Zpravy

Hydrolýza sacharózy a invertní sirup | Pikabu

Včelaři a měsíčníky vědí, proč je potřeba invertní sirup – ke krmení včel a výrobě kaše. Pro cukráře je potřeba invertního sirupu méně zřejmá. Cukráři blízcí lidem nebudou strádat a místo toho prostě vezmou med. Cukráři se při předvádění roztrhnou, ale dostanou do rukou glukózový sirup a na invert v 99 % receptů zapomenou.

Proč připravit invertní sirup?

Nyní, když existuje jasná motivace, můžeme se dostat k jádru věci.

Normálně vlny slunečního světla oscilují v libovolném směru, ale pomocí filtru je můžete nechat oscilovat ve stejné rovině. Toto je rovinná polarizace.

Rovina polarizace se otáčí při průchodu světla určitými látkami, které se z tohoto důvodu nazývají opticky aktivní.

Látky jsou opticky aktivní, pokud jsou jejich molekuly vzhledem k pravé a levé straně asymetrické, tedy v geometrickém smyslu se nerovnají svému zrcadlovému obrazu, který se v geometrii nazývá chiralita a v chemii se odpovídající látky nazývají chirální.

Bylo by samozřejmě nepříjemné se tímto tématem zabývat, kdyby sacharóza, fruktóza a glukóza nebyly chirální. Pokud jsou rozpuštěny ve vodě (která naštěstí není chirální), sacharóza bude rotovat rovinu polarizace ve směru hodinových ručiček, glukóza bude rotovat také ve směru hodinových ručiček, ale ne moc a fruktóza bude rotovat proti směru hodinových ručiček a hodně.

Pokud je sacharóza rozdělena na glukózu a fruktózu, ukáže se, že předtím se letadlo otáčelo ve směru hodinových ručiček, ale nyní se točí proti směru hodinových ručiček (fruktóza přerušuje glukózu). Když se něco někde otočí, chytře se tomu říká „inverze“. Na počest tohoto triku se světlem se hydrolyzovaný sirup nazývá invert.

Gramatická poznámka: na počest skutečnosti, že sirup je „invertní“, samotná hydrolýza se začala nazývat „cukrová inverze“ a poté samotný sirup – „převrácený“, i když inverze je o světle, nikoli o cukru. Ale neměli byste tuto skutečnost brát v úvahu a jít do války s včelařskými a měsíčními fóry: toto slovní použití je dobře zakořeněné na obou stranách jazykové bariéry, proniklo do vědeckých článků a co s tím sakra můžete dělat.

Takže celá tahle kánoe se světlem se měří refraktometrem, který nikdo nemá. Takže na Ali stojí 1000 rublů, ale používá se téměř výhradně v těchto tricích s cukrem, zpravidla je pro ně čistě přizpůsobený a dokonce se mu říká „cukrometr“, takže je v domácnostech méně obvyklý než kulinářský teploměr.

A bez refraktometru není vůbec jasné, zda je výsledkem invertní sirup nebo ne, což obecně zpochybňuje jakýkoli recept.

Jsem toho názoru, že pokud se výsledný sirup chová jako invertní sirup, totiž nekrystalizuje jako samotná sacharóza a brání jí krystalizaci, pak je to stále invertní sirup. Na tom je založen celý můj recept. Nakonec jsou recepty na domácí invertní sirupy spíše uměním než vědou.

S pomocí jednoduchých manipulací s obyčejným cukrem získáte úžasný, neobvyklý cukrový nepořádek. Z chemického hlediska jsou tyto manipulace hydrolýzou sacharózy. Sacharóza je fruktóza a glukóza, ve kterých je na jednom místě místo hydroxylových skupin (OH) společný kyslík (O), který je spojuje. glykosidická vazba. Zřejmým řešením je přidání vody (H2O) ke kyslíku (O) za vzniku dvou hydroxylových skupin (2OH). Fruktóza a glukóza převezmou hydroxylovou skupinu a budou volně plavat. Jinými slovy, k sacharóze je třeba přidat vodu.

