Saccharose-opvarmning: Forbrændning, smeltning & nedbrydning forklaret

Hvis saccharose (C12H22O11) opvarmes hurtigt (dvs. brændes), forbrænder den fuldstændigt. Kulstof-atomerne reagerer med ilt for at danne kuldioxid (CO2) og vand (H2O). Hvis saccharose opvarmes gradvist i luft, går den gennem en kompleks proces fra smeltning til nedbrydning.

Smeltning

Først, ved gradvis opvarmning, smelter saccharose til en klar væske og brydes ned for at danne glucose (C6H12O6) og fructose (C6H12O6).

Nedbrydning

Når temperaturen stiger, begynder glucose- og fructose-molekylerne at miste vand (dehydrere) og så begynder bindingerne mellem kulstof-atomerne at bryde. Brydningen af kulstof-bindingerne i molekylet er delvist oxidativ og delvist degraderende.

Oxidation

Oxidation er en reaktion, hvor atomerne i et element mister elektroner, og elementets valens er tilsvarende forøget. Glucose- og fructose-molekylerne, der dannes ved den indledende opvarmning af saccharose, reagerer med hinanden i en oxidations-reaktion for at danne karamellan (C12H18O9), karamelen (C36H50O25) og karamelin (gennemsnitlig molekylær formel C125H188O80).

Degradering

Degradering er nedbrydningen af en forbindelse i stadier, der viser veldefinerede intermediære produkter. Degraderings-produkterne fra opvarmning af saccharose inkluderer diacetyl (2,3-butandion) og maltol og mange estere, laktoner og furaner.

Karamellisering

Karamellisering sker under nedbrydningen. De dannede molekyler opløses i den smeltede saccharose og skaber en klar, lysbrun sirup. Hvis opvarmningen fortsætter, vil der være yderligere sammensætning til en bitter smagende blanding.

Endeligt produkt

Fortsat opvarmning langt ud over karamellisering vil producere kul forurenet med spor af nedbrydnings-produkter.