Caramelization คือ อะไร เกิดขึ้นได้อย่างไร
Caramelization หรือ กระบวนการเคี่ยวไหม้ จะเป็นกระบวนการเกิดสีน้ำตาลในอาหาร นิยมใช้ในการปรุงอาหาร ซึ่งเกิดขึ้นจากน้ำตาล สีน้ำตาลที่เกิดขึ้นมาจากพอลิเมอร์สามกลุ่มที่มีขนาดโมเลกุลต่างกันได้แก่กลุ่มคาราเมลัน (caramelan; C24H36O18) กลุ่มคาราเมเลน (caramelen; C36H50O25) และกลุ่มคาราเมลิน (caramelin; C125H188O80)
หรือที่ในทางอาหารเรียกว่า คาราเมลไลเซชัน (Caramelization) คือปฏิกิริยาการสลายตัวของโมเลกุลน้ำตาลเมื่อได้รับความร้อนสูง (มักเกิน \(160\) องศาเซลเซียสขึ้นไป) ทำให้น้ำตาลเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลวข้น สีน้ำตาลเข้ม และเกิดสารประกอบกลิ่นหอมซับซ้อนที่มีเอกลักษณ์
กระบวนการเคี่ยวไหม้ คือกระบวนการที่วัตถุดิบได้รับความร้อนต่อเนื่องเป็นเวลานาน จนองค์ประกอบภายในเริ่มเปลี่ยนแปลงไป ทั้งด้านสี กลิ่น รสชาติ และเนื้อสัมผัส โดยมักพบได้ในอาหารหรือผลิตภัณฑ์ที่มีน้ำตาล แป้ง โปรตีน หรือไขมันเป็นส่วนประกอบ เช่น น้ำเชื่อม กะทิ ซอส น้ำตาล นม หรือสมุนไพรสกัดต่าง ๆ
ในช่วงแรกของการเคี่ยว ความร้อนจะทำให้น้ำหรือความชื้นในส่วนผสมค่อย ๆ ระเหยออกไป เมื่อปริมาณน้ำลดลง ส่วนผสมจะเริ่มมีความเข้มข้นมากขึ้น เนื้อสัมผัสจะหนืดหรือข้นขึ้น และอุณหภูมิของส่วนผสมจะสูงขึ้นตามลำดับ ช่วงนี้มักยังไม่เกิดกลิ่นไหม้ชัดเจน แต่จะเริ่มเห็นการเปลี่ยนแปลงของสีและความข้น
เมื่อเคี่ยวต่อไป น้ำตาลที่อยู่ในวัตถุดิบจะเริ่มเกิดการเปลี่ยนแปลงจากความร้อน กระบวนการนี้เรียกว่า Caramelization หรือปฏิกิริยาคาราเมลไลเซชัน ซึ่งเป็นการที่น้ำตาลแตกตัวและเกิดสารประกอบใหม่ ทำให้เกิดสีเหลืองทอง สีน้ำตาลอ่อน ไปจนถึงสีน้ำตาลเข้ม พร้อมกลิ่นหอมเฉพาะคล้ายคาราเมล น้ำตาลไหม้ หรือกลิ่นหวานอบอุ่น หากควบคุมความร้อนได้ดี ขั้นตอนนี้จะช่วยเพิ่มกลิ่น สี และรสชาติให้กับผลิตภัณฑ์
นอกจากน้ำตาลแล้ว หากวัตถุดิบมีโปรตีนหรือกรดอะมิโนร่วมด้วย เช่น นม กะทิ ธัญพืช หรือวัตถุดิบจากพืชบางชนิด จะเกิดปฏิกิริยาอีกชนิดหนึ่งที่เรียกว่า Maillard Reaction หรือปฏิกิริยาเมลลาร์ด เป็นปฏิกิริยาระหว่างน้ำตาลกับกรดอะมิโนเมื่อได้รับความร้อน ทำให้เกิดสีน้ำตาลและกลิ่นหอมคล้ายของคั่ว อบ ย่าง หรือทอด ซึ่งเป็นกลิ่นที่ช่วยให้อาหารหรือผลิตภัณฑ์มีความน่ารับประทานมากขึ้น
