Сахар является распространенным продуктом, входящим в ежедневный рацион питания. По статистике, его потребление постоянно увеличивается. На одного человека в год приходится 60 килограммов. О пользе и вреде сахара имеется много информации. Но чтобы разобраться в ней, нужно знать о свойствах сахара, его использовании в твердом и расплавленном виде.
Историческая справка
Родиной сахара многие исследователи считают загадочную Индию. Именно оттуда пошло название, которое в переводе означает «песчинка». Еще древние римляне оценили сахар по достоинству. Продукт пользовался большим спросом. Коричневый сахар привозили из Индии. Для его изготовления использовали сахарный тростник. Продажа и покупка продукта осуществлялась с помощью посредника, которым был Египет.
Сахар в России первыми попробовали люди высшего сословия. Попал он в нашу страну в 11-12 столетии. Первую «сахарную палату» открыл царь Петр Алексеевич в 18 веке. Сырье для его производства привозили тогда из-за границы. И только в 1809 году продукт стали изготавливать из отечественного сырья, вместо тростника используя свеклу.
Химические свойства
Сахар — это бытовое название сахарозы, которая входит в состав группы углеводов, дающих организму энергию. Она входит в группу дисахаридов. При воздействии на нее собственного фермента или кислоты происходит ее распад на глюкозу и фруктозу. Сахарозой богаты ягоды, плоды фруктов и овощей. Ей свойственны два состояния: кристаллическое (более устойчивое) и аморфное. Химические свойства сахара таковы:
- он является важнейшим дисахаридом;
- если нагреть его с раствором аммиака, он не даст эффекта, который называется «серебряное зеркало»;
- если добавить гидроксид меди к сахарозе и нагреть его, то красный цвет оксида меди не появляется;
- если к раствору сахарозы добавить несколько капель серной кислоты и нейтрализовать его щелочью, а затем нагреть с гидроксидом меди, то получится осадок красного цвета.
Что такое плавление?
Это процесс, при котором твердое вещество переходит в жидкое состояние. Если соединение нагреть, произойдет повышение его температуры, а частицы начнут двигаться быстрее. В результате увеличивается внутренняя энергия тела. Когда температура плавления сахара и других веществ совпадает с их температурой при нагревании, происходит разрушение кристаллической решетки. Это значит, что связи между частицами уменьшаются, из-за этого увеличивается энергия взаимодействия между ними.
У вещества в расплавленном виде запас внутренней энергии больше. Небольшая часть теплоты плавления уходит на работу, связанную с изменением объема тела, который увеличивается у кристаллических тел примерно на 6 %. При плавлении кристаллов их температура остается постоянной.
Физические свойства
Сахароза прекрасно растворяется в воде. Если ее температура повышается, то увеличивается и растворяемость. Попадая в этиловый спирт, она не изменяет своего состояния. Но в этаноле вещество растворяется быстро, а в метаноле – не очень. Свойства сахара и соли отличаются. Но оба вещества обладают способностью растворяться в воде.
Температура плавления сахара составляет 160 градусов. При ее понижении сахароза разлагается. Образуется карамель, которая представляет собой сложное вещество, имеющее горький вкус и бурый цвет. Температура плавления сахара и других веществ является важной физической величиной. Как правило, его растворяют для приготовления сладких десертов.
Состав и виды сахара
Сладкое вещество, входящее в группу углеводов, в незначительном количестве содержит воду. В его состав входит и часть минеральных веществ: кальций, калий, железо, витамины группы В. Сахар является очень калорийным продуктом. В 100 граммах – 387 единиц. Существует много его разновидностей:
- Тростниковый. Производится из сахарного тростника.
- Свекловичный. Для приготовления используется свекла.
- Кленовый. Производится из сока сахарного клена, произрастающего в Канаде.
- Виноградный. Сырьем является сгущенный сок винограда.
- Сорговый. Для производства сахара злаковая культура сорго подвергается специальной обработке.
- Пальмовый (ягре). При производстве используют сок пальм.
