El caramelo de roca tiene una textura

Transcripción

1 Pr Tm Husband Aquí mstrams una receta fácil para acer caramels: Calentar una taza de agua en una lla asta que ierva, agregar tres tazas de azúcar y revlver cn una cucara. Lueg, verter la slución en un frasc de vidri. Clcar un palit de madera dentr del almíbar, y dejar repsar durante uns días. Cuand regreses, encntrarás caramel de rca. sutterstck; tinkstck El caramel de rca tiene una textura única. Está ec de trzs grandes de azúcar cn sabres que puedes crujirls en la bca. Otrs dulces vienen en una variedad de texturas: masticable (caramel bland), arens (algdón de azúcar), dur (cristal de caramel). Dad que tds ls caramels están ecs cn azúcar, qué ace que sus texturas sean tan diferentes? Caramel de rca Para acer la mayría de ls tips de caramels, siempre se empieza pr dislver azúcar en agua irviend. Est frma un almíbar de azúcar, que se puede enfriar retirándl del fgón. Per, de la manera cóm enfríes el almíbar puede acer tda la diferencia. Pr ejempl, si quieres acer caramel de rca, es necesari dejar enfriar el almíbar lentamente durante mucs días asta que se frmen cristales grandes de azúcar. Per si quieres prducir caramel bland, l que necesitas es agitar cntinuamente el almíbar después de un períd de enfriamient inicial, así que cuand se frman ls cristales de azúcar, se quedan pequeñs y n crecen demasiad. Si deseas acer algdón de azúcar y cristal de caramel, es necesari enfriar el almíbar rápidamente para evitar la frmación de cristales. La diferencia principal entre ests diferentes tips de caramels es si ls cristales de azúcar se frman y, en cas afirmativ, La mayría de ls dulces se preparan pr dislución de azúcar en agua para frmar un almíbar. cuáles sn sus tamañs. Entnces, cóm se frman ls cristales de azúcar, y qué causa que ests tengan diferentes tamañs cuand el almíbar se enfría? Supngams que pdems ver el azúcar a nivel mlecular. Cada gran de azúcar cnsta de un pequeñ cristal ec de un arregl rdenad de mléculas de un cmpuest llamad sacarsa. La sacarsa es un ejempl de un idrat de carbn. La unidad básica de un idrat de carbn es un mnsacárid azúcar simple, tal cm glucsa fructsa (Fig. 1). Ests azúcares simples pueden ser unids entre sí de infinitas maneras. La sacarsa es un disacárid frmad pr glucsa y fructsa (Fig. 1 y Fig. 2). En un cristal de azúcar, las mléculas de sacarsa están arregladas en un patrón repetitiv que se extiende en las tres dimensines, y tdas estas mléculas sn atraídas entre sí pr fuerzas intermleculares un tip de interacción que junta mléculas y es más débil que ls enlaces entre átms en una mlécula. cemmatters OCTuBre/NOViEMBre

2 c2 c2 c2 Fructse c2 Glucse c2 c2 + 2 Figura 1. Sacarsa sesucrse prduce a partir de la reacción química entre ds azúcares simples llamadas glucsa y fructsa. están dejand ls cristales de azúcar, alejadas pr las mléculas de agua. También te darías cuenta de que algunas de las mléculas de sacarsa disueltas también están cristalizand, es decir, n sól sn mléculas de sacarsa que salen de ls cristales de azúcar, sin que tras mléculas de sacarsa se reincrpran a ls cristales de azúcar. (Fig. 4). La razón es que las mléculas de sacarsa se mueven cnstantemente en la slución, de md que nada impide que algunas de ellas se unan de nuev a las mléculas de sacarsa en ls cristales de azúcar. Sin embarg, la rapidez de dislución es mayr que la velcidad de cristalización al mens asta que la slución es saturada en general, ls cristales de azúcar permanecen disuelts en el agua. A medida que agregams más azúcar granulada a la slución, la velcidad de dislución disminuye y la velcidad de cristalización aumenta, pr l que en algún mment, ambas sn