặc bơ. Ưu điểm của việc thêm chúng vào đường nóng là chúng cũng sẽ tham gia vào các phản ứng hóa học. Điều này sẽ cải thiện hương vị caramen của bạn hơn nữa.

Luôn nhớ rằng lúc này đường rất nóng. Đó là cách dễ dàng nhất để thêm một thứ gì đó dạng lỏng, điều này sẽ hòa vào một cách dễ dàng nhất. Tuy nhiên, hãy cẩn thận rằng nó sẽ sôi gần như ngay lập tức và do đó nó có thể bắn tung tóe. Nếu bạn thêm thứ gì đó có nhiều protein (ví dụ như sữa hoặc kem), hãy cẩn thận vì nó sẽ nổi bọt rất nhiều.

Kiểm soát độ đặc của caramen

Caramen có thể là nước xốt, xirô hoặc các loại nước sốt đặc. Trong hầu hết các công thức nấu ăn, trước tiên bạn sẽ cố gắng làm đúng màu caramen, trước khi tập trung vào độ đặc.

Khi bạn vừa tráng đường ở 160°C để có màu phù hợp, caramen chứa <1% nước. Nếu bạn để nguội nó sẽ trở thành một miếng caramen cứng như đá. Trông nó có vẻ lạ mắt, nhưng không có cách nào bạn có thể ăn món này mà không bị gãy một vài chiếc răng. Đường đã tạo thành cấu trúc thủy tinh.

Bạn có thể làm cho nó mềm trở lại bằng cách bổ sung độ ẩm. Đó có thể là nước, nhưng cũng có thể là sữa hoặc kem, miễn là thêm nước. Thêm nhiều độ ẩm sẽ tạo ra nước sốt hoặc xi-rô. Chỉ thêm một chút nước sẽ giúp caramen đặc hơn và ít chảy nước hơn. Tuy nhiên, điều tốt về đường và nước là đây đều là những quá trình thuận nghịch. Nếu bạn đã thêm quá nhiều nước, chỉ cần đun sôi hỗn hợp và đợi cho đến khi hỗn hợp sệt lại. Nếu bạn chưa thêm đủ, chỉ cần thêm một số nữa để làm cho nó mỏng hơn.

Gỡ rối khoa học caramen

Caramel hạt

Khi caramel trở nên sần sùi, đường bắt đầu kết tinh. Nếu điều này luôn xảy ra đối với công thức của bạn, bạn có thể phải thêm một số chất ức chế như chúng ta đã thảo luận trong bài viết. Thêm các tạp chất vào caramen, ví dụ như đậu phộng, làm cho nó dễ bị kết tinh hơn và do đó có hạt. Trong những trường hợp đó, bạn có thể muốn thực hiện một số biện pháp bổ sung.

Tách caramen

Caramen có thể bị tách nếu có chất béo trong caramen (ví dụ như từ bơ hoặc kem). Thông thường, caramen bị tách có thể được lưu lại bằng cách hâm nóng nhẹ caramen và khuấy liên tục. Thêm một ít nước cũng có thể giúp trộn mọi thứ một lần nữa trước khi đun sôi lượng nước thừa thêm một lần nữa. Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, không làm nóng hoặc làm nguội caramen quá nhanh. Chất béo có thể tan chảy hoặc đông đặc với tốc độ khác với caramen, gây ra sự phân tách.

Tại sao caramel trở nên (quá) cứng

Không phải lo lắng ở đây! Chỉ cần thêm một ít độ ẩm, hâm nóng và bạn sẽ có một caramen mỏng hơn và mềm hơn.

Bạn có thể đông lạnh caramen không?

Có, bạn có thể, không có vấn đề. Hãy cẩn thận để đóng gói nó kín hơi. Khi bạn muốn sử dụng hoặc ăn, hãy cẩn thận để rã đông nó kịp thời. Caramen sẽ trở nên khá cứng, vì vậy hãy kiên nhẫn trước khi ăn. 

Bài viết đến đây là hết rồi. Hi vọng sẽ giúp ích cho các bạn phần nào trong tương lai. Lần sau nếu có ai hỏi về chủ đề này thì hãy nhớ về hóa học đằng sau chúng nhé!

Tham khảo Foodcrumbles.