さとうを あたためつづけると、まず とけはじめます。そのあと おんどが あがるにつれて、すこしずつ ようすが かわって いきます［1］。

だいたい 160どを こえるころ、さとうの つぶ そのものが こわれて、ちゃいろの ものに なります［1］。これが「カラメル」です。

ここで だいじなのは、みずや たまごの たんぱくしつは いらない ことです。さとうは ねつを うけると、じぶんで こわれて、こわれた かけらどうしが また くっついて、いろの ついた ものに なって いきます。

ただし 160どは めやすです。しりょうに よって かきかたに はばが あります［2］。では、さとうが こわれはじめるのは、いつなのでしょう。

砂糖を熱すると、最初は溶け、温度が上がるにつれて段階的に変わっていきます。160度を超えるころ、糖そのものが分解して褐色のカラメルになります［1］。

題名の問いへの答えの要点はここです。砂糖が茶色くなるのは、水や他の材料と反応したからではありません。糖が熱で壊れ、できた断片が互いに結びついて、色のついた物質ができるからです。

ただし160度は目安です。辞典の記述でも、砂糖を160〜200℃に加熱すると黒褐色のカラメルができる、約160℃で融けたあと190〜220℃で粘りの強い黒褐色の物質に変わる、と幅があります［2］。

では、その分解は何度から始まるのか。次の章では、「融ける」という言葉そのものを疑った研究を見ます。

砂糖（ショ糖）を加熱し続けると、最初は融け、温度の上昇とともに段階的に変化して、160℃を超えるあたりで糖自体が分解し、褐色のカラメルになる［1］。題名の問いへの要点は、茶色の正体が「水やタンパク質との反応」ではなく、「糖そのものの熱分解と、その断片の再結合」だということである。

ただし温度は資料によって書き方が異なる。マイペディアは160〜200℃で黒褐色の非結晶のカラメルができるとし、世界大百科事典は約160℃で融けたのち190〜220℃で粘度の高い黒褐色の物質に変わるとする［2］。「何℃ちょうどで始まる」と言い切れないのは、変化が連続的に進み、加熱の速さや条件で見かけが変わるためである。

では、その変化は「融けた」後に始まるのか、それとも融ける前から始まっているのか。この問いを直接調べた研究が次の章である。

アメリカの イリノイだいがくの けんきゅうでは、さとうが とけたと わかった とき、もう さとうが こわれた あとの ものが でて きて いたと ほうこくされて います［6］。

けんきゅうした ひとたちは これを「みかけの とけかた」と よびます。ふつうの こおりのように、ある おんどで きっぱり とけるのでは ないのです。

ぶどうとうや くだものの さとうも、おなじだったと いいます［6］。しかも、さとうが とけたと みえる おんどは、あたためる はやさで かわります。

こおりが とけても、みずに なるだけです。さとうは ちがいます。とけた ように みえる ときには、もう べつの ものが まざりはじめて います。

砂糖は、氷のように決まった温度できっぱり融けるわけではありません。イリノイ大学の研究では、ショ糖の見かけの融点は加熱の速さで変わり、「融けた」と検出された時点ですでに分解の生成物が出ていたと報告されています［6］。研究者はこれを「見かけの融解」と呼びました。

ブドウ糖（グルコース）や果糖（フルクトース）でも同じような結果でした［6］。つまり、鍋の中で透き通った液になったとき、それは「同じ砂糖が液体になった」だけではなく、分解がすでに始まった混合物かもしれないということです。

一方、この記事の元になった資料は大学の発表の要約で、具体的な温度までは書かれていません。数字を言い切れないのは、このためです。

では分解は、そのあとどんな順番で進むのでしょうか。

ショ糖は、教科書にあるような一定の融点で融けるのではない。イリノイ大学の研究（J. Agric. Food Chem. 59(7)）では、ショ糖の見かけの融点は昇温の速さで変わり、融解が検出された時点ですでにショ糖の分解成分が現れ始めていた。研究者はこの現象を「見かけの融解（apparent melting）」と呼ぶ［6］。グルコースやフルクトースでも同様であった。

つまり、加熱中の砂糖に見られる透明な液体は、純粋な液体のショ糖とは限らず、分解生成物を含む混合物の可能性がある。一方で、この研究は低温でゆっくり長く加熱する方法にも言及しており、「融けた瞬間に変化が始まる」という点が、「温度を決めれば再現できる」ことを意味するわけではない。

なお、出典は大学の発表をもとにしたニュース記事であり、具体的な温度は記載されていない。そこで次章では、分解がどんな順に進むかを、別の資料で確かめる。

さとうの いろが かわる まえに、なかでは じゅんばんに できごとが おきて いると いわれます［3］。

まず、さとうの つぶが 2つの ぶぶんに わかれます。その ぶぶんから 水が ぬけたり、ほかの ぶぶんと くっついたり します。

そして くっついたり こわれたり するうちに、かおりの もとと、ちゃいろの いろの もとが できて いきます［3］。

あじと かおりも かわります。はじめは においが なくて あまいだけですが、おんどが あがると すっぱさと にがさが くわわり、つよい かおりが でて きます［1］。ゆっくり いろが ついて、きつねいろから こい ちゃいろに なって いきます。

だから プリンの カラメルは、ただ あまいだけの あじでは ありません。ほろにがい あじと かおりは、さとうが ねつで こわれて つくった ものなのです。

砂糖の変化は、ある温度で一気に起きるのではなく、段階的に進むと、製パン技術者協会（ASBE）の解説では説明されています［3］。

最初に、ショ糖がブドウ糖と果糖に分かれ、水を失ったり互いに反応したりします。次に、糖の形が入れかわり、さらに水が抜けます。最後に分解と結合がさかんに進み、フランやマルトール、ジアセチルといった香りの成分と、カラメラン・カラメレン・カラメリンと呼ばれる褐色の色素ができる、という整理です［3］。この3つの色素は理想化した平均的な式で示されるもので、実際は多くの物質の混ざりものです。

味と香りの変化は、色よりもはっきり感じられます。はじめは無臭で甘いだけですが、温度が上がると酸味や苦みが加わり、強い香りが生まれます。色もゆっくり、キツネ色から濃い褐色へ変わっていきます［1］。

では、パンの皮の茶色や肉の焼き色も同じ仕組みなのでしょうか。

カラメル化は、ショ糖が分かれたり水を失ったりする段階を経て進む。ASBE（アメリカ製パン技術者協会）の解説資料では、①まずショ糖がブドウ糖（グルコース）と果糖（フルクトース）に分かれ、水を失ったり互いに反応したりする、②次に糖の形（アルドースとケトース）が入れかわり、さらに水が抜けて無水の形になる、③最後に分解と重合が進み、フラン・マルトール・ジアセチルなどの香気成分と、カラメラン・カラメレン・カラメリンと呼ばれる褐色色素が生じる、と整理されている。細部は解説による整理であり、確立した反応機構として言い切れるものではない［3］。

これは「色が濃くなる」より先に「味と香りが変わる」ことを意味する。初期は無臭で甘いだけだが、温度が上がると酸味や苦みが加わり、強い香りが現れる［1］。加熱が進むと、糖が分解して苦みのある成分も増える。

なお、カラメラン等は理想化した平均的な式で示される混合物であり、単一の物質として断定できない［3］。段階の区切りも、実際の鍋の中では重なり合って進む。

パンや おにくの やけいろも ちゃいろです。でも、さとうの いろとは つくりかたが ちがいます。

さとうだけが ねつで かわるのが「カラメルか」と よばれる へんかです。いっぽう パンや おにくの いろには、さとうと アミノさんが いっしょに ねつで かわる「メイラードはんのう」が かかわります［1］。