แต่หากให้ความร้อนนานเกินไป หรือใช้ไฟแรงเกินไป ส่วนผสมอาจเข้าสู่ภาวะไหม้จริง หรือที่เรียกว่า Carbonization คือสารอินทรีย์ในวัตถุดิบถูกความร้อนสูงจนเปลี่ยนเป็นคาร์บอน ทำให้เกิดสีดำ กลิ่นไหม้ฉุน รสขม และอาจทำให้คุณภาพของผลิตภัณฑ์เสียไป ส่วนที่ไหม้มักจะติดก้นภาชนะ ทำให้เกิดกลิ่นและรสที่ไม่พึงประสงค์ปนไปกับส่วนผสมทั้งหมดได้
ดังนั้น กระบวนการเคี่ยวไหม้จึงเป็นการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากความร้อนอย่างต่อเนื่อง เริ่มตั้งแต่การระเหยของน้ำ การเข้มข้นของส่วนผสม การเกิดสีและกลิ่นจากน้ำตาลหรือโปรตีน ไปจนถึงการไหม้หากควบคุมความร้อนไม่เหมาะสม จุดสำคัญคือการควบคุมอุณหภูมิ ระยะเวลา และการคนอย่างสม่ำเสมอ เพื่อให้ได้กลิ่น สี และความเข้มข้นที่ต้องการ โดยไม่ปล่อยให้ส่วนผสมไหม้จนเกิดรสขมหรือกลิ่นเสียค่ะ
กระบวนการเคี่ยวไหม้ขึ้นกับอุณหภูมิ โดยน้ำตาลแต่ละชนิดจะมีอุณหภูมิที่เริ่มเกิดการเคี่ยวไหม้แตกต่างกัน สิ่งเจือปนที่อยู่ในน้ำตาลเช่นกากน้ำตาลจะทำให้ปฏิกิริยาเกิดได้เร็วขึ้น
อุณหภูมิที่เริ่มเกิดการเคี่ยวไหม้
1.ฟรักโทส อุณหภูมิที่ 105องศา
2.กาแล็กโทส อุณหภูมิที่ 160องศา
3.กลูโคส อุณหภูมิที่ 150องศา
4.ซูโครส อุณหภูมิที่ 170องศา
5.มอลโทส อุณหภูมิที่ 180องศา
กลไกการเกิดกระบวนการเคี่ยวไหม้
เมื่อน้ำตาล (เช่น ซูโครส) ได้รับความร้อน น้ำจะระเหยออกไป โครงสร้างน้ำตาลจะแตกตัว เกิดสารประกอบใหม่ ๆ เช่น ไดอะซิติล (Diacetyl – ให้กลิ่นเนย), เอทิลอะซิเตท (Ethyl acetate – ให้กลิ่นคล้ายผลไม้) และมอลทอล (Maltol – ให้กลิ่นคล้ายถั่วหรือขนมอบ)
ช่วงอุณหภูมิและการเปลี่ยนแปลง
กระบวนการนี้มีอุณหภูมิเป็นตัวกำหนดสีและรสชาติ โดยแบ่งเป็นระยะหลักๆ ดังนี้:
- ระยะต้น (อุณหภูมิ ≈160 องศา) น้ำตาลเริ่มละลาย เปลี่ยนเป็นของเหลวสีเหลืองทอง รสชาติหวานเบาๆ
- ระยะกลาง (อุณหภูมิ ≈170 องศา – 180องศา): สีเริ่มเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลอำพัน กลิ่นหอมชัดเจน เริ่มมีความหวานอมขม (นิยมนำไปทำคาราเมล)
- ระยะไหม้ (อุณหภูมิ ≈190 ขึ้นไป): สีเปลี่ยนเป็นน้ำตาลเข้มจัดจนเกือบดำ กลิ่นจะฉุนและมีรสขม
ยกตัวอย่างเช่น
การคั่วกาแฟ
อยากให้เห็นภาพว่าน้ำตาลพอโดนความร้อนไปถึงจุดหนึ่งแล้วมันเปรี้ยวได้