Сахар любого названия бывает рафинированным (очищенным от примесей) и нерафинированным. Его используют в ежедневном рационе питания, кулинарии, пищевой промышленности, где большое значение имеет температура плавления сахара. Данное свойство используется при производстве многих видов продукции.
Влияние сахарозы на организм
Сладкое вещество активизирует кровоток спинного и головного мозга. Полностью отказываться от сахара нельзя, могут наступить склеротические изменения. Ученые заметили, что у людей, употребляющих сахар, бляшки на стенках сосудов образуются значительно реже. Это означает, что тромбоз может возникнуть с меньшей вероятностью. У любителей сладостей суставы реже повреждаются артритами. Сахар оказывает благотворное воздействие на печень и селезенку.
При дефиците сахарозы человек чувствует общее недомогание, апатию, раздражительность, может наступить депрессия. Но высокое его содержание опасно возникновением кандидоза, пародонтоза, воспаления полости рта, зуда половых органов, избыточного веса.
Пищевая ценность сахара
Он быстро усваивается организмом, восстанавливает силы. Однако при чрезмерном употреблении могут появиться такие заболевания, как кариес, сахарный диабет, ожирение. Поэтому существуют допустимые нормы потребления сладкого продукта, которых нужно придерживаться. Взрослому человеку в сутки достаточно 80 граммов.
Для рациона питания сахар является важным продуктом, так как половинную долю энергии, которую расходует человек, восполняют углеводы. Одна треть из них является сахаром. Это приятный сладкий продукт, физиологическая ценность которого огромна. Он возбуждает нервную систему, благодаря чему обостряются зрение и слух, питает серое вещество мозга, образует белково-углеродные соединения, гликогены, жиры.
Что такое соли?
Они являются сложными веществами. В их образовании участвуют кислотные остатки и атомы металлов. Соли – ионные соединения. Это продукт замещения атомов водорода, входящих в состав кислоты, металлом. Соли бывают:
- Средние, когда металлом замещены все атомы водорода. Данные соли подвергаются термическому разложению, гидролизу. Они вступают в реакции обменного и окислительно-восстановительного характера.
- Кислые – происходит замещение металлом не всех атомов водорода в составе кислоты. При термическом разложении и взаимодействии со щелочью образуются средние соли.
- Двойные – замещение атомов водорода осуществляется двумя различными металлами. Взаимодействуют с щелочными растворами.
- Основные – когда происходит неполное или частичное замещение кислотными остатками гидроксильных групп. Подвергаются термическому разложению, при взаимодействии с кислотой образуют средние соли.
В зависимости от того, какими свойствами обладают катионы и анионы, входящие в состав веществ, определяются химические свойства сахара и соли. Некоторые из них при прокаливании разлагаются, а при взаимодействии с кислотой образуют новые соли и кислоты. Кроме этого, они осуществляют химические реакции с основаниями, металлами и друг с другом.
Теплофизические свойства сахарозы (сахара)
В таблице представлены следующие физические свойства сахара (или сахарозы):
- плотность сахара, кг/м 3 ;
- коэффициент теплового (линейного) расширения (КТР), 1/град;
- удельная (массовая) теплоемкость сахара, Дж/(кг·К);
- теплопроводность, Вт/(м·град);
- температуропроводность, м 2 /сек.
Свойства указаны для образцов сахарозы, изготовленных уплотнением ее порошка при давлении 50…150МПа. Содержание примесей не превышает 1%. Свойства сахарозы (C12H22O11) изменяются в зависимости от температуры в интервале от 120 до 450К. При нагревании плотность сахарозы уменьшается, а удельная теплоемкость растет. Теплопроводность сахарозы дана при температуре 27°С.
Температура плавления сахара
В таблице приведены значения температуры плавления сахара распространенных типов: глюкоза, мальтоза, сахароза, сахар тростниковый, сахарная пудра, фруктоза.
Температура плавления сахара приведена при нормальном атмосферном давлении. Из таблицы видно, что сахар начинает плавиться при температуре от 104 до 188°С. Самым легкоплавким сахаром является фруктоза — температура ее плавления равна 104°С.
Теплопроводность кристаллической сахарозы
В таблице даны значения коэффициента теплопроводности различных видов кристаллической сахарозы при температуре 20ºС.
Представлена теплопроводность следующих видов сахарозы: порошкообразная, рафинированная, слегка спрессованная, кристаллы сахарозы, сахар-сырец.
Теплоемкость кристаллической сахарозы (сахара)
В таблице указаны значения удельной массовой и молярной теплоемкостей кристаллической сахарозы в интервале температуры от 0 до 90ºС. При нагревании сахарозы ее теплоемкость увеличивается.
Теплофизические свойства сахара-рафинада
В таблице представлены следующие свойства сахара: объемная теплоемкость сахара, температуропроводность, теплопроводность сахара-рафинада
при температурах 343 и 290К (70 и 17ºС). При нагревании сахара его теплопроводность увеличивается.
Физические свойства сахарного песка, плотность сахара
В таблице представлены физические свойства (теплопроводность, температуропроводность) сахарного песка (средние значения и диапазон) при различной плотности сахара (793…910 кг/м 3 ) и его влажности (температура 20ºС).
Насыпная плотность сахара-песка изменяется в широком диапазоне. Необходимо отметить, что размеры кристаллов сахара от 0,25 до 2 мм не оказывают влияния на его насыпную плотность.
Теплопроводность и температуропроводность сахара-песка, как и других зернистых материалов, зависит не только от плотности и температуры, но и от формы и размеров пор слоя, формы и размеров кристаллов, а также способа их укладки.
Плотность, теплоемкость, теплопроводность тростникового сахара-сырца
Представлены такие свойства, как удельная (массовая) теплоемкость сахара, теплопроводность сахара, температуропроводность сахара-сырца при влажности W=0,4% и температуре 31°С в зависимости от плотности (диапазон 600…1000 кг/м 3 ). При увеличении плотности тростникового сахара, растет и его теплопроводность.
Физические свойства сахара распространенных видов
В таблице даны следующие физические свойства сахара: плотность сахаров, коэффициент теплопроводности сахара, удельная (массовая) теплоемкость сахара, температуропроводность сахара в зависимости от температуры (от -5 до 85ºС). Плотность сахаров изменяется в широких пределах. Например, плотность сахарной пудры всего 660 кг/м 3 , а плотность сахарного песка равна 900 кг/м 3 . Максимальную плотность имеет сахар-рафинад — она равна 1600 кг/м 3 .
В таблице представлены свойства следующих сахаров: сахар-рафинад, сахарный песок, сахарная пудра, сахар инвертный.
Физические свойства сахарных материалов
Даны следующие физические свойства сахара и сахарных материалов: плотность сахара, теплопроводность, температуропроводность при температуре 0…20ºС.
В таблице представлены следующие сахарные материалы: монокристалл сахарозы, сахар-рафинад, сахар-песок при свободной укладке и при плотной укладке, сахарная пудра, сахарная пыль.
Мы уже разбирались с карамелизацией, но речь больше шла о сахаре, который содержится в овощах. Теперь пришла пора поговорить о технологии карамелизации сахара как такового. Есть масса рецептов, где она требуется, так что давайте «разложим по полочкам» информацию, разберемся в способах и этапах карамелизации сахара.
Больше всего в умных статьях мне нравятся пассажи типа следующего:
«Особенно часто технику карамелизации используют в кондитерском деле, достигая порой высот настоящего искусства, которые непрофессионалу не то что недоступны, а элементарно непонятны. Чтобы работать с кондитерской карамелью на этом уровне, необходимы долгие годы ежедневной практики, гора специального оборудования и желательно знание некоторых областей химии».
Поскольку у абсолютного большинства из нас, кто ежедневно проводит часы у своей кухонной плиты, не имеется ни специального образования, ни горы спецоборудования, попробуем обойтись своими силами. В конце концов, глаза боятся – руки делают. Не получится с первого раза – попробуем еще.