Při pokojové teplotě a normální kyselosti vody bude proces hydrolýzy trvat několik let (podle pověstí jsem nenašel informace z první ruky; z nějakého důvodu), takže se zvýší teplota a zvýší se kyselost, samozřejmě s kyselina. Který?

Pokud čtete anglické recepty, vždy to bude tatarský krém. Obecně platí, že na Západě je v každém sudu zátka, což může obyvatele zemí s méně rozvinutým vinařstvím značně popudit. Vinný kámen je pevný fialový sediment, který se tvoří z vína na sudech, zátkách a často plave ve víně samotném.

V ruštině se mu říká „tatarský kámen“. Viděl jsem pod tímto názvem v Rusku v prodeji tatarský krém, ale není to přesný název. Vinný kámen je přesně vinný kámen, směs vinanu draselného a hydrogenvinanu draselného, a vinný kámen je čistý hydrogenvinan draselný, který se používá v potravinářském průmyslu.

Drobný tisk: tatarský krém není „tatarský krém“, na rozdíl od tatarské omáčky, která je pouze „tatarskou omáčkou“. Nejsou to vůbec stejná slova. První pochází z řeckého „tartarum“, což znamená tvrdý sediment, například ve víně nebo na zubech. Druhý je z „tartarus“, bájného Tartaru a etnonyma, které se na Západě přilepilo ke všemu tatarskému kvůli podobnosti zvuku.

Co potřebují zpracovatelé potravin od hydrogentartrátu draselného? Od hydrogentartrátu draselného potřebují něco, co není ve vinanu draselném – předponu „hydro-“, tedy vodík.

Tartráty jsou soli kyseliny vinné. Kyselina vinná má dvě karboxylové skupiny, což znamená, že může darovat dva vodíkové kationty (protony). K tartarátu draselnému dochází, když jsou oba protony nahrazeny draslíkem, a k hydrogenvinanu, když je nahrazen pouze jeden. To znamená, že hydrogentartrát draselný má v záloze jeden vodík, kterého je připraven se vzdát. Látky, které přidávají vodík, se nazývají kyseliny a konkrétně sloučeniny, jako je hydrogentartrát draselný, se nazývají kyselé soli. Stručně řečeno: tatarský krém – kyselá sůl. Pokud ho hodíte do vody, voda bude kyselejší.

Soudě podle obecného vyznění předchozích odstavců už bystrý čtenář uhodl, že kyselost sirupu nezvýším vinným krémem. Zřejmými kandidáty jsou nejoblíbenější potravinářské kyseliny: octová a citrónová. Méně zřejmým kandidátem je sůl. Pomocí kyseliny chlorovodíkové se vyrábí většina invertního sirupu na světě, jde však o průmyslový způsob a nejenom každý má doma kyselinu chlorovodíkovou. Proto ocet nebo citron.

Kyselina octová dodá všem pečivům pikantní, octovou vůni. Nepříliš silná, ale docela znatelná, proto kyselina octová, která je zcela chemicky přijatelná, ztrácí na kulinářských vlastnostech kyselinu citrónovou.

Zbývá se rozhodnout, odkud kyselinu citronovou získat. Není to tak, že by prášek kyseliny citronové byl velmi vzácnou složkou, ale z nějakého důvodu si prostě chcete nalít citronovou šťávu. A pak bude překvapení. Při vaření všude tam, kde jsou aminokyseliny (například z bílkovin), cukr a teplo, dochází k Maillardově reakci. Tedy téměř všude. Charakteristickým znakem Maillardovy reakce je hnědá barva, ať už ve smaženém mase nebo smažených bramborách.

Je tam cukr, včetně fruktózy, která je v Maillardu divoce aktivní, je tam teplo a budou tam aminokyseliny, když místo kyseliny citronové přidáte citronovou šťávu. Kyselina citronová není aminokyselina, na rozdíl od aminokyselin, které se nacházejí v bílkovinách ze 100% citronové šťávy. To znamená, že citronová šťáva zežloutne. Ale žlutost je odpad ve srovnání s tím, co začne, když (při pohledu dopředu) je kyselina neutralizována: Maillardova reakce se zrychluje, když kyselost klesá.

