The Sweet Science de Candymaking - American Chemical Society
Voici une recette facile pour vous: Faire chauffer une tasse d'eau dans une casserole jusqu'à ébullition, ajouter trois tasses de sucre et remuer avec une cuillère. Versez ensuite la solution dans un bocal en verre. Balancer un bâton en bois dans le sirop, et le laisser pendant quelques jours. Lorsque vous revenez, vous trouverez ... candi.
bonbons Rock a une texture unique. Il est fait de gros morceaux de sucre aromatisé que vous pouvez croquer dans la bouche. D'autres bonbons sont disponibles dans une variété de textures: caoutchouteuse (fudge), graveleux (bonbons coton), ou dur (bonbons en verre).
Étant donné que les bonbons sont tous fabriqués avec du sucre, ce qui cause leurs textures être si différents?
bonbons Rock
Pour la plupart des types de bonbons, vous commencez toujours par dissolution de sucre dans l'eau bouillante. Cette forme d'un sirop de sucre, vous pourrez vous rafraîchir en prenant le brûleur. Mais comment vous refroidir le sirop peut faire toute la différence.
Par exemple, si vous voulez faire des bonbons rock, vous devez laisser le sirop refroidir lentement sur plusieurs jours jusqu'à ce que la forme de gros cristaux de sucre. Mais si vous voulez produire fudge, vous devez remuer continuellement le sirop après une période de refroidissement initiale, de sorte que lorsque les cristaux de sucre forment, ils restent petits et ne poussent pas trop. Si vous voulez faire des bonbons de coton et des bonbons en verre, vous avez besoin de refroidir le sirop rapidement pour garder la formation de cristaux.
Figure 3. Lorsque le sucre granulé est ajouté à l'eau, il se brise parce que les molécules d'eau sont attirés par les molécules de saccharose par des forces intermoléculaires. En conséquence, chaque molécule de saccharose est entouré par des molécules d'eau et est évacué dans la solution.
Le processus de dissolution comprend deux étapes: d'abord, les molécules d'eau se lient aux molécules de saccharose; et en second lieu, les molécules d'eau tirent les molécules de saccharose loin du cristal et dans la solution.
En général, seule une certaine quantité d'une substance solide peut être dissous dans l'eau à un volume et une température donnée. Si l'on ajoute plus de ce montant, plus de ce solide se dissout. A ce stade, nous disons que la solution est saturée. Le solide supplémentaire tombe juste au fond du récipient.
Pourquoi est-ce si? Si vous étiez en mesure de voir les molécules de saccharose et de l'eau, vous remarquerez que, au début, lorsque vous ajoutez une petite quantité de sucre granulé à l'eau, la plupart des molécules de saccharose quittent les cristaux de sucre, se dégagea par la les molécules d'eau. On pourrait remarquer aussi que certaines des molécules de saccharose dissous sont également cristallisant, qui est, non seulement les molécules de saccharose en laissant les cristaux de sucre, mais d'autres molécules de saccharose sont rejoignant les cristaux de sucre, ainsi (Fig. 4). La raison est que les molécules de saccharose sont constamment en mouvement dans la solution, donc rien n'empêche certains d'entre eux de se lier à nouveau à des molécules de saccharose dans les cristaux de sucre. Toutefois, le taux de dissolution est supérieure à la vitesse de cristallisation, au moins jusqu'à ce que la solution est saturée en sorte, dans l'ensemble, les cristaux de sucre restent dissous dans l'eau.
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Figure 4. Quand un cristal de sucre est ajouté à une tasse d'eau, des molécules de saccharose séparée du cristal tandis que d'autres rejoignent le cristal. Si le cristal se dissout dans l'eau ou se développe en taille est déterminée en comparant le nombre relatif de molécules de saccharose et de dissolution sortant du cristal avec le nombre de molécules de saccharose en laissant la solution de jonction et le cristal.
Par conséquent, au-delà de ce point, si l'on ajoute plus de cristaux de sucre, le processus de dissolution se poursuivra, mais il sera exactement équilibré par le processus de recristallisation. Ainsi, les cristaux de sucre ne peuvent pas se dissoudre dans l'eau plus. Dans ce cas, les cristaux et la solution sont en équilibre dynamique. Cela signifie que la taille des cristaux reste le même, même si les molécules de saccharose sont constamment entre la place commercent solution et les cristaux.