Итак. Что значит – сахар карамелизуется? Отбросив спецтерминологию, скажем просто — он расплавляется. Происходит это при разной температуре и достигается разными способами. Для начала – несколько простых правил.
- Посуда (сковорода, кастрюля) и стальная ложка — или деревянная, силиконовая лопатка — для помешивания должны быть абсолютно чистыми. Потому что самые мелкие частички остатков пищи или мусоринки тут же начнут заново кристаллизовать расплавляющийся сахар вокруг себя.
- Посуду с тефлоновым или иным покрытием, которому противопоказаны царапины, мы не используем, поскольку крупинки сахара эти самые царапины ей и обеспечат.
- И соблюдаем осторожность! Горячий сироп имеет температуру 150-190°, лечить даже маленькие ожоги придется долго. А если в сироп надо добавить, например, сливки или другую жидкость – осторожничаем вдвойне: пена будет бурной, может выплеснуться. Подогреваем жидкости заранее и вливаем тоненькой струйкой у края посуды, а не в середину.
Карамелизацию сахара можно проводить сухим и влажным способами.
Сухой способ.
Нагреваем кастрюлю (сковороду) с широким толстым дном и высокими стенками на среднем огне. Насыпаем немного сахара и даем ему расплавиться. Далее подсыпаем сахар небольшими порциями, каждую после того, как расплавится предыдущая. Не забываем помешивать и готовим до нужного нам цвета.
Влажный способ.
Сахар кладем в посуду сразу весь и добавляем воды, перемешиваем. Сахар должен после перемешивания по консистенции напоминать влажный песок. Максимум количества воды – 30% от массы сахара. Для того, чтобы не допустить новой кристаллизации расплавленного сахара, можно добавить немного лимонного сока, или лимонной кислоты, или уксуса, кукурузного сиропа. Причем на стакан сахара достаточно буквально 1-2 капли лимонного сока.
Ставим кастрюлю (сковородку) на большой огонь и постоянно размешиваем влажный сахар до тех пор, пока он не закипит и не растворится полностью. Как только смесь закипела – перестаем помешивать ее и удаляем с поверхности все возможные примеси. Чтобы карамелизация проходила равномернее, взяв за ручку, слегка наклоняем кастрюлю и покачиваем круговым движением.
Заранее поставим рядом с плитой кружку с холодной водой и кулинарной кистью, лучше всего — силиконовой. Пока сахар растапливается, периодически проходимся смоченной кистью по стенкам сковороды или кастрюли. На горячих стенках жидкость из сиропа быстро испаряется, образуются новые кристаллы сахара. Нам это не нужно, поэтому с помощью кисти поддерживаем чистоту стенок до конца процесса.
Цвет карамели меняется – в зависимости от продолжительности и температуры нагревания – от светло-желтого до коричневого. Чем темнее – тем больше чувствуется привкус жженого сахара.
Есть хороший прием: какой бы способ карамелизации мы не использовали — чуть раньше, чем карамель достигнет нужного нам цвета, снимаем посуду с огня и ставим в холодную воду со льдом. Дело в том, что сахар отлично удерживает температуру, и, если процесс не остановить таким радикальным методом, сахар может лишку потемнеть или даже подгореть. В любом случае снимаем посуду с огня чуть раньше, чем сироп приобретает нужный нам цвет — он будет достигнут за счет остаточного тепла.
Сахар при нагревании разжижается и меняет свою текстуру. Т.е. сначала он делается клейким (за ложкой тянутся «нити»), а позже образует «шарики». Далее приводим подробное описание стадий изменения сиропа при карамелизации и его применения на каждом из этапов.
Простой сироп (не имеет особого отношения к карамелизации, но знать нелишне) .
Всего лишь смесь сахара с достаточным количеством воды, которую мы нагрели до полного растворения сахара. Можно добавить в него любые спиртные напитки на свой вкус, пряности и дать постоять под крышкой 15-20 минут. Такой сироп хорош для варки фруктов, пропитки бисквитов, промазки слоеных изделий.
Окутывание.