iguales. En tras palabras, el númer de mléculas de sacarsa que salen de ls cristales es el mism que el númer de mléculas de sacarsa que se une a ls cristales. Est es l que sucede cuand la slución está saturada. Cm resultad, pasad ese punt, si añadims más cristales de azúcar, el prces de dislución cntinuará, per será exactamente equilibrad pr el prces de recristalización. Así que ls cristales de azúcar n pueden dislverse más en el agua. En este cas, ls cristales y la slución están en equilibri dinámic. Est significa que el tamañ de ls cristales sigue siend el mism, a pesar de que las mléculas de sacarsa están cns- Cuand agregas azúcar granulada al agua, algunas de las mléculas de sacarsa empiezan a separarse unas de tras prque se sienten atraídas pr las mléculas de agua (Fig. 3). Cuand el agua y las mléculas de sacarsa están cerca una de la tra, interactúan a través de fuerzas intermleculares que sn similares a las fuerzas intermleculares entre las mléculas de sacarsa. El prces de dislución implica ds pass: En primer lugar, las mléculas de agua se unen a las mléculas de sacarsa; y segund, las mléculas de agua separan las mléculas de sacarsa del cristal y las llevan a la slución. En general, sól una cierta cantidad de un sólid puede ser disuelt en agua en un vlumen y temperatura dada. Si se añade más de esa cantidad, ese sólid n se dislverá. En esta etapa, se dice que la slución está saturada. El sólid adicinal simplemente cae al fnd del recipiente. Pr qué es así? Si fueras capaz de ver las mléculas de sacarsa y agua, te darías cuenta de que, al principi, cuand se agrega una pequeña cantidad de azúcar granulada al agua, la mayría de las mléculas de sacarsa Figura 3. Cuand se añade azúcar granulada al agua, se separa debid a que las mléculas de agua sn atraídas a las mléculas de sacarsa a través de las fuerzas intermleculares. Cm resultad, cada mlécula de sacarsa está rdeada pr mléculas de agua y es llevada a la slución. 2 Cemmatters OCTuBre/NOViEMBre tinkstck; antny fernandez; ewa enry Figura 2 Mdel de espaci llen de una mlécula de sacarsa

3 slución sbresaturada es inestable cntiene más slut (en este cas, el azúcar) de la que puede permanecer en slución de manera que la temperatura disminuye, y el azúcar sale de la slución, frmand cristales. Cuant menr sea la temperatura, más mléculas se unirán a ls cristales de azúcar, y así es cm se crea el caramel de rca. Pequeñs cristales de caramel bland tinkstck; ewa enry Figura 4. Cuand se añade un cristal de azúcar a una taza de agua, algunas mléculas de sacarsa se separan del cristal, mientras que trs se unen al cristal. Si el cristal se disuelve en agua crece en tamañ se determina cmparand el númer relativ de mléculas de sacarsa dislviéndse y dejand el cristal cn el númer de mléculas de sacarsa dejand la slución y uniéndse al cristal. tantemente cambiand lugares entre la slución y ls cristales. Para acer el caramel de rca, utilizams inicialmente más azúcar de la que pdría dislverse en agua a temperatura ambiente (tres tazas de azúcar para una taza de agua). La única manera de cnseguir que td el azúcar se disuelva es calentand el agua, prque el aument en la temperatura prvca que más azúcar se disuelva en agua. En tras palabras, el equilibri dinámic se ve afectad pr un cambi en la temperatura. Si aumentams la temperatura, aumentams el prces de dislución, y si reducims la temperatura, disminuims el prces de dislución. El prces de cristalización se explica pr el principi de Le Câtelier, que establece que un sistema que se desplaza fuera del equilibri actúa para restablecer el equilibri mediante una reacción en cntra del cambi. Así, un aument de la temperatura ace que el sistema