ちがいは、アミノさんが いるか いないかです。アミノさんは、たまごや おにくや こむぎに ふくまれる、たんぱくしつの もとです。

どちらも、こうそ（からだの なかで はたらく もの）の はたらきでは ありません［1］。ねつだけで すすむ、ちゃいろの へんかです。

では、いろの こさは、なにで きまるのでしょう。

茶色く焦げる変化には、大きく2種類があります。糖だけが熱で変わる「カラメル化」と、糖とアミノ酸が熱で反応する「メイラード反応」です。どちらも酵素が働かない非酵素的褐変で、見た目は似ていますが、材料がちがいます［1］。

カラメル化はアミノ酸を必要としません。砂糖だけを鍋で熱してカラメルソースを作れるのはこのためです。パンの皮や焼いた肉の色には、糖とアミノ酸が反応するメイラード反応が関わります［1］。

では、茶色の濃さは何で決まるのでしょうか。

非酵素的褐変のうち、糖だけが熱で変化するのがカラメル化、糖とアミノ酸が要るのがメイラード反応である［1］。砂糖のカラメル化はアミノ酸を必要としないので、純粋な砂糖を鍋で熱しても茶色くなる。2つは材料（アミノ酸の有無）で区別され、どちらも酵素を要しない［1］。

次章では、カラメル化だけを取り出して、色の濃さと成分の関係を測った実験を見る。

いろが こいほど、さとうの なかで ねつの しごとが すすんだ しるしです。

ほかの くにの けんきゅうでは、さとうの こい とけた えきを 100どから 160どの いっていの おんどで あたため、いろの へんかを はかりました［5］。

すると、さとうが こわれて できる もの（「HMF」）が ふえるほど、いろが こく なる ことが わかりました［5］。

ただし、この じっけんは、みずに とけた こい さとうの えきを つかった ものです。かわいた さとうを フライパンで やくときと、まったく おなじとは かぎりません。

色の濃さと、中でできた成分の関係を調べた研究があります。高濃度のショ糖溶液を100〜160℃の一定の温度で加熱し、色の変化を測ったところ、ショ糖はカラメル化で分解して5-ヒドロキシメチルフルフラール（HMF）ができ、色の濃さ（明るさの低下）はHMFの量と結びつけて表せたと報告されています［5］。

つまり、「色が濃い」は「分解が進んだ」というおおまかな目印になります。

ただし条件は限られます。実験は濃いショ糖溶液で行われ、乾いた砂糖を直接熱した場合の結果ではありません［5］。また1967年の島根農科大学の研究では、ショ糖を空気中で190±5℃に熱し、重さが12%減るまで加熱した残りから、グルコース、フルクトース、レボグルコサン、3種のグルコース2つがつながった糖が見つかりました［4］。熱で壊れる途中で、一部が水と反応して分かれていたことを示す結果です。

では、こうしてできるカラメルは、どんなところで使われているのでしょうか。

色と化学組成の関係を定量した研究として、Quintasらの2007年の報告がある。高濃度のショ糖溶液を100〜160℃の一定温度で加熱し、カラメル化でショ糖が分解して5-ヒドロキシメチルフルフラール（HMF）が生じること、色の濃さ（明るさの低下）がHMFの量と結びつけて表せることを示した［5］。ただし対象は濃い溶液であり、乾いた砂糖を直接加熱した結果ではない。

生成物の面では、北岡・鈴木（島根農科大学、1967年）が、ショ糖を空気中で190±5℃で熱分解し、重量が12%減るまで加熱した残りを分析した。グルコース、フルクトース、レボグルコサンのほか、グルコース2分子がα結合したイソマルトース・コージビオース・ニゲロースが見つかり、熱分解の途中でショ糖の一部が加水分解されたことが示された［4］。

この2つの研究は、条件（溶液と乾いた状態、100〜160℃と190℃前後）がちがうため、数値を直接比べることはできない。分かるのは、カラメル化が「色のつく変化」であると同時に、糖の種類をいくつも生む多段階の分解であるという点である。

