آب نبات چوبی دوست داشتنی: شیمی چیزهای شیرین

امروز، 20 ژوئیه، ظاهراً روز ملی آب نبات چوبی در ایالات متحده است، و اخبار کلی این است که… *دست تکان می دهد*، بنابراین بهانه خوبی برای نوشتن چیزی با تعداد زیادی عکس از شیرینی های رنگارنگ است، درست است؟ به علاوه، شکر!

ایده قرار دادن چیزهای شیرین روی چوب برای نگه داشتن و خوردن یک ایده باستانی است. انسان های اولیه احتمالاً از چوب برای جمع آوری عسل از کندوها استفاده می کردند. بعدها، چینی ها، مصری ها و مردم خاورمیانه، میوه ها و آجیل ها را در عسل فرو می کردند و از چوب استفاده می کردند تا راحت تر بخورند.

در قرن هفدهم، شیرینی‌های شکری پخته شده در انگلستان ساخته می‌شدند و مجدداً برای آسان‌تر غذا خوردن، چوب‌هایی در آن قرار می‌دادند. ممکن است نام “آب نبات چوبی” از اینجا سرچشمه گرفته باشد، زیرا “آب نبات چوبی” یک کلمه گویش برای زبان است. بعدها، در دوران جنگ داخلی آمریکا (اوایل دهه 1860)، برخی منابع می گویند که آب نبات های سخت روی نوک مداد برای کودکان قرار می گرفت. در سال 1931، یک آمریکایی به نام جورج اسمیت شروع به ساختن آب نبات های سفت روی چوب کرد و نام تجاری آب نبات چوبی را به خود اختصاص داد – اما طبق گزارش ها او این نام را از اسب مسابقه ای به نام “لولی پاپ” گرفته است.

تاریخ بس است، برسیم به شیمی! آب نبات چوبی از شکر، با رنگ ها و طعم های اضافه ساخته شده است. قبلاً در مورد شکر صحبت کرده‌ام، و همیشه باید به خاطر داشت که ما تمایل داریم این کلمه را نسبتاً آزادانه در گفتار روزمره استفاده کنیم.

بیش از یک نوع قند وجود دارد: به ویژه، سه نوع قند که احتمالاً بیشتر آشنا هستند عبارتند از گلوکز، فروکتوز و ساکارز. گلوکز یک قند ساده است و ممکن است از معادلات فتوسنتز و تنفس به یاد بیاورید. این برای زندگی ضروری است و اگر سطح گلوکز خون شما خیلی پایین بیاید، به سرعت با مشکل جدی مواجه می شوید (فقط از یک دیابتی بپرسید).

مانند گلوکز، فروکتوز یک مونوساکارید (ساده ترین شکل قند) است و اغلب به آن “شکر میوه” می گویند زیرا، حدس بزنید، در میوه ها رایج است. ساکارز چیزی است که ما به عنوان “قند سفره” می شناسیم و یک دی ساکارید است که از یک واحد گلوکز به یک واحد فروکتوز متصل شده است. ساکارز در بدن به گلوکز و فروکتوز تجزیه می شود.

ماده اولیه آب نبات چوبی معمولا ساکارز است که می توان آن را متقاعد کرد (در عرض یک دقیقه) به خوبی سفت شود و سطحی سخت و براق ایجاد کند. با این حال، آب نبات چوبی تجاری اغلب شامل شربت ذرت یا شربت گلوکز است که حاوی الیگوساکاریدها است: مولکول های قند بزرگتر که از تعدادی مولکول قند ساده به هم متصل شده اند. به طور معمول، همانطور که از نام “شربت گلوکز” ممکن است نشان دهد، این مولکول ها حاوی واحدهای گلوکز هستند.

در اینجا لازم به ذکر است که شربت ذرت/شربت گلوکز همان “شربت ذرت با فروکتوز بالا” یا HFCS نیست که در آن مولکول های گلوکز به فروکتوز تبدیل شده اند. این محصول ارزان، شیرین و استفاده تجاری آسان است، اما بحث برانگیز نیز هست. مصرف بیش از حد با چاقی و بیماری کبد چرب غیر الکلی مرتبط است، اگرچه شواهد واقعی ضعیف است: یک بررسی سیستماتیک در سال 2014 به این نتیجه رسید که شواهد کمی وجود دارد که بدتر از سایر اشکال قند است. این واقعاً یک مشکل کمیت است: برای تولیدکنندگان مواد غذایی آسان و ارزان است که HFCS را در غذاها و نوشیدنی ها بریزند، و البته طعم آن خوشمزه است، بنابراین در نتیجه مصرف کنندگان در نهایت بیش از حد از این مواد را می خورند. به طور خلاصه: آب و میوه بیشتر، کیک و نوشابه های گازدار کمتر.

اما با انجام کار اجباری “سالم غذا خوردن”، یک آبنبات چوبی ضرری ندارد، درست است؟ پس برگردیم به آن…

هنگامی که شکر سرد می شود، دو نوع جامد مختلف را تشکیل می دهد: کریستالی و آمورف شیشه ای (که گاهی اوقات به عنوان جامد آمورف توصیف می شود). اکنون، ممکن است تصور کنید که شکر به‌عنوان یک جامد کریستالی در شیرینی‌ها/آب نبات‌های سخت یافت می‌شود، اما، نه – بیشتر در چیزهای نرم مانند فاج و فوندانت، که حاوی کریستال‌های بسیار ریز زیادی هستند، یافت می‌شود که همیشه کمی دانه‌ریز می‌شود. بافت (یک استثناء آب نبات سنگی است که در آن شکر تشویق می شود تا کریستال های بزرگی تشکیل دهد.)