disminuya la energía, en un intent de bajar la temperatura. Debid a que la ruptura de ls enlaces químics siempre absrbe la energía, est enfría el sistema, pr l que más mléculas de sacarsa se separan y se disuelven en la slución. Qué sucede cuand la slución se enfría? En este punt, vems que se frman cristales de azúcar. Est también se explica pr el principi de Le Câtelier: Una disminución en la temperatura ace que un sistema genere energía, en un intent de subir la temperatura. Debid a que la frmación de enlaces químics siempre libera energía, más mléculas de sacarsa se unirán al cristal en un intent de aumentar la temperatura. Est explica pr qué ls cristales se frman cuand la temperatura disminuye. Una vez que la slución saturada cmienza a enfriarse, se vuelve sbresaturada. Una Caramel de rca está ec de grandes cristales de azúcar, per trs dulces, cm el caramel bland cntiene cristales de azúcar más pequeñs. A medida que el almíbar de azúcar se enfría, qué pdems acer para asegurar que sól se frman pequeñs cristales? La respuesta: Mezclar el almíbar cn una cucara una espátula. La agitación evita que ls cristales de azúcar que cmienzan a frmar crezcan demasiad. En general, un cristal crece a partir de una semilla de cristal, que es un grup de mléculas de sacarsa, una mta de plv, una burbuja de gas. La agitación ace que las mléculas de sacarsa al ser empujadas una dentr de tra, frmen semillas de cristal a l larg del almíbar. Ls cristales resultantes serán más pequeñs cuand más de las semillas de cristal estén presentes, debid a que las mléculas de sacarsa pueden unirse a un mayr númer de semillas de cristal. Si deseas acer caramel bland, primer calienta el almíbar a una temperatura pr encima del punt de ebullición de agua (100 C), y lueg vierte en un mlde para acer que el almíbar se enfríe más rápid. La razón pr la que el almíbar debe enfriarse rápidamente es que las mléculas de sacarsa n tienen tiemp suficiente para frmar interaccines intermleculares y crecer en cristales grandes. Alguns de ells frmarán semillas de cristal, per la mayría de las mléculas de sacarsa n interactúan entre sí. Pr el cntrari, si el almíbar se enfría lentamente, las mléculas de sacarsa tendrían tiemp para rganizarse y frmar ls cemmatters OCTuBre/NOViEMBre

4 cristales de mayr tamañ. Después de que el almíbar se enfría a 50 C, se puede empezar a agitarl rasparl. Es imprtante dejar que el caramel bland enfríe a 50 C prque si se agita durante esta fase de enfriamient, las semillas de cristal prbablemente se frmarán demasiad prnt y, cm resultad, se pueden cristalizar de la slución, y la textura del caramel bland sería granulada. Entnces el almíbar se vuelve sbresaturad, similar a l que pasó cn el almíbar utilizad para acer dulces de rca el almíbar cntiene más mléculas de sacarsa de las que se pueden quedar disueltas. Mientras revuelves el caramel bland, mucs cristales se frman a la vez, y la agitación ayuda a que las mléculas de sacarsa se unan entre sí y se empiecen a frmar cristales pequeñs. El bjetiv principal es mantener la agitación cntinua, l que genera un mayr númer de pequeñs cristales. A medida que la temperatura disminuye aún más, las mléculas de sacarsa se extienden entre las mucas semillas de cristal y se unen a cualquiera de ellas, manteniend el tamañ de ls cristales pequeñs. Est crea el intens sabr, textura típica del caramel bland que se derrite en la bca. N ay cristales en abslut Alguns dulces n tienen cristales en abslut. Ejempls de este tip de caramels incluyen cristal de caramel, gmitas, y algdón de azúcar. Cristal de caramel se llama así debid a su estructura n cristalina. (a) Figura 5 Cmparación de las estructuras químicas de (a) un sólid amrf ec de dióxid de silici (vidri) (b) de un cristal de dióxid de silici (cuarz) Pr l general, cuand la gente usa la palabra cristal, quieren decir el material transparente utilizad para acer ventanas. Per el vidri tiene un significad más general: es un sólid cn una estructura amrfa, que es una estructura irregular, sin un patrón. Pr el cntrari, un cristal es un sólid cn una estructura altamente rdenada. Pr ejempl, la Fig. 5 muestra las diferencias entre las estructuras de cristal y de vidri de dióxid de silici (una mlécula que tiene una estructura más simple que la sacarsa y es más fácil de representar). Para acer el cristal de caramel, enfría el almíbar de azúcar cn tanta rapidez que ls cristales n tienen tiemp para frmarse. Las mléculas de sacarsa disueltas empiezan a unirse entre sí, per en ningún rden en particular. Cuand est sucede, el caramel es amrf, y tma la apariencia de vidri. Gmitas y malvaviscs se prducen de manera similar. En el cas de las gmitas, se añade gelatina al almíbar de azúcar para darle una cnsistencia gmsa. Ls malvaviscs también cntienen gelatina, per se bate aire en la mezcla (b) para expandirl en una espuma una mezcla cmpuesta de burbujas de gas dispersas en un líquid. Algdón de azúcar se prduce un pc diferente debid a que el prces n se inicia cn el almíbar de azúcar. En primer lugar, la azúcar granulada se calienta en una máquina de algdón de azúcar asta que se funde y las fuerzas intermleculares entre las mléculas de sacarsa se rmpen. Habiend licuad el azúcar, la máquina de algdón de azúcar a cntinuación, rcía el líquid a través de pequeñas bquillas de manera que frme filaments fins de líquid que se slidifican inmediatamente. Este enfriamient rápid del líquid en aire abiert n permite que las mléculas de sacarsa frmen cristales, y ls ils de vidri se crean en su lugar. Ests ils de vidri sn tan fins que se derriten en tu bca, la cual es la experiencia maravillsa de cmer algdón de azúcar. Un almíbar, mucs caramels La mayría de ls caramels están ecs de almíbar sin embarg, su textura puede variar sustancialmente. Hay ds factres que juegan un papel clave: la cantidad de tiemp antny fernandez; sutterstck; tinkstck 4 Cemmatters OCTuBre/NOViEMBre

5 para que ls cristales crezcan, y la frma en que el almíbar se maneja mientras se enfría. En el cas del caramel de rca, el almíbar se deja repsar durante varis días, l que prprcina un suficiente tiemp para la frmación de cristales grandes. En el cas del caramel bland, debid a que el almíbar se agita cntinuamente, se frman un gran númer de pequeñs cristales. Al acer cristal de caramels, gmitas, malvaviscs, el almíbar se enfría tan rápidamente que ls cristales n se pueden frmar en abslut. Hacer caramels es en realidad química en acción. Tú puedes manipular el tamañ de ls cristales de azúcar inclus si n puedes verls para prducir una gran variedad de texturas. Esta abilidad se a desarrllad a l larg de cients de añs, antes de que se entendiera la ciencia de acer caramels. Per inclus entnces, esta frma de arte ns dice alg interesante sbre la química: N es sól la cmbinación de ingredientes que definen un prduct, sin también la frma en que se mezclan entre sí. Referencias seleccinadas McGee, H. McGee n Fd and Cking: An Encyclpedia f Kitcen Science, Histry, and Culture. Hdder and Stugtn: Lndn, 2004: ttps:// page?isbn= [accedid en juli de 2014]. Make Rck Candy. Micigan Department f Natural Resurces, Sept 10, 2010: ttp:// _19268_ ,00.tml [accedid en juli de 2014]. Tm Husband es un escritr de ciencia y prfesr de química en Lndres, Rein Unid. Su últim artícul CemMatters, Ds es mejr que un, apareció en la edición de diciembre de cemmatters OCTuBre/NOViEMBre