De petits cristaux de fudge
bonbons Rock est fait de gros cristaux de sucre, mais d'autres bonbons, tels que fudge, contiennent des cristaux plus petits de sucre.
Question: Comme le sirop de sucre refroidit, que pouvons-nous faire pour assurer que seuls les petits cristaux se forment?
Réponse: Incorporer le sirop avec une cuillère ou une spatule. Agitation empêche les cristaux de sucre qui commencent à se former de devenir trop grand. En général, un cristal croît à partir d'un « germe cristallin », qui est une touffe de molécules de saccharose, un grain de poussière, ou une bulle de gaz. L'agitation amène les molécules de saccharose à être poussé dans l'autre, formant des germes cristallins à travers le sirop. Les cristaux obtenus seront plus petits lorsque plus des germes cristallins sont présents, parce que les molécules de saccharose peuvent adhérer à un d'un plus grand nombre de graines de cristal.
Si vous voulez faire fudge, d'abord chauffer le sirop à une température au-dessus du point d'ébullition d'eau (100 ° C), puis versez-le dans une casserole pour faire le sirop refroidir plus rapidement. La raison pour laquelle le sirop doit refroidir rapidement est que les molécules de saccharose n'ont pas le temps de former suffisamment d'interactions intermoléculaires pour se transformer en gros cristaux. Certains d'entre eux formeront des germes cristallins, mais la plupart des molécules de saccharose ne sera pas interagir les uns avec les autres. En revanche, si le sirop devait refroidir lentement, les molécules de saccharose auraient le temps de se ranger dans des cristaux plus grands.
Pas tout de cristaux
Certains bonbons ont pas de cristaux du tout. Des exemples de ces bonbons comprennent des bonbons en verre, gommes à mâcher, et des bonbons de coton.
bonbons en verre est ainsi nommé en raison de sa structure non cristalline. En général, quand les gens utilisent le mot « verre », ils signifient le matériau transparent utilisé pour fabriquer des fenêtres. Mais le verre a une signification plus générale: Il est un solide avec une structure amorphe, qui est une structure irrégulière, sans motif. En revanche, un cristal est un solide avec une structure très ordonnée. Par exemple, la Fig. 5 montre les différences entre les structures cristallines et un verre de dioxyde de silicium (une molécule que présente une structure plus simple que le saccharose et est plus facile à représenter).
Pour faire des bonbons en verre, vous refroidir le sirop de sucre si rapidement qu'il n'y a pas de cristaux aient le temps de se former. Les molécules de saccharose dissous commencent à se lier les uns aux autres, mais sans ordre particulier. Lorsque cela se produit, le bonbon est amorphe, et il est un exemple d'un verre.
Cotton Candy est produit un peu différemment parce que le processus ne démarre pas avec du sirop de sucre. Tout d'abord, le sucre granulé est chauffé dans une machine à barbe à papa jusqu'à ce qu'il fonde et les forces intermoléculaires entre les molécules de saccharose sont brisés. Après avoir liquéfié le sucre, la machine à bonbons de coton pulvérise alors le liquide à travers de petites buses de manière à former de fines filaments de liquide qui se solidifient immédiatement.
Ce refroidissement rapide du liquide à l'air libre ne permet pas les molécules de saccharose pour former des cristaux, et les fils de verre sont créées à la place. Ces fils de verre sont si fines qu'elles se fondent dans la bouche, ce qui est la merveilleuse expérience de manger des bonbons de coton.
Un sirop, de bonbons
La plupart des bonbons sont fabriqués à partir de sirop mais leur texture peuvent varier considérablement. Deux facteurs jouent un rôle clé: la durée du temps de croître pour les cristaux, et la façon dont le sirop est traité pendant qu'il se refroidit.
Faire des bonbons est en fait la chimie en action. Vous manipulez la taille des cristaux de sucre, même si vous un tableau de textures les à ne peut pas voir produire. Cette compétence a été développée au cours des centaines d'années, avant que la science des bonbons de décision a été compris. Mais même alors, cette forme d'art nous dit quelque chose d'intéressant au sujet de la chimie: Il est non seulement la combinaison d'ingrédients qui définissent un produit, mais aussi la façon dont ils sont mélangés ensemble.