カラメルは「とうるいを ねつして つくる、あめの ような ちゃいろの もの」と じてんに のって います［2］。

おかしや りょうりの あじづけに つかわれます。ウイスキーや ビール、しょうゆ、ジュースの いろづけにも つかわれると されて います［2］。

ふだん みて いる ちゃいろの ものの なかには、さとうの かわった すがたが、かくれて いるかも しれません。

辞典では、カラメルは「糖類を熱して作る飴状の褐色の物質」と説明され、菓子や料理の風味づけ、ウイスキーやビールなどの着色に使われるとあります［2］。しょうゆや清涼飲料の着色にも使われます。

この用途は、ここまで見てきたことと一致します。苦みと香りがあり、色もつくので、味をつける役と色をつける役を一つの材料で兼ねられるのです。

工業的な製造法（デンプンを酸で糖にして加熱する方法など）の細かい温度は、今回の資料では確かめられていないので書きません。

カラメルは、辞典では「糖類を熱して作る飴状の褐色の物質」と定義される。菓子・料理の風味づけや、ウイスキー・ビール・しょうゆ・清涼飲料などの着色に使われる［2］。

この用途は、前章までに見た性質とつながる。カラメル化で苦みと香気成分、そして褐色の色素が同時に生じるため、味つけと着色を同じ材料で担える。

工業的なカラメル色素の製法（デンプンの酸糖化と加熱、アンモニア添加など）は百科事典に記載があるが、今回の資料では細部を確認できていないため、本記事では扱わない。

やってみる ときは、かならず おとなと いっしょに します。ひを つかいますし、あめの ような さとうは とても あつくなります。

ひは おとなが つかいます。ちいさな なべに、さとうを スプーン 1ぱいだけ いれて、よわい ひに かけます。こどもは すこし はなれて みて ください。

ちゅういして みるのは 2つです。はじめに とけたように みえるのは、なんの いろでしたか。そのあと、においは あまいだけから、すこし ほろにがい においに かわりますか（かおを ちかづけず、はなれた ところで たしかめます）。いろも、うすい ちゃいろから こい ちゃいろに かわって いくか みて ください。

おわったら ひを とめ、なべは さめるまで さわりません。さめてから、みずを いれて あらいます。

家で確かめるなら、必ず大人と一緒に、火の取り扱いに気をつけて行います。

火は大人が扱い、子どもは少し離れて観察します。小さな鍋に砂糖を小さじ1杯ほど入れ、弱い火にかけます。ここで見たいのは、①最初に透き通った液になるのは何色か、②においは甘いだけの段階から、苦みを感じるにおいに変わるのか（顔を近づけず、離れたところで確かめます）、③色は薄い茶色から濃い茶色へどう移るのか、の3点です。

火を止めたあとの飴状の砂糖はとても熱いので、触らないでください。鍋が冷めてから水を入れて洗います。熱いうちに水を入れるのは危険です。

調べたくなったら、辞典（コトバンクの「カラメル」）の温度の書き方の幅を見比べたり、イリノイ大学の研究の原典（J. Agric. Food Chem. 59(7)）に当たったりするのも、一つの道すじです。

この記事の資料から、まだ一つの数字に絞れていない点が残る。ショ糖のカラメル化の開始温度は資料により幅があり、糖の種類によっても始まる温度は異なるとされる［3］。

調べるなら、糖の種類ごとの開始温度を一次資料で比べること、見かけの融解が加熱速度にどれくらい依存するかを原典で確かめることが、次の入口になる［6］。

家で確かめるなら、火は大人が扱い、子どもは離れて観察する。小鍋で砂糖を少量だけ弱火にかけ、色・におい（顔を近づけない）・形の変化を順に見る。熱い飴状の砂糖には触れず、鍋が冷めてから水を入れて洗う。