Ciencia de los caramelos: ¿Qué podría ser mejor que una interesante lección de ciencias, con mucho aprendizaje práctico? Luego, al final de todos los estudios, no sólo eres más inteligente, sino que también obtienes un delicioso y dulce caramelo? La ciencia que se esconde detrás de la fabricación de caramelos es sorprendentemente compleja e implica conceptos químicos difíciles. Estos experimentos de laboratorio huelen de maravilla, pero pueden provocar una gran frustración. Sin embargo, con estas deliciosas golosinas como premio al éxito de la ciencia, ¡tendrás a tus hijos pidiendo más!
A los niños de todo el mundo les encantan los dulces. Esto los convierte en una forma excepcional de introducir temas científicos relativamente complejos de una manera que a los niños les entusiasma. ¿Por qué? Porque el éxito en el laboratorio de ciencias aquí es muy dulce!
Pero antes de que nos lancemos a este mundo azucarado con ambos pies, una palabra de precaución… Candy Science implica líquidos peligrosamente calientes. Se requiere la supervisión de un adulto en todo momento y estas actividades son más adecuadas para tus preadolescentes y adolescentes.
¡Juega seguro, aprende seguro, sé seguro!
La química detrás de la ciencia de los caramelos
La ciencia detrás de la fabricación de caramelos tiene que ver con la química y las reacciones químicas.
Esta es la molécula del azúcar:
La molécula de sacarosa es un disacárido, lo que significa que está formada por dos moléculas pegadas. Estos dos monosacáridos son la glucosa y la fructosa. Debido a la estructura de la molécula de sacarosa podemos hacer todo tipo de caramelos sólo con el azúcar y un líquido, y a veces un poco de grasa.
Cuando se calienta la molécula de sacarosa a la temperatura adecuada se rompe y forma caramelo. Este proceso se llama caramelización. Como la molécula de sacarosa odia ser dividida, intenta reformarse en cristales de azúcar. Cuándo y cómo permite que se formen los cristales de azúcar determina el tipo de caramelo que hace.
Disolver el azúcar en un líquido es relativamente fácil. Simplemente hay que remover. Simple, ¿verdad?
Pues no cuando se trata de hacer caramelos. Nunca se podría disolver suficiente azúcar en el líquido simplemente removiendo para crear caramelos. En su lugar, hay que utilizar el calor. Aumentando la temperatura del líquido se puede forzar la disolución de más azúcar. Este principio es muy importante en la fabricación de caramelos. Es la creación de un líquido sobresaturado.
Contenido relacionado Explorando la sobresaturación: Cultivar cristales gigantes
Cuando un líquido supersaturado de sacarosa se enfría, las moléculas de azúcar tratarán de cristalizar de nuevo en moléculas sólidas. Aquí es donde podemos interferir y hacer que nuestra solución se convierta en una de las muchas y maravillosas golosinas.
¿No es impresionante la ciencia de los caramelos??
Hay dos categorías de caramelos hechos a partir del proceso de cristalización:
Cristalinos – caramelos que contienen cristales en su forma final.
No cristalinos – caramelos que no contienen cristales en su forma final.
La cristalización y su papel en la ciencia de los caramelos
Los líquidos sobresaturados son muy inestables y las moléculas comenzarán a cristalizar muy rápida y fácilmente.
Algunos caramelos que podemos hacer utilizando la cristalización incluyen:
Caramelo de roca
Caramelo de gema
Bombón
Tarta de menta de Kendal
Algunos caramelos requieren que no se produzca la cristalización. Hay algunos métodos que utilizamos para evitar que se produzca la cristalización. Cada receta proporcionará detalles sobre cómo lo hacemos para el tipo de caramelo específico, pero los agentes que interfieren en la cristalización pueden incluir la adición de más glucosa, el uso de azúcar moreno en lugar de blanco (el moreno es más ácido), la adición de grasa o la adición de ácidos como el vinagre o el bicarbonato de sodio o el cremor tártaro.
Algunos caramelos que requieren que evitemos la formación de cristales son:
Lollipops
Caramelos
Toffee
Marshmallows
El enigma del caramelo
Los caramelos eran originalmente un caramelo de vidrio hecho con azúcar y agua hervida hasta conseguir la caramelización. Olían de maravilla, tenían un sabor increíble, pero eran muy duros para los dientes
La temperatura del jarabe en este antiguo proceso era de unos 320-350F en el punto de caramelización. A esta temperatura las moléculas de sacarosa se separan y los átomos se reforman en nuevas y diferentes moléculas que dan a la caramelización los maravillosos sabores y aromas apreciados por los cocineros y chefs de todo el mundo. En este artículo se analiza la química del caramelo.
Los caramelos suaves y masticables que conocemos y amamos hoy en día se crean a una temperatura mucho más baja, alrededor de 240F, y se les añade leche o crema y mantequilla. El color resultante proviene de un proceso conocido como la reacción de Maillard. Este es el sabor que solemos asociar con la caramelización, pero en realidad es un proceso totalmente diferente.