V praxi to vypadá takto:

Technicky je to v pořádku, ale esteticky to nebude fungovat, například jako sněhově bílý nugát.

Proto – prášek kyseliny citronové.

V zásadě platí, že čím je vyšší, tím je hydrolýza rychlejší. Problémy začínají na 105 stupních. Sacharóza karamelizuje při 160 C, glukóza také při 160 C, ale fruktóza při 105 C. Když sacharózu oddělíme na glukózu a fruktózu, fruktóza začne karamelizovat. To znamená, že sirup začne žloutnout a chutnat jako spálená fruktóza. V zásadě by to mohla být vlastnost na Západě, takový sirup se nazývá Golden Sirup;

Recepty na invertní sirup obvykle vyžadují přivedení teploty sirupu na 118 °C, kdy fruktóza zjevně zkaramelizuje. Logická otázka: proč? Jediným důvodem je uvést sirup na standardní koncentraci, která je navržena v receptech. Například v průmyslu se hydrolýza provádí při 70 stupních a pokud potřebujete zvýšit koncentraci sirupu, můžete odpařit vodu při teplotě pod 100 stupňů, aniž byste fruktózu karamelizovali.

Vlastně ve všech receptech, kde se sacharózový sirup vaří, teoreticky není nutné ho přivádět k varu: voda se může odpařovat při nižších teplotách. V praxi se to nedělá, protože sacharóza krystalizuje v přesyceném roztoku, takže je třeba neustále zvyšovat teplotu, aby se rozpustnost zvýšila a sirup se nepřesytil. Glukóza a fruktóza krystalizují mnohem hůře, takže s ní můžete odpařovat vodu ze sirupu při nízké konstantní teplotě.

V praxi to znamená, že invertní sirup lze připravit ve vodní lázni (teplota pod 100 C), a pokud chcete zvýšit koncentraci, stačí sundat poklici z pánve a vodu odpařit.

Přihodit kyselinu a zahřát nestačí, to vše potřebujete, aby se dobře uvařilo. Není zde nic zvláštního, postačí nejobyčejnější čas.

Neutralizace

za co? Neneutralizovaný invertní sirup plní své funkce dokonale. Ale je správnější říci – příliš úžasné: zbývající kyselina bude pokračovat ve své práci a hydrolyzuje veškerou sacharózu, do které bude sirup přidán. Nebude nugát, nebude sovětský šerbet, fudge, karamel, cukrová poleva, bude jen invertní sirup. Invertní sirup připravený s kyselinou je proto nutné neutralizovat.

Velmi přímočarý způsob je nasypat do něj jedlou sodu.

Po odstavci o hydrogenvinanu draselném je třeba poznamenat, že jedlá soda je hydrogenuhličitan sodný, to znamená, že je to také kyselá sůl, i když v životě obvykle hraje zásaditou roli (uhašení octa – to je vše). Obecně je ale hydrouhličitan (HCO3) amfoterní, to znamená, že může vykazovat kyselé i zásadité vlastnosti, jen většinou používáme zásadité, jako v tomto případě.

Je čas vařit

Musíte se rozhodnout o době vaření, množství kyseliny citronové a sody. Potravinářský průmysl měl na své farmě zřejmě refraktometr a také teploměr, pH metr, kyselinu chlorovodíkovou a hodiny (mimochodem, našel jsem i hodiny), díky nimž existuje popis dvou průmyslových procesů:

Vařené 15 minut

V obou případech byla hydrolyzována 96% sacharóza a jako kyselina byla použita kyselina chlorovodíková.

Teplota ve vodní lázni bude něco kolem 95 C. Srovnatelné pH lze získat s koncentrací asi 0,625 g (také jako 1/8 čajové lžičky) kyseliny citrónové na 100 ml vody. Nechte čas 1 hodinu.

