V októbrovej Vede v kuchyni sme si ukázali, aká dôležitá je koncentrácia cukru v roztoku a teplota jeho varenia. Tento mesiac sa detailnejšie pozrieme na úlohu kryštalizácie pri získaní rôznych typov sladkostí, ale aj na to, čo sa stane s roztokom, keď ho budeme zahrievať až tak, že dosiahneme karamelizáciu.
Kryštalizáciu cukrového roztoku sme už načrtli v predchádzajúcom čísle. V prípade, že je roztok v supersaturovanom stave, t. j. keď obsahuje viac rozpusteného cukru, ako by mal obsahovať pri danej teplote, aj tie najmenšie podnety dokážu spôsobiť rast kryštálov.
Horúci vs studený roztok
Z dôvodu kryštalizácie narábajú cukrári s takýmto roztokom veľmi opatrne, aby zamedzili predčasnej kryštalizácii a tiež mohli kontrolovať mieru tvorby kryštálov a veľkosť ich rastu. Výsledná textúra cukrovinky je závislá od teploty a od toho, akým spôsobom narastú kryštály cukru. Vo všeobecnosti platí, že čím je cukrový sirup, s ktorým pracujeme, horúcejší, tým budú výsledná textúra a kryštály hrubšie alebo zrnitejšie. Naopak, spracovaním studenšieho sirupu dokážeme získať jemnejšiu štruktúru. Prečo je to tak?
V horúcejšom roztoku sa molekuly cukru pohybujú rýchlejšie než v studenšom. V prípade, že sa v sirupe objavia prvotné malé kryštály, na ich povrchu pribudne za rovnaký čas viac molekúl cukru v horúcejšom roztoku ako v studenšom. Kryštály v horúcom roztoku preto rastú rýchlejšie. Nevedia sa však vytvoriť v stabilnej miere tak ako v studenšom roztoku, keďže zhluk takýchto molekúl sa jednoduchšie rozbije, čo je spôsobené tým, že molekuly okolo neho sa pohybujú rýchlejšie.
Pri kryštalizácii horúceho sirupu sa teda vytvára menší počet kryštálov, ktoré sú väčšie, ako v prípade studeného sirupu. To znamená, že keď chce cukrár získať cukrovinku s jemnou štruktúrou, potrebuje rýchlo schladiť horúci sirup na nižšiu teplotu bez toho, aby sa začali vytvárať kryštály pri vyššej teplote. Následne až po schladení spôsobí kryštalizáciu v sirupe tak, aby dosiahol požadovanú štruktúru.
Umenie miešania
Kryštalizáciu a aj výslednú textúru môže cukrár vhodne ovplyvniť napríklad zamiešaním zmesi. Pri zamiešaní sa k sebe jednotlivé molekuly roztoku dostanú bližšie a ľahšie vytvárajú zárodky kryštálov. Pokiaľ je sirup miešaný nepravidelne, vytvorí sa iba obmedzený počet kryštálov. Naopak, keď je sirup udržiavaný v pohybe, vznikne väčšie množstvo kryštálov, ktoré budú dosahovať menšie rozmery. Viac miešania tak spôsobí jemnejšiu textúru cukrovinky.
Nie vždy si cukrári želajú, aby sirup začal kryštalizovať. Niekedy sa usilujú o to, aby sa kryštalizácia udiala iba v minimálnej miere, prípadne vôbec nenastala. To je možné vidieť napríklad pri sirupe s minimálnym obsahom vody (1 – 2 %). Keď cukrový sirup prudko ochladíme, pričom sa molekuly budú pohybovať iba minimálne a bez dodatočných podnetov, je možné sa kryštalizácii vyhnúť.
Jedlé sklo
Molekuly cukru tak nedostanú priestor na vytvorenie kryštalických štruktúr. Na rozdiel od toho akoby zamrznú v čase na aktuálnom mieste bez vzniku organizovanej štruktúry. Vzniká tým sklo, ktoré poznáme skôr ako výplň našich okien, čo je amorfná nekryštalická štruktúra molekúl oxidu kremičitého.
Podobnú vnútornú štruktúru má aj cukrové sklo, ktoré je tiež krehké a priehľadné. Práve priehľadnosť tohto materiálu je zapríčinená veľkosťou jednotlivých molekúl cukru, ktoré sú náhodne usporiadané. Vlnové dĺžky viditeľného svetla sú väčšie ako rozmery týchto molekúl a svetlo nerozptyľujú.
Pri organizovanej kryštalickej mriežke jej rozmery spravidla presahujú veľkosti vlnových dĺžok a svetlo odrážajú alebo rozptyľujú. Materiál je preto nepriehľadný. Cukrové sklo sa využíva najmä pri príprave priehľadných cukroviniek. Možno sa s ním však stretnúť aj na filmovom nakrúcaní. Používa sa ako náhrada za klasické minerálne sklo s cieľom predísť poraneniam.
Mgr. Patrik Čechvala
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave