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Entender las etapas del azúcar en la ciencia de los dulces
Las etapas del azúcar se refieren a la temperatura de la solución. La temperatura es un indicador de la concentración de azúcar del líquido y esta concentración es una parte importante de cómo resultará el caramelo final. Es bastante lógico que a medida que la temperatura aumenta, la saturación de la solución aumenta. Esto se debe a que el agua se evapora a medida que la solución se calienta.
En la fabricación de caramelos tienen algunos términos divertidos para las distintas etapas del azúcar. Aquí hay un rápido desglose:
Hilo
Temperatura: 223-234 F / 106-112 C
Concentración de azúcar: 80%
Se utiliza para hacer: Rock Candy
Bola blanda
Temperatura: 234 – 240F / 112-115 C
Concentración de azúcar 85%
Se utiliza para hacer: Kendal Mint, Fudge
Bola firme
Temp: 242-248 F / 116- 120 C
Concentración de azúcar 87%
Se utiliza para hacer: Caramelos, malvaviscos
Bola dura
Temperatura: 250-266 F / 122-130C
Concentración de azúcar 92%
Se utiliza para hacer: Manzanas de caramelo y caramelo de nueces
Bola blanda
Temperatura: 270 – 290 F / 132-143 C
Concentración de azúcar 95%
Se utiliza para hacer: Butterscotch
Crack duro
Temperatura: 295 – 310 F / 146 – 155 C
Concentración de azúcar 99%
Se utiliza para hacer: Piruletas y Frutos Secos
Caramelo
Temp: 320-350 F / 160-182 C
Concentración de azúcar 100%
Se utiliza como recubrimiento de frutos secos y decoraciones para tartas
Por encima de 350 F el azúcar empieza a quemarse y desarrolla un sabor amargo.
Precisar las temperaturas: la clave del éxito de la ciencia del dulce
Así que ahora que conocemos las etapas del azúcar, ¿cómo podemos probar nuestros brebajes dulces para asegurarnos de que tenemos las etapas de azúcar correctas? No queremos estar haciendo dulce de leche y terminar con una piruleta!
Un método que es popular entre los fabricantes de dulces muy experimentados es el método del agua fría. Una explicación está aquí. Este método puede ser muy desafiante y difícil, por lo que para aquellos que acaban de empezar con la ciencia del caramelo, recomiendo el uso de un termómetro de caramelo.
Pero, no todos los termómetros de caramelo son creados iguales… y ¿quién sabía que el lugar en el que vives afectaría a tu capacidad para hacer caramelos?
Esta ciencia del caramelo realmente te lleva a un viaje de aprendizaje!
Primero, prueba tu termómetro de caramelo colocando el extremo en agua hirviendo y viendo si alcanza los 212f o 100c. Si no es así y quieres seguir utilizando el termómetro tendrás que ajustar la diferencia de temperatura.
Ten en cuenta que los termómetros electrónicos registrarán los cambios de calor al instante mientras que los mecánicos tardan en alcanzar la temperatura que está leyendo.
Ahora es el momento de la locura de la ciencia de los caramelos… el efecto del lugar donde vivimos en la elaboración de los caramelos.
La altitud y cómo afecta a la elaboración de los caramelos
La elaboración de los caramelos depende de temperaturas extremadamente precisas, por lo que es importante tener en cuenta la altitud a la que vives porque a medida que aumenta la elevación, la presión atmosférica disminuye. Y sí, ¡esto afecta a nuestra ciencia del caramelo!
Si alguna vez has viajado a las montañas, o has volado en avión, habrás experimentado este cambio en la presión atmosférica. Ese chasquido de los oídos es tu cuerpo ajustándose al cambio de presión.
¿Pero qué tiene que ver esto con la fabricación de caramelos?
En primer lugar, el cambio de presión atmosférica se debe a que el aire es menos denso a mayor altura. Cuando estamos calentando nuestro líquido sobresaturado y lo llevamos a ebullición, entra en juego la presión de vapor. La presión de vapor es una indicación de la tasa de evaporación de un líquido.
Como ya comentamos en la sección Etapas del azúcar de este artículo, la tasa de evaporación es un factor crítico en la elaboración de caramelos.
Así que cuando la presión atmosférica es menor, la presión de vapor necesaria para alcanzar el punto de ebullición es menor. Por lo tanto, se requiere menos calor para hacer que la presión de vapor sea igual a la presión atmosférica.
Cuanto mayor sea la altitud a la que te encuentres mientras realizas tu ciencia del caramelo, menos calor requerirás.
¿Cómo es eso de la ciencia del caramelo genial?
Para referencia estamos aproximadamente a 650 pies sobre el nivel del mar. Así que nuestras temperaturas recomendadas son las mismas que las del nivel del mar.
¡Hagamos un poco de ciencia del caramelo deliciosa!
Dentro de cada uno de estos artículos me sumerjo en más detalles sobre la ciencia para ese caramelo en particular. Combina las lecciones de este artículo con el aprendizaje práctico en la cocina para hacer un estudio de unidad bien redondeado. ¡Un estudio que termina con un delicioso dulce!
Receta de caramelos de roca
Receta de caramelos de geoda
Receta de tarta de menta de Kendal
Haciendo piruletas caseras
Receta de caramelo de lava
Receta de caramelo de vainilla y chocolate
Caramelos caseros
Receta de caramelo de nuez
Manzanas de caramelo
Malvaviscos caseros
