کشمکش رطوبت‌گیرها: شکر چگونه با دزدیدن آب از گلوتن، کیکی لطیف می‌پزد

شکر با عمل کردن به عنوان یک اسفنج میکروسکوپی که با ولع تمام آب را احتکار می‌کند، کیک را مرطوب نگه می‌دارد و آرد را از رطوبتی که برای ساختن شبکه‌های سفت و کشسان نیاز دارد، محروم می‌کند. ساکارز با حبس کردن این رطوبت در طول پخت، مانع از تورم زودهنگام نشاسته‌ها می‌شود و جلوی تشکیل شبکه‌های سخت گلوتن را می‌گیرد تا در نهایت بافتی نرم و لطیف برای کیک شما به جا بگذارد.[4][9]

وقتی چاقو را در یک کیک اسفنجی ویکتوریای بی‌نقص یا یک کیک شکلاتی غنی فرو می‌برید، تیغه چاقو به نرمی از میان ساختاری عبور می‌کند که به طرز غیرممکنی ظریف به نظر می‌رسد. آن بافتی که در دهان آب می‌شود، حاصل تصادف یا زمان‌سنج فر نیست؛ بلکه نتیجه یک رقابت شیمیایی نفس‌گیر است که در دمای ۳۵۰ درجه فارنهایت رخ می‌دهد.[9]

درون کاسه همزن، سه ماده اصلی برای به دست آوردن مقدار محدودی مایع با هم می‌جنگند. آرد گندم، نشاسته و پروتئین‌های سازنده گلوتن را به میدان می‌آورد، در حالی که ساکارز — همان شکر سفید معمولی — به عنوان یک برهم‌زننده قهار وارد بازی می‌شود.[6]

ساکارز به شدت جاذب رطوبت (هیگروسکوپیک) است، به این معنی که مولکول‌های آب را با میل شیمیایی شدیدی جذب کرده و به هم متصل می‌کند. بر اساس تحلیل فنی آکادمی نانوایی پوراتوس (Puratos) در سال ۲۰۲۶، این ظرفیت جذب آب یکی از هفت عملکرد کلیدی شکر است که فراتر از شیرین کردن، معماری بافت کیک را به طور بنیادین دیکته می‌کند.[4]

وقتی آب به آرد گندم می‌رسد، دو پروتئین به نام‌های گلوتنین و گلیادین فوراً سعی می‌کنند به هم متصل شده و گلوتن بسازند. این شبکه کشسان برای ساختار جویدنی یک نان خمیرترش ضروری است، اما دقیقاً نقطه مقابل چیزی است که یک شیرینی‌پز برای کیک لطیفش می‌خواهد.[6][9]

در تحلیلی که روزنامه گاردین در سال ۲۰۱۰ منتشر کرد، آمده است: «شکر اثر نرم‌کننده‌ای روی کیک‌ها دارد. شکر در آب موجود در مایه کیک حل می‌شود، به این معنی که آب کمتری برای جذب توسط آرد باقی می‌ماند.»[7]

از آنجا که ساکارز فوراً حل می‌شود و به مایع موجود می‌چسبد، پروتئین‌های گلوتن را از نظر فیزیکی تشنه نگه می‌دارد. بدون آب آزاد کافی، شبکه گلوتن نمی‌تواند به طور کامل توسعه یابد و به همین دلیل است که مایه‌های پرشکر به جای نان‌های جویدنی، به کیک‌هایی با بافت لطیف تبدیل می‌شوند.[5][7]

نبرد دوم بین شکر و نشاسته رخ می‌دهد. با گرم شدن مایه کیک در فر، گرانول‌های نشاسته می‌خواهند آب را جذب کنند، متورم شوند و بترکند — فرآیندی به نام ژلاتینه شدن که ساختار جامد نهایی کیک را شکل می‌دهد.[8]

یک مطالعه در سال ۲۰۲۱ که در نشریه Starch - Stärke منتشر شد، دقیقاً همین رقابت را ترسیم کرد و نشان داد که ساکارز چگونه آب در دسترس گرانول‌های نشاسته را در طول حرارت دیدن محدود می‌کند. شکر عملاً آب را گروگان می‌گیرد و نشاسته را مجبور می‌کند تا با بالا رفتن دمای داخلی کیک، منتظر بماند.[3]

ساکارز با محدود کردن دسترسی به آب، دمایی را که در آن نشاسته ژلاتینه می‌شود، به تاخیر می‌اندازد. یک تحلیل در سال ۲۰۲۲ در Journal of Food Science نشان داد که افزایش غلظت ساکارز به طور قابل‌توجهی نقاط خمیری شدن و پس‌رَوی نشاسته گندم را عقب می‌اندازد و کل جدول زمانی پخت را تغییر می‌دهد.[8]

بالاتر بردن دمای ژلاتینه شدن به مایه کیک فرصت بیشتری می‌دهد تا قبل از سفت شدن ساختارش، در فر پف کند. عوامل حجم‌دهنده برای مدت طولانی‌تری حباب‌های دی‌اکسید کربن تولید می‌کنند که نتیجه آن محصولی سبک‌تر، بلندتر و هوادارتر است.[1][9]

وقتی کیک از فر بیرون می‌آید، میل شکر به جذب آب همچنان به کار خود ادامه می‌دهد. مولکول‌های ساکارز رطوبت را محکم نگه می‌دارند و از تبخیر آن در هوا هنگام خنک شدن شیرینی روی توری جلوگیری می‌کنند.[5]

به همین دلیل است که یک کیک با نسبت بالا — جایی که وزن شکر از وزن آرد بیشتر است و اغلب به ۱۲۰٪ تا ۱۴۰٪ می‌رسد — می‌تواند سه روز روی پیشخوان آشپزخانه بماند بدون اینکه به یک تکه نان خشک تبدیل شود. گزارش صنعتی انجمن شکر در سال ۲۰۲۶، این حفظ رطوبت را به عنوان محرک اصلی ماندگاری در نانوایی‌های تجاری برجسته می‌کند.[5]

تلاش‌های امروزی برای کاهش شکر در رژیم غذایی اغلب باعث می‌شود شیرینی‌پزها ساکارز را در دستور پخت خود تا ۲۵٪ یا بیشتر کاهش دهند. اما همان‌طور که یک مقاله در سال ۲۰۲۳ در Food Hydrocolloids به صراحت اشاره می‌کند، جایگزینی ساکارز در سیستم‌های کیک «اصلاً کار ساده‌ای نیست.»[2]

وقتی شکر حذف می‌شود، آبی که قبلاً نگه داشته بود ناگهان آزاد می‌شود. پروتئین‌های گلوتن آن را می‌نوشند و شبکه‌های سفت و لاستیکی تشکیل می‌دهند، در حالی که نشاسته‌ها خیلی زود در فر ژلاتینه می‌شوند، پف کیک را متوقف می‌کنند و نتیجه آن یک دیسک متراکم و چسبناک است.[2][6]

برای کاهش موفقیت‌آمیز شکر، دانشمندان مواد غذایی باید عملکردهای ساختاری آن را جایگزین کنند، نه فقط شیرینی‌اش را. همان‌طور که در یک بررسی در سال ۲۰۲۰ در Taylor & Francis به تفصیل بیان شده است، این کار نیازمند ترکیبات دقیق کالیبره‌شده‌ای از هیدروکلوئیدها، عوامل حجم‌دهنده جایگزین و امولسیفایرها است تا دقیقاً همان رقص جذب آبی را که ساکارز به طور طبیعی انجام می‌دهد، تقلید کنند.[1]