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砂糖がカラメル化する反応温度は? その仕組みと状態の変化について。

砂糖の褐変反応を、カラメル化と呼びます。
純粋な砂糖を加熱すると、溶けてシロップ状の透明な液体になり、さらに過熱すると「透明→黄色→薄茶色→濃い茶色」のように変化していきます。

この反応が、カラメル化です。

しばしば、メイラード反応と混同されます。
しかし、カラメル化は「糖質のみの褐変反応」であり、メイラード反応は「糖質とタンパク質(またはアミノ酸)による褐変反応」という違いがあります。(関連記事:料理におけるメイラード反応

飴色玉ねぎを「玉ねぎのカラメル化」と呼ぶのは、間違いであるということです。

カラメル化の仕組み

カラメル化の仕組みは、複雑です。
化学者でさえ「そのメカニズムを完全には解明できていない」段階であり、分かっているのは全体のごく一部にすぎません。

  • 加熱により砂糖が水分を失うと反応がはじまる
  • ポリマー構造(重合体)になる
  • 香ばしい甘味や苦み、独特の風味が生まれる
  • 加熱しすぎると黒色炭素になる

カラメル化の特徴は、独特な芳香です。
カラメル化の前に加熱を止めてしまえば、「もろく割れやすい飴」ができ、カラメル化後も加熱し続ければ「黒色炭素」になり食べられなくなります。

一般的に、カラメル化は160℃以上で起こります。

カラメル化の温度

カラメル化は、160℃以上で起こります。

実際のカラメルづくりを想像してみてください。
はじめは水分だけが蒸発しますが、徐々に「シロップ状→溶けたガラス状」になり、さらに加熱し続けると「透明→黄色→薄茶色→濃い茶色」と色づいていきますよね?

その変化は、以下のような温度で起こっています。

  • 100℃以下:水分だけが蒸発
  • 100℃以上:シロップ状になる
  • 140℃以上:溶けたガラスのようになる
  • 160℃以上:褐色化していく

濃いカラメルには、180℃以上の温度が必要です。

これには、水分含有量も関係しています。
たとえば100℃以上になるためには「水分含有量が17%以下」になる必要がありますし、カラメル化がはじまるためには「約2%以下」まで下がっている必要があります。

カラメルづくりでは、最後に水分を加えます。
これは、「必要以上のカラメル化を止める」ことと、「ガラス状態(アモルファス)になることを防ぐ」ために行われることです。

まとめ

カラメル化は、砂糖の褐変反応です。
一般的にカラメル化は160℃以上で起こると考えられており、濃いカラメルをつくるためには180℃以上まで温度を上げる必要があります。

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