Isıtıldığında şeker önce erir, ardından rengi giderek koyulaşır ve kahverengi bir görünüm alır. Karamelizasyon süreci sonucunda oluşan renk değişiminden polimerler* sorumludur. Şekerin karamelize edilme süreçlerini açıklamaya şekerin ne olduğunu açıklayarak başlayacağız.
(*Polimer: Yapısında birçok molekülün tek bir molekül halinde bulunduğu bileşik durum)
Şeker Nedir?
Aslında “şeker” de bir karbonhidrattır. Tatlı olan ve yapısı döngüsel olan organik bileşiklere şeker deriz. Ancak bizim günlük dilde şeker derken kast ettiğimiz (bildiğimiz beyaz şeker) aslında sakarozdur. Sakaroz 22 hidrojen, 12 karbon ve 11 oksijen atomundan oluşur.
Diğer şeker türleri glikoz, fruktoz gibi sakaroz da bir karbonhidrattır. Aslında sakaroz iki basit şeker türünün bir araya gelmesiyle oluşur. Glikoz ve fruktoz. (Şeker türleri ile ilgili daha detaylı bilgi için burayı tıklayabilirsiniz.) Dilimizdeki reseptörler şeker molekülleri ile etkileşime girerek şekerin tatlı tadını algılamamızı sağlarlar. Bu kısa bilgilendirmeden sonra esas sorumuza geri dönebiliriz. Şeker eridikten sonra neden kahverengi olur?
Karamelizasyon nedir?
Karamelizasyon şekerin ısıtılarak kahverengine dönüşmesi sürecidir. Buna şekerin oksidisyonu ya da şekerin aşamalı bozunması da denir.
Daha önce söz ettiğimiz gibi karbon bazlı moleküllerden oluşan şekerin farklı türleri vardır. Sakaroz, fruktoz, glikoz vb. Saf şekerin 170 derecede ısıtılması sonucunda karamelizasyon meydana gelir. Şeker bu ısıya ulaştığında içindeki sıvıların bir miktarını kaybeder ve keton, aldehit gibi daha küçük parçalara ayrılır. Bu ayrışma sonucunda pek çok başka reaksiyon daha gerçekleşir ancak bu makalede sadece karamelizasyon süreci üzerinde durduğumuzdan, dikkatimizi polimerlere ve uçucu bileşiklere odaklayacağız.
Isıtıldığında şeker erimeye başlar. Erime işleminden sonra rengi giderek koyulaşır ve koyu bir kahve rengi halini alır. Bu renk değişiminin esas nedeni polimerlerdir. Polimeler üç grubu ayrılırlar: Karamelanlar (C24H36O18), karamelenler (C36H50O25) ve karamelinler (C125H188O80). Karamele karakteristik kokusunu veren ise diasetil gibi uçucu bileşikledir.
Ancak ilginç bir şekilde şekerin kahverengine dönüşmesine yol açan tek işlem karamelizasyon süreci değildir. Maillard reaksiyonu da şekerin kahverengine dönmesine yol açar. Ancak maillard reaksiyonu sadece şekerde meydana gelmez. Et ekmek gibi başka besin maddelerinde de ortaya çıkarak, yiyeceklerin lezzetine lezzet katar. (Maillard reaksiyonu ile detaylı bilgi almak isterseniz, daha önce yayınlamış olduğumuz “Dünyanın en lezzetli reaksiyonu” başlıklı makalemizi okumak için burayı tıklayın.)
Karamelizasyon ile Maillard reaksiyonu karşılaştırması
Hem karamelizasyon hem de maillard reaksiyonu yüksek sıcaklık altında gerçekleşir ve her ikisi de yiyeceğin renginin kahverengine dönmesine neden olur. Ancak bu ikisi aynı şey değildir. Bu iki proses arasındaki en önemli farklılık karamelizasyon için sadece şekerin yüksek derecede ısıya maruz bırakılması yeterliyken maillard reaksiyonu için şekerin yanı sıra proteinden sağlanan aminoasitler de gereklidir.
Şeker kahverengine döndükten sonra da pişirilmeye devam ederse rengi siyaha, tadı da acımsı kötü bir tada dönüşür. Bunun nedeni ısı ile birlikte şekerin içindeki karbon, oksijen ve hidrojen atomlarının buharlaşarak farklı organik parçacıklara dönüşmesi ve ardında şekerin siyah ve acı bir versiyonunu bırakmasıdır.
Kaynaklar:
- Exploratorium Museum of Science, Art and Human Perception (Link 1)
- Exploratorium Museum of Science, Art and Human Perception (Link 2)
- University of Illinois Urbana-Champaign
- Oregon State University