Сахар на самом деле не плавится, а распадается

Маленькая кастрюлька стоит на плите в солнечной кухне, а в ней горка белого сахара. Включите слабый огонь и подождите. Какое-то время ничего не происходит. Потом кристаллы по краям становятся стеклянными, прозрачный сироп расползается по дну, медленно густеет до золотистого, а затем до янтарного цвета, и кухня наполняется запахом ириски. Кажется, это самое обычное дело на кухне: сахар плавится. Но, по словам специалистов по пищевой химии из Иллинойсского университета, он вовсе не плавится, во всяком случае не так, как тает лёд. Сахар распадается.

Что часто понимают неправильно

Мы обычно говорим о сахаре так, будто он похож на лёд или сливочное масло: нагрей до нужной температуры, и он просто превратится из твёрдого в жидкий, оставаясь тем же веществом. В научных таблицах даже указана температура плавления столового сахара, который химики называют сахарозой. Настоящее плавление действительно так и устроено. Оно происходит при одной постоянной температуре, как быстро ни нагревай, и жидкость химически та же, что и твёрдое вещество. Растопите лёд — получите воду, заморозьте воду — и лёд вернётся.

Сахар ведёт себя иначе. В 2011 году специалист по пищевой химии Шелли Шмидт и её аспирант Джу Вон Ли сообщили, что то, что выглядит как плавление, на самом деле термическое разложение: жар разбивает молекулы сахара на другие вещества, и кристаллы рушатся, пока молекулы распадаются. Они дали этому новое имя — кажущееся плавление — и показали, что глюкоза и фруктоза, два других распространённых сахара, ведут себя так же.

Как учёные это поймали

Первой подсказкой стало число, которое никак не хотело стоять на месте. Опубликованные температуры плавления сахарозы сильно различались, и учёные долго списывали это на примеси или на разницу между приборами. Команда из Иллинойса выяснила другое: температура зависела от того, насколько быстро нагревают сахар. Нагреете быстро — он будто плавится при одной температуре, нагреете медленно — сдаётся при другой. Настоящей температуре плавления скорость безразлична.

Потом они проверили, чем на самом деле была жидкость. С помощью метода, который разделяет и измеряет каждое вещество в образце, они изучили сахарозу в тот момент, когда она только начинала становиться жидкой. Продукты распада, в том числе глюкоза и соединение под названием 5-ГМФ, уже были там. Когда же сахар держали при постоянной, более низкой температуре, первые продукты распада появились примерно через 50 минут, а затем кристаллы сдались намного ниже той температуры, которую обычно называют температурой плавления сахара. Оказалось, что время может сделать работу жара.

Не всем понравилось, как были описаны результаты. В 2012 году группа из девяти учёных опубликовала в том же журнале комментарий к этой работе, а команда из Иллинойса ответила длинным ответом, так что специалисты до сих пор спорят, как лучше это сформулировать. А само исследование добавило свой поворот: нагревая очень быстро, быстрее, чем сахар успевал распасться, команда добилась настоящего плавления фруктозы.

Почему это важно на вашей кухне

Для поваров эта идея тихо полезна. Если карамель получается из распада сахара, а не из достижения одной волшебной температуры, значит, время и жар работают вместе. Шмидт отметила, что одни новые вкусовые соединения дают насыщенный карамельный вкус, а другие — горелый или горький, и что если держать сахар при более низкой температуре дольше, можно получить больше приятных, примерно так же, как молочные заводы нагревают молоко до заданной температуры на заданное время. Так что в следующий раз, когда содержимое кастрюльки станет янтарным, вы увидите не плавление сахара. Вы увидите, как он становится чем-то новым.