Karamellisierung einfach erklärt

Was Karamellisierung bedeutet

Karamellisierung ist das Bräunen von Zucker durch Hitze, ohne Beteiligung von Eiweiß. Aus farblosem Zucker entstehen braune Farbstoffe und Aromastoffe, die buttrig, nussig und – je dunkler, desto bitterer – schmecken. Wie die Maillard-Reaktion ist sie eine nicht-enzymatische Bräunung, aber die Maillard-Reaktion braucht Aminosäuren und Zucker, während bei der Karamellisierung nur Zucker beteiligt ist (American Society of Baking; University of Guelph).

Die Bräunung bei angebratenem Fleisch ist die Maillard-Reaktion, nicht die Karamellisierung (Encyclopedia of Food and Culture). Weiche Karamellbonbons können durch beide Prozesse entstehen: Wird Zucker mit Sahne gekocht, kommt es zur Maillard-Bräunung (Exploratorium); bei anderen Rezepten wird erst der Zucker karamellisiert und dann Sahne hinzugefügt. ThermoWorks beschreibt diese zweite Methode, bei der der Zucker auf 177 °C (350 °F) erhitzt wird, bevor die Sahne dazu kommt und das Ganze bei 120 °C (248 °F) fertig gekocht wird.

Die Chemie einfach erklärt

Hitze schmilzt Saccharose (Haushaltszucker) nicht einfach, sondern lässt sie zerfallen. Forschende der University of Illinois fanden heraus, dass die Kristalle aufgeben, weil die Moleküle bereits zerfallen – sie nannten das „scheinbares Schmelzen“. Die Temperatur, bei der das passiert, hängt von der Heizgeschwindigkeit ab; Glukose und Fruktose verhalten sich ähnlich. Zerfallsprodukte wie Glukose und Hydroxymethylfurfural (HMF) entstehen, sobald die Kristalle zusammenbrechen. Da der Zerfall von Zeit und Temperatur abhängt, kann Zucker auch deutlich unter dem üblichen Schmelzpunkt karamellisieren, wenn er lange genug erhitzt wird.

Sobald Zucker zerfällt, laufen viele Reaktionen gleichzeitig ab (University of Guelph):

• Spaltung: Saccharose zerfällt in ihre beiden Bestandteile Glukose und Fruktose – dieser Schritt heißt Inversion.
• Wasserverlust: Die Zucker kondensieren und dehydrieren, dabei wird Wasser abgegeben.
• Zerfall: Mit sinkendem Wassergehalt zerfallen die Moleküle in kleine, flüchtige Aromastoffe. Diacetyl sorgt für einen buttrigen, Toffee-artigen Geschmack, Furane schmecken nussig.
• Aufbau: Andere Bruchstücke verbinden sich zu großen braunen Polymeren wie Caramelane, Caramelenen und Caramelinen, die dem Karamell seine Farbe geben.

Fertiger Karamell enthält Spuren von bis zu etwa hundert süßen, sauren und bitteren Verbindungen (Encyclopedia of Food and Culture), und die Wissenschaft kennt noch nicht alle Schritte im Detail (Exploratorium).

Wann verschiedene Zuckerarten karamellisieren

Jede Zuckerart beginnt bei einer anderen Temperatur zu bräunen. Diese Werte sind ungefähre Startpunkte, keine Schmelzpunkte: Der Beginn sinkt, wenn Zucker länger erhitzt wird, verschiebt sich durch pH-Wert und andere Zutaten und variiert je nach Quelle (University of Illinois; University of Guelph).

In der Praxis bräunt fruktosereicher Honig schneller und dunkler als Haushaltszucker (Encyclopedia of Food and Culture; American Society of Baking).

Farb- und Geschmacksstufen von Karamell

Wenn Saccharose karamellisiert, verändert sich die Farbe von klar zu goldgelb, bernsteinfarben, dunkelbraun und schließlich schwarz. Der Geschmack folgt der Farbe: Zu heller Karamell schmeckt fade, zu dunkler Karamell verbrannt und bitter (King Arthur Baking). Die veröffentlichten Temperaturen für jede Farbe unterscheiden sich oft um 10 °C (18 °F) oder mehr – verlasse dich also neben dem Thermometer auch auf Farbe und Geruch.

NIST setzt die gesamte Karamellphase auf 160–182 °C (320–360 °F), von hellgolden bis dunkel bernsteinbraun. America’s Test Kitchen nimmt den Salzkaramell-Sirup bei 177 °C (350 °F) vom Herd, wenn er bernsteinfarben ist. Nimm den Topf kurz vor Erreichen der gewünschten Farbe vom Herd, denn der Karamell gart im heißen Topf noch nach (King Arthur Baking).

Trockener Karamell vs. nasser Karamell

Trockener Karamell ist purer Zucker, der ohne weitere Zutaten erhitzt wird – am besten in einer weiten, flachen Pfanne. Diese Methode geht schneller, ist aber schwerer zu kontrollieren, da der Zucker sehr schnell Farbe annimmt und leicht verbrennt. Verwende niedrige bis mittlere Hitze, verteile den Zucker gleichmäßig und bewege ihn beim Schmelzen vorsichtig mit einem Silikonspatel (King Arthur Baking).

Nasser Karamell beginnt mit Zucker, der in Wasser gelöst wird. Das dauert länger und brennt weniger leicht an – daher empfiehlt King Arthur Baking diese Methode für Einsteiger. Das Wasser muss erst verdampfen, bevor der Zucker bräunt: Der Sirup durchläuft Faden-, Ballen- und Bruchstufen und färbt sich erst, wenn fast kein Wasser mehr übrig ist, bei etwa 160 °C (320 °F) (Exploratorium). Die komplette Temperaturtabelle findest du im Guide zu Zuckersirup-Stufen.