Je velmi vhodné měřit zlomky čajové lžičky sypkých látek pomocí známé lidové metody:

U sody to není samozřejmé. Hašení pomocí sody probíhá ve dvou fázích: nejprve hydrogenuhličitan přebírá vodík z kyseliny citrónové, stává se kyselinou uhličitou, a poté se kyselina uhličitá rozkládá na oxid uhličitý a vodu (stejně jako při hašení octem). Kyselina citronová má tři karboxylové skupiny, to znamená tři protony, které může darovat jako kyselinu.

ALE: jedna z karboxylových skupin je přišroubována k uhlíku, ke kterému je na druhé straně přišroubována hydroxylová skupina, která dává částečný záporný náboj, který přitahuje proton, čímž je tato karboxylová skupina méně kyselá (tj. připravena se toho vzdát). uhlík). A co je důležité – méně kyselé než kyselina uhličitá. Teoreticky se proto reakcí s hydrogenuhličitanem účastní pouze dva protony z kyseliny citrónové. Na 1 g kyseliny pak potřebujete 5/6 g sody.

ALE: kyselina uhličitá se okamžitě rozpadne, do reakce se teoreticky může zapojit i třetí elektron, na pokrytí pak potřebujete jedenapůlkrát více sody: 5/4g.

Protože vám soda nevadí, ať je to ta druhá, tedy 0,625 g kyseliny – jako 0,781 lžičky sody. Samozřejmě byste to měli zaokrouhlit na 1/4 lžičky jedlé sody. Protože vám soda vůbec nevadí, můžete udělat jen 1/2 lžičky.

Musíte mít na paměti, že soda není cukr a špatně se rozpouští ve vodě – asi 10 g na 100 ml. Zde bude na začátku 40 ml vody a na konci – ne 40 ml a ne voda, ale jen tolik viskózního cukrového sirupu. Obecně platí, že soda se v sirupu úplně nerozpustí, ale usadí se na dně ve formě prášku. Přilepí se tam a zůstane, pokud zbytek sirupu slijete, takže to není kritické a na sirupu se sodou není nic špatného.

Řešením problému je rozpustit sodu ve vodě a nalít ji do sirupu. Pak je to fajn, ale voda to hodně naředí. Budete muset znovu odpařit, abyste dosáhli požadované koncentrace.

Mimochodem o koncentraci. Je to stále důležité, protože chcete sirup používat v receptech, to znamená, že má smysl uvést sirup na obecně uznávanou koncentraci, která se pohybuje od 70-80%, což mimochodem odpovídá koncentraci cukry v medu. V praxi se této koncentrace dosáhne, pokud na posledních 1 minut 15 hodiny vaření sejmete poklici z pánve. To je samozřejmě přibližné, v závislosti na ploše pánve a objemu sirupu. Tak,

Recept na invertní sirup

[moje gramy: cukr – 100 g, voda – 40 ml, kyselina citronová – 1/8 lžičky, jedlá soda – 1/2 lžičky (toto je s rezervou, 1/4 by také měla stačit)]

Kamna k ohřevu; špachtle na míchání; rendlík s poklicí; pánev, větší než předchozí, dát jednu do druhé a udělat vodní lázeň.

Postavte nádrž na vodu hrnec v hrnci. Dejte koupel na mírný oheň (řekněme „dva“). Nasypte cukr do hrnce. Zalijte cukr vodou. Přidejte kyselinu citronovou. Umístěte pánev do vodní lázně. Cukr mícháme stěrkou, dokud se cukr nerozpustí. Menší kastrol přikryjte pokličkou. Nechte působit 45 minut a do vodní lázně několikrát přidejte vodu, aby se odpařila. Po 45 minutách sejměte víko a nechte dalších 15 minut. Vyjměte menší pánev z vany. Nasypte do něj jedlou sodu a promíchejte. Spustí se bubliny. Nechte 8 hodin, dokud nevyjdou všechny bubliny.

Je logické skladovat invertní sirup ve sklenicích na med, abyste zdůraznili nově nalezenou nezávislost na tomto produktu: