Science des bonbons : Quoi de mieux qu’une leçon de science intéressante, avec beaucoup d’apprentissage pratique ? Puis, à la fin de toutes vos études, non seulement vous êtes plus intelligent, mais vous obtenez également une délicieuse friandise sucrée ? La science qui se cache derrière la fabrication des bonbons est étonnamment complexe et fait appel à des concepts chimiques difficiles. Ces expériences de laboratoire sentent merveilleusement bon, mais peuvent entraîner une grande frustration. Cependant, avec ces délicieuses friandises comme prix d’une science réussie, vous aurez vos enfants qui vous supplieront d’en avoir plus !
Les enfants du monde entier adorent les friandises sucrées. Cela en fait un moyen exceptionnel d’introduire des sujets scientifiques relativement complexes d’une manière que les enfants sont excités de creuser. Pourquoi ? Parce que le succès dans le laboratoire de science ici est si doux!
Mais avant de sauter dans ce monde sucré avec les deux pieds, un mot d’avertissement… La science des bonbons implique des liquides dangereusement chauds. La supervision d’un adulte est requise en tout temps et ces activités sont mieux adaptées à vos préadolescents et adolescents.
Jouer en toute sécurité, apprendre en toute sécurité, être en sécurité!
La chimie derrière la science des bonbons
Ce que vous allez découvrir dans cet article !
La science derrière la fabrication des bonbons est une question de chimie et de réactions chimiques.
Voici la molécule de sucre :
La molécule de saccharose est un disaccharide, ce qui signifie qu’elle est constituée de deux molécules collées ensemble. Ces deux monosaccharides sont le glucose et le fructose. Grâce à la structure de la molécule de saccharose, nous pouvons fabriquer toutes sortes de bonbons en utilisant simplement du sucre et un liquide, et parfois un peu de graisse.
Lorsque vous chauffez la molécule de saccharose à la bonne température, elle se désagrège et forme du caramel. Ce processus s’appelle la caramélisation. Comme la molécule de saccharose déteste être fractionnée, elle essaie de se reformer en cristaux de sucre. Quand et comment vous permettez aux cristaux de sucre de se former détermine le type de bonbon que vous faites.
Dissoudre le sucre dans un liquide est relativement facile. Il suffit de remuer. Simple non ?
Et bien pas lorsqu’il s’agit de faire des bonbons. Vous ne pourriez jamais dissoudre suffisamment de sucre dans le liquide simplement en remuant pour créer des bonbons. Au lieu de cela, nous devons utiliser la chaleur. En augmentant la température du liquide, vous pouvez forcer plus de sucre à se dissoudre. Ce principe est très important dans la fabrication des bonbons. Il s’agit de la création d’un liquide sursaturé.
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Lorsqu’un liquide sursaturé de saccharose se refroidit, les molécules de sucre vont essayer de se recristalliser en molécules solides. C’est là que nous pouvons intervenir et faire en sorte que notre solution devienne l’une des nombreuses et merveilleuses friandises.
La science des bonbons n’est-elle pas géniale ? ?
Il existe deux catégories de bonbons issus du processus de cristallisation :
Cristallins – bonbons qui contiennent des cristaux dans leur forme finale.
Non cristallins – bonbons qui ne contiennent pas de cristaux dans leur forme finale.
La cristallisation et son rôle dans la science des bonbons
Les liquides sursaturés sont très instables et les molécules vont commencer à cristalliser très rapidement et facilement.
Certains bonbons que nous pouvons fabriquer en utilisant la cristallisation comprennent :
Le rock candy
Le Geode Candy
Le fudge
Le Kendal Mint Cake
Certains bonbons nécessitent qu’aucune cristallisation n’ait lieu. Il y a quelques méthodes que nous utilisons pour empêcher la cristallisation de se produire. Chaque recette fournira des détails sur la façon dont nous procédons pour le type de bonbon spécifique, mais les agents interférant avec la cristallisation peuvent inclure l’ajout de plus de glucose, l’utilisation de sucre brun au lieu de blanc (le brun est plus acide), l’ajout de graisse ou l’ajout d’acides comme le vinaigre ou le bicarbonate de soude ou la crème de tartre.
Certains bonbons qui nécessitent que nous empêchions la formation de cristaux comprennent :
Lollipops
Caramels
Toffee
Marshmallows
L’énigme du caramel
Les caramels étaient à l’origine un bonbon en forme de verre fait de sucre et d’eau bouillis jusqu’à caramélisation. Ils sentaient merveilleusement bon, avaient un goût incroyable, mais étaient très durs pour les dents !
La température du sirop dans cet ancien procédé était d’environ 320-350F au point de caramélisation. À cette température, les molécules de saccharose se séparent réellement et les atomes se reforment en molécules nouvelles et différentes qui donnent à la caramélisation les merveilleuses saveurs et arômes prisés par les cuisiniers et chefs du monde entier. Cet article a un excellent aperçu de la chimie du caramel.
Les caramels mous et moelleux que nous connaissons et aimons aujourd’hui sont créés à une température beaucoup plus basse, autour de 240F, et ont ajouté du lait ou de la crème et du beurre. La coloration qui en résulte provient d’un processus connu sous le nom de réaction de Maillard. C’est la saveur que nous associons souvent à la caramélisation, mais c’est en fait un processus tout à fait différent.
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Comprendre les étapes du sucre dans la science des bonbons
Les étapes du sucre font référence à la température de la solution. La température est un indicateur de la concentration en sucre du liquide et cette concentration est une partie importante de la façon dont le bonbon final se révélera. Il est tout à fait logique qu’à mesure que la température augmente, la saturation de la solution augmente. En effet, l’eau s’évapore à mesure que la solution chauffe.
Dans la fabrication des bonbons, ils ont des termes amusants pour les différents stades de sucre. Voici une rapide ventilation:
Fil
Temp : 223-234 F / 106-112 C
Concentration de sucre : 80%
Utilisé pour faire : Rock Candy
Boule molle
Temp : 234 – 240 F / 112-115 C
Concentration de sucre 85%
Utilisé pour faire : Menthe Kendal, Fudge
Boule ferme
Temp : 242-248 F / 116- 120 C
Concentration en sucre 87%
Utilisée pour faire : Caramels, guimauves
Boule dure
Temp : 250-266 F / 122-130C
Concentration de sucre 92%
Utilisée pour faire : Toffee Apples et Nut Toffee
Soft Crack
Temp : 270 – 290 F / 132-143 C
Concentration de sucre 95%
Utilisé pour faire : Butterscotch
Crack dur
Temp : 295 – 310 F / 146 – 155 C
Concentration en sucre 99%
Utilisé pour faire : Lollipops et Nut Brittle
Caramel
Temp : 320-350 F / 160-182 C
Concentration de sucre 100%
Utilisé comme enrobage pour les noix et décorations pour les gâteaux
Au-dessus de 350 F, le sucre commence à brûler et développe un goût amer.
Pointer les températures – La clé du succès de la science des bonbons
Alors, maintenant que nous connaissons les stades de sucre, comment pouvons-nous tester nos concoctions sucrées pour nous assurer que nous avons les bons stades de sucre ? Nous ne voulons pas faire du caramel et nous retrouver avec une sucette !
Une méthode populaire auprès des fabricants de bonbons très aguerris est la méthode de l’eau froide. Vous trouverez une explication ici. Cette méthode peut être très stimulante et difficile, donc pour ceux qui débutent dans la science des bonbons, je recommande d’utiliser un thermomètre à bonbons.
Mais, tous les thermomètres à bonbons ne sont pas créés égaux… et qui savait que l’endroit où vous viviez affecterait votre capacité à faire des bonbons ?
Cette science des bonbons vous emmène vraiment dans un voyage d’apprentissage !
Pour commencer, testez votre thermomètre à bonbons en plaçant l’extrémité dans de l’eau bouillante et en voyant s’il atteint les 212f ou 100c. Si ce n’est pas le cas et que vous voulez continuer à utiliser le thermomètre, vous devrez ajuster la différence de température.
Ne perdez pas de vue que les thermomètres électroniques enregistrent les changements de chaleur instantanément alors que les thermomètres mécaniques prennent du temps pour atteindre la température qu’il lit.
Maintenant, c’est l’heure de la science folle des bonbons… l’effet de l’endroit où nous vivons sur la fabrication des bonbons.
L’altitude et son impact sur la fabrication des bonbons
La fabrication des bonbons repose sur des températures extrêmement précises, il est donc important de prendre en compte l’altitude à laquelle vous vivez car plus l’altitude augmente, plus la pression atmosphérique diminue. Et oui, cela affecte notre science des bonbons !
Si vous avez déjà voyagé dans les montagnes, ou volé en avion, vous avez expérimenté ce changement de pression atmosphérique. Ce claquement d’oreilles, c’est votre corps qui s’adapte au changement de pression.
Mais quel est le rapport avec la fabrication de bonbons ?
Premièrement, le changement de pression atmosphérique est dû au fait que l’air est moins dense en altitude. Lorsque nous chauffons notre liquide sursaturé et que nous le portons à ébullition, la pression de vapeur entre en jeu. La pression de vapeur est une indication du taux d’évaporation d’un liquide.
Comme nous l’avons évoqué dans la section Étapes du sucre de cet article, le taux d’évaporation est un facteur critique dans la fabrication des bonbons.
Donc, lorsque la pression atmosphérique est plus faible, la pression de vapeur nécessaire pour atteindre le point d’ébullition est plus faible. Par conséquent, moins de chaleur est nécessaire pour rendre la pression de vapeur égale à la pression atmosphérique.
Plus l’altitude est élevée pendant que vous réalisez votre science des bonbons, moins vous avez besoin de chaleur.
Qu’en est-il pour une science des bonbons cool ?
Pour référence, nous sommes à environ 650 pieds au-dessus du niveau de la mer. Nos températures recommandées sont donc les mêmes qu’au niveau de la mer.
Faisons un peu de délicieuse science des bonbons !
Dans chacun de ces articles, je plonge dans plus de détails sur la science pour ce bonbon particulier. Combinez les leçons de cet article avec l’apprentissage pratique dans la cuisine pour faire une étude unitaire bien arrondie. Une étude qui se termine par une délicieuse friandise !
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