از طرف دیگر شکل آمورف شیشه ای شکر می تواند به معنای واقعی کلمه مانند شیشه باشد: سخت، شکننده و شفاف. در واقع، “شیشه قند” در گذشته برای ساختن پنجره ها، بطری ها و غیره برای جلوه های ویژه در فیلم و تلویزیون استفاده می شده است، زیرا احتمال آسیب رساندن به آن بسیار کمتر از شیشه “واقعی” است. با این حال، بسیار شکننده و مرطوب است (به این معنی که آب را جذب می کند و باعث نرم شدن آن در طول زمان می شود) بنابراین این روزها تا حد زیادی با رزین های مصنوعی جایگزین شده است.

شکل آمورف شیشه ای شکر با شروع با محلول قند 50% که حاوی یک بازدارنده نیز می باشد، به دست می آید تا از تشکیل خود به خود کریستال ها جلوگیری شود. مهار کننده های رایج عبارتند از شربت ذرت که قبلاً ذکر کردم، یا کرم تارتار (بی تارتارات پتاسیم)، عسل یا کره.

اینکه دقیقاً از چه چیزی استفاده می‌کنید به دستور غذا بستگی دارد، اما همه آنها اساساً یک کار را انجام می‌دهند، یعنی سد راه مولکول‌های گلوکز می‌شوند و از نظم دادن آنها به یک ساختار منظم (کریستالی) جلوگیری می‌کنند. مخلوط تا دمای بالا (حدود 155) گرم می شود ^oج) تا زمانی که تقریباً تمام آب تبخیر شود – آب نبات نهایی فقط حدود 1-2٪ آب خواهد داشت – و سپس تا زمانی که انتقال شیشه ای رخ دهد خنک شود.

این بیت هوشمندانه است و تنها در صورتی اتفاق می‌افتد که از کریستالیزاسیون جلوگیری شود (بلورهای دیگری به جای آن تشکیل می‌شوند). انتقال شیشه ای در حدود 100-150 اتفاق می افتد ^oC زیر نقطه ذوب ماده خالص. به عنوان مثال، نقطه ذوب ساکارز خالص 186 است ^oC، اما در حدود 60 تحت انتقال شیشه ای قرار می گیرد ^oسی.

انتقال شیشه ای یک تغییر برگشت پذیر است، که ممکن است (اگر من به طور کلی از این مفهوم خوشم نمی آمد) آن را تغییر فیزیکی بنامیم. این یک تغییر فاز است که در آن مخلوط شکر از مایع به جامد تغییر می‌کند، اما با کریستالیزاسیون متفاوت است، زیرا به جای اینکه مولکول‌ها مرتب‌تر شوند، به سادگی در موقعیت‌های مایع و تصادفی خود «یخ می‌زنند». (برای ثبت، نشان دادن این به شکل نمودار به طرز آزاردهنده ای دشوار است.)

ساختارهای جامد آمورف گاهی اوقات “مایعات فوق سرد” نامیده می شوند. این اشتباه نیست، اما شخصاً فکر می‌کنم مفید نیست (و می‌تواند منجر به ایجاد مزخرف در مورد جریان بسیار آهسته شیشه در طول زمان شود). پس از خنک شدن و سفت شدن، شیشه، چه شیشه پنجره و چه شیشه شکر، مطلقاً مایع نیست. جامد است

البته برای تهیه آب نبات چوبی انواع رنگ و طعم نیز به مخلوط اضافه می شود و گاهی اوقات بیش از یک مخلوط برای ایجاد جلوه های پیچیده و لایه ای استفاده می شود. حتی آب نبات چوبی دارویی وجود دارد که برای مثال حاوی مسکن قوی فنتانیل است – ایده این است که بیمار می تواند در صورت نیاز دوز را به تدریج تجویز کند.

که مرا به پایان می رساند. روز ملی آب نبات چوبی مبارک! موارد مورد علاقه من Chupa Chups هستند – اگر از این لذت برده اید، چطور می توانید به Ko-fi بروید تا بتوانم انبار کنم؟ و اگر شیرینی می خورید، به یاد داشته باشید که دندان های خود را تمیز کنید!

---

اگر از خانه درس می خوانید، آیا تا به حال شیمیدان جیبی خود را گرفته اید؟ چرا یکی را نگیرید؟ این یک ابزار بسیار مفید است، و با خرید آن از این سایت پشتیبانی خواهید کرد – برد-برد است!

صفحه فیس بوک Chronicle Flask را برای به روز رسانی های منظم لایک کنید یا دنبال کنید @potassium-nitrate.ir در توییتر. محتوا © Kat Day 2020 است. می‌توانید هر چیزی را در اینجا به اشتراک بگذارید یا به آن پیوند دهید، اما در صورت انجام باید به این سایت مراجعه کنید. اگر از خواندن وبلاگ من لذت می برید، و به خصوص اگر از اطلاعاتی که در اینجا پیدا کرده اید برای نوشتن قطعه ای استفاده می کنید که بابت آن پولی به شما پرداخت می شود، لطفاً با استفاده از دکمه زیر برای من یک قهوه از طریق Ko-fi بخرید.