О чем Эйнштейн рассказал своему повару - [6]

Вторая причина этого явления состоит в том, что в двух стаканах значительно меньше сахара, чем может показаться. Молекулы сахара и тяжелее, и объемнее молекул воды, так что их будет меньше — хоть в килограмме, хоть в стакане. Кроме того, сахар имеет форму гранул, и когда вы насыпали его в стакан, его кристаллы не настолько плотно прилегают друг к другу, как представляется на первый взгляд. В результате один стакан сахара содержит лишь 4 % молекул, содержащихся в стакане воды. Это значит, что в нашем растворе двух стаканов сахара в одном стакане воды на одну молекулу сахара приходится целых двенадцать молекул воды.

Расположение молекул водорода и кислорода в структуре воды. Пунктирные линии изображают водородные связи между молекулами, которые постоянно разрушаются и восстанавливаются, большие шарики — кислород, маленькие шарики — водород

Два вида обжаривания

«Иногда в рецептах пишут, что надо карамелизовать нарезанный лук, то есть пассеровать его, пока он не станет мягким и не приобретет светло-коричневый цвет. Означает ли слово „карамелизовать“ просто обжарить что-то до коричневого цвета И какая здесь связь (если она вообще есть) с карамельными конфетами?»

Слово «карамелизовать» используют для обозначения обжаривания многих пищевых продуктов, но, строго говоря, карамелизование — приобретение продуктами (которые содержат сахара, но не содержат белков!) коричневого цвета под влиянием тепла. Когда чистый столовый сахар (сахарозу) нагревают до температуры почти в 185 °C, он плавится, превращаясь в бесцветную жидкость. При дальнейшем нагревании она становится желтой, затем светло-коричневой, а затем все более приближается к темно-коричневому цвету. По мере приготовления она приобретает уникальный сладковато-пикантный и слегка горчащий вкус. Вот этот процесс и есть карамелизация. Ее используют для производства множества видов сладостей — от карамельных сиропов до карамельных конфет и козинаков с арахисом.

Карамелизация включает в себя ряд сложных химических реакций, которые все еще не полностью понятны для химиков. Эти реакции начинаются, когда сахар теряет воду, и заканчиваются образованием полимеров — больших молекул, состоящих из многих молекул поменьше, связанных в длинные цепочки. Некоторые из этих больших молекул имеют горький привкус и отвечают за коричневый цвет. Если нагревание зашло слишком далеко, сахар распадается на водяной пар и черный углерод — такое может случиться, если вы слишком нетерпеливы и спешите скорее подрумянить зефир.

С другой стороны, когда небольшие количества сахаров или крахмалов нагревают в присутствии аминокислот (это «кирпичики», из которых сложены белки), происходят совершенно иные высокотемпературные химические реакции — реакции Майяра[9]: часть молекулы сахара (с точки зрения химии, его альдегидная группа) реагирует с азотсодержащей частью молекулы белка (иначе говоря, с аминогруппой), после чего происходит ряд сложных реакций, создающих коричневые полимеры и множество ароматных химических веществ.

Реакции Майяра отвечают за приятный привкус поджаренных продуктов, содержащих углеводы и белки, — запеченного мяса, например, или мяса, поджаренного на открытом огне (да, в мясе тоже есть сахара), корочки хлеба и жареного лука. Карамелизованный лук и правда имеет сладкий вкус, потому что вдобавок к реакциям Майяра нагревание заставляет некоторое количество крахмала, содержащегося в луке, разложиться на свободные сахара, которые затем и карамелизуются. Более того, во многих рецептах карамелизованного лука этот процесс стимулируется путем добавления чайной ложки сахара.

Итак, слово «карамелизация» лучше оставить для поджаривания любого вида сахара без присутствия белков. Когда сахара или крахмалы встречаются с белками — как это происходит с луком, хлебом и мясом, — они становятся коричневыми в основном благодаря реакции Майяра, а не благодаря карамелизации.

Кукурузный, но сладкий

«На этикетках многих готовых пищевых продуктов написано „подсластитель из кукурузы“ или „кукурузный сироп“. Как можно получить сладость из кукурузы?»

В сахарной кукурузе действительно содержится сахар, больше, чем в кормовых сортах, но даже ее новейшие сорта, суперсладкие, не могут сравниться с сахарным тростником или сахарной свеклой. Но благодаря волшебству химии мы на самом деле можем производить сахар из кукурузного крахмала, которого в кукурузе во много раз больше, чем сахара.

Что мы найдем внутри зернышка кукурузы? Если убрать воду, в остатке окажется 84 % углеводов — веществ, в которые входят сахара, крахмалы и целлюлоза. Целлюлоза находится в кожице кукурузного зерна. А вот крахмал является главным компонентом всего, что растет на кочерыжке.

Крахмалы и сахара — это два очень тесно связанных семейства химических веществ. Молекула крахмала создана из сотен молекул моносахарида глюкозы, сцепленных вместе. В принципе, если бы мы смогли разбить молекулы крахмала на мелкие части, то получили бы сотни молекул глюкозы. Если такой процесс разбивки будет неполным, то мы также получим некоторое количество мальтозы — это еще один сахар, состоящий из двух все еще сцепленных молекул глюкозы (то есть это дисахарид), а также более крупные фрагменты, сложенные из десятков молекул глюкозы, все еще связанных вместе (то есть полисахариды). Из-за того что более крупные молекулы не могут проскальзывать друг мимо друга так же легко, как и мелкие, получившаяся смесь будет густой и похожей на сироп — кукурузный сироп.