Nooit geweten dat een klein beetje van een nietje wit poeder zoveel gebubbel en gestroom kan veroorzaken. Het resultaat is een super knapperige, licht zoet/licht bittere snack. Geen idee waar we het over hebben? Het is honingraat, gemaakt van suikers & zuiveringszout. Bij het maken van honingraat kook je suiker en suikerstroop tot het mooi bruin is. Op dat moment voeg je zuiveringszout toe aan het extreem hete suikermengsel. Hierdoor gaan de suikers op spectaculaire wijze bubbelen en poffen.
Ook al is de toevoeging van zuiveringszout het spectaculairste deel van het maken van honingraat, er komt nog veel meer scheikunde bij kijken. De transformatie van bleke suikers in een mooie bruine consistentie gaat gepaard met een heleboel chemische reacties. Dit bruin worden wordt karamelisatie genoemd en is het onderwerp van deze post. Wat harde kern scheikunde vandaag.
Wat is karamelisatie?
Karamelisatie is een bruiningsreactie in voedsel, met andere woorden, de reactie creëert moleculen met een bruine kleur. Karamelisatie is, net als de Maillard-reactie, een voorbeeld van een niet-enzymatische bruiningsreactie. Dit betekent dat de bruinkleuring plaatsvindt zonder tussenkomst van enzymen. Enzymen kunnen bepaalde chemische reacties katalyseren, zoals bijvoorbeeld bij het bruin worden van bananen. Tijdens het karameliseren worden suikers omgezet in bruine kleuren en aroma’s.
Temperatuur van karameliseren
Karameliseren vereist hoge temperaturen om op gang te komen. De temperatuur waarbij dit gebeurt, hangt af van verschillende factoren. De eerste, en belangrijkste, is het soort suiker. Gewone suiker (sucrose) en glucose beginnen te karamelliseren bij 160°C. Maltose, een veel voorkomend ingrediënt in maïssiroop, karamelliseert daarentegen pas bij 180°C, terwijl fructose al bij 110°C kan karamelliseren.
Reactiemechanisme voor karamellisatie
Wanneer gewone suiker wordt gebruikt, is de eerste stap in het reactiemechanisme de ontleding van deze disacharide in twee monosachariden. Een deel van deze suikers zal ontleden in kleinere moleculen, vaak aroma’s. Tijdens het proces worden veel aroma’s gevormd. Diacetyl is een veel voorkomende, andere voorbeelden van minder bekende verbindingen zijn: ook hydroxymethylfurfural (HMF), hydroxyacetylfuran (HAF) of furanonen zoals hydroxydimethylfuranon (HDF) en dihydroxydimethylfuranon (DDF).
Een groot deel echter zal deelnemen aan reacties om grote bruine moleculen te vormen. Deze monosacchariden zullen eerst reageren om een disaccharide te vormen. Deze zullen verder reageren tot grotere moleculen. Dit wordt oligomerisatie genoemd. In dit proces worden drie gekleurde hoofdstructuren gevormd:
- Caramelan (C12H12O9)
- Caramelelen (C36H18O24)
- Caramelin (C24H26O13)
De scheikundigen begrijpen nog steeds niet volledig hoe deze worden gevormd, noch hoe de moleculen er eigenlijk uit zien.
Invloed van zuren en basen op karamelisatie
Zoals ik in de vorige paragraaf schreef, moet honingraat tot 150°C worden verhit om een mooie brosse textuur te krijgen. U zult zich nu wel realiseren dat dit nog onder de karamellisatietemperatuur is, wat juist is. Er zijn echter andere manieren om de karamelisatie te versnellen. Eén manier is het wijzigen van de hoeveelheid aanwezige zuren of basen. Zoals je hebt geleerd in mijn special over zuiveringszout, kan zuiveringszout reageren als een base. Door zuiveringszout aan iets toe te voegen, wordt het meer basisch (of minder zuur). Door het minder zuur en duidelijk meer basisch te maken, zal het karameliseren een stuk sneller gaan! Toen ik eenmaal zuiveringszout aan mijn honingraat had toegevoegd werd de kleur duidelijk donkerder tot een perfecte gouden honingkleur.
Het mooie van zuiveringszout is ook dat het een lift geeft aan je product! Het zuiveringszout zal gas vormen (zie mijn andere post over dit onderwerp) en luchtbellen creëren in de suikersiroop. Dit is geweldig, want een vaste suikeroplossing die tot deze temperatuur is verhit, zal erg hard zijn en moeilijk te eten. Maar door alle luchtbellen remt het gemakkelijk af en is eten geen enkel probleem!
Last but not least, als je geen zuivere suiker gebruikt maar een mengsel (zoals het geval is bij maïssiroop), kunnen onzuiverheden de reactie ook versnellen. Mijn honingraat begon lichtbruin te kleuren bij 150C, zelfs voordat ik bakpoeder had toegevoegd.
Waarom werkt zuiveringszout?
Ok, als je net als ik bent, stel je jezelf nu een vraag. Ik heb net geleerd dat zuiveringszout een gas kan vormen (kooldioxide) door te reageren met een zuur. Maar we voegen geen zuur toe aan de honingraat, waarom werkt het dan nog?! Goede vraag, ik hou van je denkwijze. Ik heb (nog) geen afdoend antwoord kunnen vinden. Maar dit is wat ik denk dat er gebeurt.
Vooreerst, zuiveringszout (natriumbicarbonaat) is niet een erg stabiele verbinding, het kan vrij gemakkelijk reageren om een gas te vormen. Wanneer de temperaturen zo hoog zijn (zoals het geval is met honingraat) kan deze reactie misschien wel doorgaan zonder het zuur, het is waarschijnlijk stabieler voor de component om toch een gas te zijn. Ten tweede begint bij deze hoge temperaturen de suiker enigszins te ontleden voordat de karamelisatie optreedt en zullen er onzuiverheden uit de maïsstroop aanwezig zijn. Ik denk dat er in ieder geval wat zuur aanwezig zal zijn, wat de reactie nog verder zal helpen katalyseren.
Honeycomb recept
Honeycomb vereist slechts een paar ingrediënten en stappen. Veel plezier!
Ingrediënten
- 100g suiker
- 45g maissiroop
- 1/2 theelepel zuiveringszout
Instructies
- Meng de suiker en de maissiroop in een pan en voeg een klein laagje water toe (de precieze hoeveelheid doet er niet echt toe, als u meer toevoegt, kookt u gewoon langer om alles er weer af te koken).
- Kook het mengsel tot een temperatuur van 150C (een thermometer gebruiken is echt de beste manier).
- Haal het mengsel van het vuur en meng er in één keer alle zuiveringszout door. Doe dit snel en pas op, de zeer hete(!) suikersiroop zal flink gaan borrelen.
- Meteen op een hittebestendige ondergrond gieten (ik gebruik een met bakpapier beklede bakplaat) en laten afkoelen.
- Als het is afgekoeld zou het gemakkelijk in scherven moeten breken.
Verder lezen
Interesse om meer te leren over honingraat? The guardian schreef een geweldig artikel over honingraat, met veel diepgaande details. Het recept dat ik heb gebruikt is geïnspireerd op dat van hen. Er zijn ook een heleboel wetenschappelijke artikelen geschreven over karamelisatie en dergelijke, voor wie geïnteresseerd is, kijk hier en hier.
Sciencegeist over de chemie van karamelreacties.
Food-info.net over karamelisatie