Wie Säure und Alkalität die Karamellisierung beeinflussen

Laut University of Guelph läuft die Karamellisierung am langsamsten im neutralen Bereich (pH 7) und wird in stark sauren (unter pH 3) und stark alkalischen (über pH 9) Bedingungen schneller. Die American Society of Baking sieht die langsamste Reaktion ebenfalls bei pH 7 und die schnellste unter sauren Bedingungen, geht aber nicht auf alkalische ein.

In der Küche spielt Säure vor allem durch die Inversion eine Rolle: Ein wenig Zitronensaft oder Weinstein spaltet einen Teil der Saccharose in Glukose und Fruktose, was große Kristalle verhindert (Exploratorium) und Zucker liefert, die bei niedrigeren Temperaturen bräunen (University of Guelph). Die bekannteste Bräunungswirkung von Natron betrifft die Maillard-Reaktion; mehr dazu im Maillard-Reaktions-Guide.

Wie du Karamell vor Anbrennen oder Kristallisation schützt

So vermeidest du Anbrennen

• Verwende einen schweren, hellen Topf, damit du die Farbe gut erkennen kannst (King Arthur Baking).
• Halte die Hitze moderat und bleib am Herd, denn Karamell wird von Bernstein zu verbrannt sehr schnell; reduziere die Hitze, sobald der Karamell goldgelb ist, um das Nachdunkeln zu verlangsamen (America’s Test Kitchen).
• Um das Kochen sofort zu stoppen, stelle den Topfboden in Eiswasser (King Arthur Baking).
• Erwärme Sahne oder Butter vor dem Zugeben, gib sie langsam und abseits der Hitze dazu und rechne mit Aufschäumen. Bei Verbrennungen: Die betroffene Stelle 20 Minuten unter kühles, fließendes Wasser halten und nichts entfernen, was an der Haut klebt. Bei größeren oder tiefen Verbrennungen sofort ärztliche Hilfe holen (NHS).

So verhinderst du Kristallisation

• Gib den Zucker in die Mitte des Topfes, damit keine trockenen Körner am Rand kleben bleiben (America’s Test Kitchen).
• Bei einfachem Zucker-Wasser-Sirup nur rühren, bis sich der Zucker gelöst hat. Sobald es kocht, schwenke den Topf statt zu rühren, da Bewegung Kristallbildung auslösen kann (King Arthur Baking; Exploratorium). Folge dem Rezept, sobald Milchprodukte dazu kommen: Mischungen mit Milchprodukten müssen oft ständig gerührt werden, damit sie nicht anbrennen, wie bei King Arthur Baking’s Mom’s Caramels.
• Wasche Zuckerkristalle am Rand mit einem feuchten Backpinsel ab oder decke den Topf kurz ab, damit der Dampf sie löst (King Arthur Baking).
• Füge eine störende Zutat hinzu. Glukose- oder Maissirup, Honig, Butter oder eine Säure wie Weinstein oder Zitronensaft verhindern die Kristallbildung von Saccharose (Exploratorium; King Arthur Baking).

Karamellisierung vs. Maillard-Reaktion

Beide Reaktionen bräunen Lebensmittel und sorgen für Geschmack – und können im selben Gericht auftreten. Karamellisierung braucht nur Zucker und hohe Hitze. Die Maillard-Reaktion benötigt reduzierende Zucker plus Aminosäuren aus Eiweiß, läuft schon bei viel niedrigeren Temperaturen ab und sorgt für die gerösteten, herzhaften Aromen von Brotkruste, gebratenem Fleisch, Kaffee und gerösteten Nüssen (University of Guelph; Exploratorium; University of Richmond). Eine direkte Vergleichstabelle zu Zutaten, Temperaturen, Feuchtigkeit und pH findest du unter Maillard-Reaktion vs. Karamellisierung.

Bewahre deine Karamellrezepte an einem Ort auf

CookBook speichert Rezepte von Websites, Social Media, Fotos und Kochbüchern und hält sie übersichtlich zusammen – so findest du Karamellsauce, Krokant und Crème Caramel immer nebeneinander. Im Kochmodus kannst du Portionen und das Maßsystem anpassen. Die Zutatenmengen werden skaliert, aber die Kochzeiten nicht – beurteile Karamell daher immer nach Farbe und Temperatur, nicht nach Uhrzeit. Sieh dir an, wie du Rezepte hinzufügst und importierst.

Quellen

• NHS: Burns and scalds
• King Arthur Baking: Mom’s Caramels
• ThermoWorks: Homemade Christmas caramels
• University of Illinois (Illinois Experts): Investigation of thermal decomposition as the kinetic process that causes the loss of crystalline structure in sucrose (Part II), Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2011
• ScienceDaily (University of Illinois College of ACES release): Sugar doesn’t melt, it decomposes, scientists demonstrate
• University of Guelph, Department of Food Science (Rogers Lab): Caramelization and Maillard reaction
• American Society of Baking (BAKERpedia): Caramelization
• NIST: Metric kitchen, culinary temperature
• Exploratorium: Sugar stages
• Exploratorium: Science of candy, caramelization and caramels
• Exploratorium: What is sugar?
• Encyclopedia of Food and Culture (Encyclopedia.com): Karamellisierung
• King Arthur Baking: How to make caramel
• America’s Test Kitchen: Salted caramels
• University of Richmond, Chemistry of Cooking: Guided inquiry activity 17, browning reactions (Wiley, 2016)