Para mí, el epítome de la alquimia de los fogones es hacer caramelo con azúcar de mesa. Empiezas con sacarosa refinada, pura dulzura cristalina, la pones en una sartén sola y enciendes el fuego. Cuando el azúcar sube a más de 320°F/160°C, los cristales sólidos empiezan a fundirse en un jarabe incoloro. Luego, otros 10 o 20 grados por encima de eso, el jarabe comienza a volverse marrón, emite un rico y apetitoso aroma, y añade acidez y sabor y amargura a su dulzura original.
Esa es la magia de la cocina de frente: a partir de una molécula inodora, incolora y simplemente dulce, el calor crea cientos de moléculas diferentes, algunas aromáticas y otras sabrosas y algunas coloreadas.
¿Cómo convierte el calor el azúcar en caramelo? El calor es un tipo de energía que hace que los átomos y las moléculas se muevan más rápido. En el azúcar de mesa a temperatura ambiente, las moléculas de sacarosa están agitadas, pero se mantienen en su sitio, sujetas por las fuerzas de atracción de sus vecinas. A medida que el azúcar se calienta en la sartén, sus moléculas se vuelven cada vez más inquietas, hasta el punto de que su nerviosismo supera las fuerzas de atracción y pueden saltar de un conjunto de vecinos a otro. Los cristales sólidos se convierten así en un líquido que fluye libremente. A continuación, a medida que la temperatura de las moléculas de azúcar sigue aumentando, la fuerza de su agitación y sus saltos se hace más fuerte que las fuerzas que mantienen unidos a sus propios átomos. Las moléculas se rompen en fragmentos, y los fragmentos chocan entre sí con la suficiente fuerza como para formar nuevas moléculas.
Eso es lo que he pensado durante muchos años, junto con la mayoría de los cocineros y pasteleros y químicos de los carbohidratos: el calor derrite el azúcar, y luego comienza a romperlo y a crear la deliciosa mezcla que llamamos caramelo.
Y todos nos hemos equivocado.
Resulta que, estrictamente hablando, el azúcar no se derrite en realidad. Y puede caramelizarse mientras está sólido. Así lo demostraron la química Shelly Schmidt y sus colegas de la Universidad de Illinois en estudios publicados el año pasado.
¡Es consternante pensar que tantos pudieran estar tan equivocados durante tanto tiempo sobre un ingrediente y un proceso tan básicos! Pero también es una rara oportunidad para repensar las posibilidades de lo básico. Aquí hay un plato lleno de posibilidades; desplácese hacia abajo para ver más.
El grupo del profesor Schmidt hizo su descubrimiento cuando trató de precisar el punto de fusión de la sacarosa. Las cifras que aparecen en la literatura técnica varían mucho, y no estaba claro por qué.
El punto de fusión de una sustancia es la temperatura a la que pasa de sólido a líquido manteniendo su identidad química. Cuando el hielo sólido se convierte en agua líquida, por ejemplo, las moléculas de H2O se mueven lo suficientemente rápido como para escapar de las fuerzas de atracción de sus vecinas, pero siguen siendo H2O. Y no importa lo rápido que se caliente la sustancia: el punto de fusión es el mismo. El hielo se funde a 32°F/0°C. Siempre.
Tras un cuidadoso análisis, el profesor Schmidt descubrió que siempre que el azúcar se calienta lo suficiente como para pasar de sólido a líquido, algunas de sus moléculas también se rompen. Así que la sacarosa no tiene un punto de fusión real. En cambio, tiene un rango de temperaturas en el que sus moléculas son lo suficientemente energéticas como para separarse de sus vecinas, y un rango en el que las moléculas se separan y forman otras nuevas. Y estos dos rangos se superponen. Cuando el azúcar se calienta lo suficiente como para licuarse, también se descompone y se convierte en caramelo. Pero empieza a descomponerse incluso antes de empezar a licuarse. Y cuanto más se descomponga el azúcar mientras aún está sólido, menor será la temperatura a la que se licuará.
Cuando hacemos caramelo de pie en la estufa, usamos calor alto para licuar y luego dorar el azúcar en unos pocos minutos, y la temperatura de licuación puede ser de más de 380 °F/190 °C. Pero el grupo del profesor Schmidt descubrió que cuando aumentaron el calor lentamente, en el transcurso de una hora, para que se produzca una descomposición química significativa antes de que la estructura sólida ceda, el azúcar se licuó a 290 °F/145 °C.
Hice los azúcares caramelizados de estas fotos poniendo los cristales y los cubos en mi horno de gas a unos 250 °F/125 °C, protegiéndolos con papel de aluminio por encima y por debajo para evitar las temperaturas extremas del elemento calefactor cíclico, y dejándolos allí toda la noche y más tiempo. En los cristales de azúcar grandes, que conseguí en un mercado chino, está claro que la descomposición y caramelización es más rápida en el centro. Esto puede deberse a que en el centro se concentran las impurezas a medida que se hacen los cristales, y las impurezas entonces ponen en marcha el proceso de descomposición.
Los fabricantes de caramelo saben desde hace tiempo que, como ocurre en la mayoría de los tipos de cocción, la clave de la caramelización es la combinación de temperatura y tiempo de cocción. Pero las temperaturas han sido típicamente muy altas, los tiempos medidos en minutos. Ahora sabemos que se puede caramelizar a baja temperatura y muy lentamente y obtener algo diferente. La descomposición del azúcar se produce incluso a temperaturas ambiente de almacenamiento, aunque la decoloración y el cambio de sabor tardan meses en ser perceptibles. Para un fabricante se trata de un deterioro indeseable. Pero para un cocinero en busca de ingredientes interesantes, podría ser un envejecimiento deseable.
En un seguimiento de sus informes científicos iniciales, la profesora Schmidt escribió en Manufacturing Confectioner que
desde un punto de vista práctico, la caramelización puede pensarse como el oscurecimiento de la sacarosa mediante la aplicación de calor durante un tiempo. Por lo tanto, puede ser posible controlar mejor la reacción de caramelización mediante la identificación de las condiciones de tiempo y temperatura que optimizan la producción de compuestos de sabores de caramelo deseables, mientras que minimizan los indeseables. Los fabricantes de productos de confitería y los artesanos del azúcar, armados con este nuevo conocimiento científico, pueden ser capaces de impulsar su oficio en direcciones imprevisibles.
Por ejemplo: azúcar envejecido, azúcar tostado, cristales de centro de caramelo. Que empiece el empuje!
Schmidt, S.J. Exploring the sucrose-water state diagram. Manufacturing Confectioner, January 2012, 79-89.
Lee, J. W. et al. Investigation of the heating rate dependency associated with the loss of crystalline structure in sucrose, glucose, and fructose using a thermal analysis approach (Part I). J Agric. Food Chemistry 2011, 59: 684-701.
Lee, J. W. et al. Investigación de la descomposición térmica como el proceso cinético que causa la pérdida de la estructura cristalina en la sacarosa utilizando un enfoque de análisis químico (Parte II). J. Agric. Food Chemistry 2011, 59: 702-12.