วันนี้จะเสริมอีกนิดว่าน้ำตาลในสารกาแฟบางส่วนก็ยังพากันไปเกิดปฏิกริยาเคมีอีกกลุ่มหนึ่งที่เรียกว่า Caramelization หรือการเกิดน้ำตาลคาราเมล ซึ่งเจ้าคาราเมลที่ว่านี้ก็จะมีกลิ่นเย้ายวนแบบน้ำตาลไหม้ มีความหนืดสูง สีสันแบบสีน้ำตาลเข้มอมแดง
Caramelization เกิดจากการสลายตัวเนื่องจากความร้อนของ Sucrose และ Polysaccharide ต่างๆแล้วจับตัวเป็นกลุ่มน้ำตาลหนืดๆที่มีสมบัติแบบ Polymer นักคั่วจะคุ้นกับกลิ่นหอมหวานของกาแฟเมื่อผ่านช่วง 180 C ไปแล้วได้ดีครับ กลิ่นนั้นแหละเป็นสัญญาณบอกถึง caramelization ซึ่งเมื่อการคั่วดำเนินต่อไปกลิ่นหวานก็จะเข้มข้นขึ้นไปอีก จากกลิ่นน้ำตาลใสๆ ก็เปลี่ยนเป็นกลิ่นน้ำผึ้ง ไปจนถึงกลิ่นคาราเมล แล้วถ้าคั่วเข้มคั่วลึกจนเกินเบอร์ กลิ่นหอมหวานก็อาจอันตรธานหายไปกลายเป็นกลิ่นยางไหม้ฉุนเสียดแทง แปลว่าคาราเมลดีๆไม่มีเหลือแล้ว
Caramelization เกิดได้เองโดยไม่ต้องอาศัย amino acid อย่าง Maillard แค่น้ำตาลร้อนได้ที่ในภาวะที่ค่อนข้างแห้ง (ไม่มีน้ำ) ก็เกิดปฏิกริยาแล้ว
ประโยชน์และการนำไปใช้
กระบวนการนี้เป็นหัวใจสำคัญที่ให้ทั้งสีสัน กลิ่น และรสชาติที่น่ารับประทานในอาหารหลายชนิด:
- การทำขนมและของหวาน: ใช้ทำคาราเมล ซอสราดหน้าพุดดิ้ง (Flan) และท็อฟฟี่
- การทำอาหารคาว: การทำสตูว์หัวหอม (French Onion Soup) ที่เกิดการเคี่ยวจนหัวหอมหวานและเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาล
- อุตสาหกรรมเครื่องดื่ม: เป็นส่วนประกอบหลักในการแต่งสีและกลิ่นของกาแฟ, เบียร์ดำ, และโคล่า
สนใจติดต่อ เวิลด์เคมีคอล กรุ๊ป ผู้นําด้านการจําหน่ายและนำเข้า สารเคมีภัณฑ์ เคมีภัณฑ์อุตสาหกรรม ขนาดใหญ่ และ ขนาดย่อม ประเภท เคมีอุตสาหกรรม เคมีทําความสะอาด เคมีสระว่ายน้ำ เคมีบำบัดน้ำ เคมีงานปั้น-งานหล่อ เคมีอาหาร กลิ่น สารสกัด สี น้ำหอม เคมีเครื่องสำอาง อาทิ กลีเซอรีน โซดาไฟเกล็ด โซเดียมเมต้าไบซัลไฟต์ เอทิลแอลกอฮอล์ ฯลฯ สารพัดด้านเคมี เวิลด์เคมิคอล กรุ๊ป พร้อมให้บริการและให้ปรึกษากับลูกค้าทุกท่าน
สนใจสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่
Line ID : @worldchemical
Facebook : https://www.facebook.com/chemical.chiangmai
เว็บไซต์ : www.worldchemical.co.th
โทร : 053 204 446-7