Эта стадия карамелизации наступает при 100°. Прозрачный сироп, почти закипевший. Быстро окунув в него шумовку и сразу вынув, увидим, что сироп «окутал» всю ее поверхность. Если собираемся приготовить фрукты в сиропе – это то, что нам нужно..
Этап «маленькая нить» — это температура 103-105°. Можем повторить (осторожно!) прием профессионалов: окунаем сложенные вместе большой и указательный пальцы в холодную воду и потом очень быстро – в сироп. Можно и просто взять немного в ложку. Медленно разводя пальцы, увидим, что между ними тянутся короткие нити шириной примерно 3 мм. Они быстро рвутся. Такой сироп нужен для приготовления, например, миндальных паст.
Большая нить (при 106-110°).
Она, конечно, покрепче и пошире – около 5 мм. Этот сироп готовим, если в рецепте указан просто «сахарный сироп» — без уточнений. Он нужен для глазури и масляных кремов.
Маленькая жемчужина (110-112°).
Стадия, которая наступает через несколько минут после предыдущей, когда на поверхности сиропа начинают появляться пузырьки. Набираем немного в ложку, прихватываем мокрыми пальцами – между ними образуется более широкая нить. Используется для некоторых видов нуги.
Большая жемчужина , или суфле (113-115°).
На этом этапе нить между пальцами имеет ширину до 2 см. А если опустить в сироп шумовку, вынуть и подуть на нее – с обратной стороны получим пузырьки. Такой вид сиропа нужен для варки джема, приготовления засахаренных фруктов и каштанов, глазури.
Маленький — или мягкий — шарик (116-118°).
Наш сироп явно сгустился, если его взять в ложку и опустить в холодную воду – он свернется маленьким шариком. Сироп на этой стадии тоже хорош для джемов, а еще для желе, мягкой карамели и нуги.
Большой — или твердый — шарик (121-124°). Температура чуть выше, а потому формируется более твердый шарик. Джемы, сахарные украшения, помадки и карамели – предназначение сиропа.
Легкий — или мягкий — хруст (129-135°).
На этой стадии капли сиропа, опущенные в холодную воду, твердеют мгновенно. Раскусываем – и осколки шарика тут же прилипают к зубам. Зато какие тянучки получаются!
Твердый хруст (149-150°).
Теперь раскушенный шарик уже не липнет к зубам. По краям посуды сироп начинает становиться бледно-желтым. Если мы собираемся готовить леденцы, украшения из «крученого» сахара, глазурь – самое время снять с огня и поставить в холодную воду, не то это будет уже карамель.
Светлая карамель (151-160°).
В сиропе практически не осталось воды, он быстро начинает превращаться в леденец и карамель. Из бледно-желтого сироп становится золотистым и коричневеет. Самое то для крема карамель, сладостей, пудингов, глазури.
Коричневая — или темная — карамель (166-175°).
Последняя стадия. Как ни странно, темная карамель теряет сладкий вкус. Поэтому, готовя на основе темной карамели, приходится добавлять сахар. Используется жженка больше всего для подкрашивания соусов, бульонов, выпечных и кондитерских изделий.
При 190° сахар начинает гореть и дымиться.
Если карамель мы приготовили для домашних сладостей — выливаем в формочки, смазанные маслом, и пусть застывает. Надеемся, что это описание поможет ориентироваться в процессе карамелизации сахара тем, кто с ним еще не знаком.
Есть рецепты, в которых сахар для карамелизации смешивается не с водой, а со сливочным или растительным маслом. Так часто карамелизуются мясо, рыба, кусочки овощей и фруктов, особенно для пирогов Татен (Tarte Тatin).
Некоторые сочные фрукты карамелизуют на разогретой сковороде без масла, только постоянно перемешивают, чтобы сахар не пригорел. Длится такая карамелизация 5-7 минут, и кусочки фруктов обретают золотистый оттенок и карамельный вкус.
Заканчивая тему карамелизации, добавлю только, что любая теория, как известно, поверяется практикой. Так что встаем к плите – и пробуем. И все получится – пусть и не с первого раза.
