مرنگ
از نگاه شیمی

سه ماده اصلی در دستور تهیه مرنگ؛ یعنی سفیده تخم‌مرغ، شکر و کرم تارتار (یا پتاسیم بی‌تارترات) برای ایجاد ساختار کف با یکدیگر برهمکنش می‌کنند. پایداری ساختار کف از پروتئین‌ها و زنجیره‌های اسید آمینه تشکیل شده‌است. سفیده تخم‌مرغ پروتئین‌های لازم را که کف مرنگ را تشکیل می‌دهد تأمین می‌کند. پروتئین‌ها در ابتدا به صورت یک توپ درهم قرار گرفته‌اند اما باید به حالت رشته مانند درآیند که خارج شدن از این حالت به عنوان «دناتوراسیون» یاد می‌شود.
اجزای پروتئین در سفیده تخم‌مرغ به این شرح است: (۵۴٪) اوآلبومین، (۱۳٪) کونالبومین / اوووترانسفرین، (۱۱٪) اووموکوئید، (۴٪) اووگلوبولین‌ها، (۳٫۵٪) لیزوزیم، و (۲٪) اووموسین. اووگلوبولین‌ها موجب ایجاد کف می‌شوند، اووموسین عامل اصلی تثبیت کننده است و باقیمانده پروتئین‌ها برای ایجاد کف و پایداری کلی با یکدیگر برهمکنش دارند. هنگامی که سفیده تخم‌مرغ زده می‌شود، برخی از پیوندهای هیدروژنی موجود در پروتئین‌ها شکسته و باعث دناتوره شدن و تجمع پروتئین‌ها می‌شود. پروتئین را می‌توان از طریق دو روش فرایند فیزیکی یا شیمیایی دناتوره کرد. هنگام تشکیل مرنگ، سفیده تخم‌مرغ زده می‌شود تا زمانی که پروتئین‌ها دناتوره شوند که این یک روند فیزیکی است. همچنین با زدن سفیده‌ها، هوا در ساختار پروتئین گنجانده می‌شود و یک رابط مخلوط پروتئین هوا-آب ایجاد می‌کند. برخورد حاصل از زدن تخم مرغ‌ها موجب گرم شدن فرایند می‌شود که باعث افزایش خاصیت ارتجاعی یا کشسانی پروتئین‌ها می‌شود. همان‌طور که پروتئین‌ها در طی فرایند دناتوره شدن در حال کشش هستند، با کنار هم قرار گرفتن بسته می‌شوند و یک شبکه پروتئینی را تشکیل می‌دهند. سفیده بعد از فرایند دناتوراسیون شش تا هشت برابر اندازه اصلی خود حجیم می‌شود. اگر پروتئین‌ها برای مدت طولانی زده شوند، خیلی کشیده می‌شوند و برای کمک از ساختار کف، ضعیف می‌شوند.
شکر فقط برای شیرین کردن مرنگ نیست. شکر که از نظر علمی ساکارز نامیده می‌شود، تمایل طبیعی به جذب آب دارد. واژه علمی برای این خاصیت نم‌بینی است. در مرنگ، شکر کمک می‌کند تا مولکول‌های آب از پروتئین‌های سفیده تخم‌مرغ دور شوند و به آنها کمک می‌کند حتی بهتر به هم بچسبند. همچنین در حین پخت به نگه داشتن مقداری آب کمک می‌کند، به طوری که مرنگ به اندازه کافی نرم و قابل خوردن می‌ماند. شکر باید به آرامی به سفیده افزوده گردد. اگر یک باره به آن اضافه شود، به‌طور مساوی توزیع نمی‌شود و موجب می‌شود شبکه پروتئین به دلیل وزن قند در یک منطقه از مرنگ از بین برود.
کرم تارتار، قبل از فرایند دناتوراسیون به سفیده اضافه می‌شود. کرم تارتار اسیدی است که برای کمک به تثبیت و انعقاد پروتئین‌ها استفاده می‌شود و به ایجاد شبکه پروتئینی قوی‌تری کمک می‌کند تا بتواند هوا را برای تشکیل فوم به دام بیندازد. کرم تارتار دارای pH کم برای کمک به پروتئین‌ها در نزدیکی نقطه ایزوالکتریک است تا اجازه دهد آنها راحت‌تر دناتوره شوند. نقطه ایزوالکتریک، یک pH خاص است که در آن یک مولکول، در این مورد پروتئین، هیچ بار الکتریکی خالصی ندارد. بار الکتریکی پروتئین به‌طور معمول پروتئین را در توده پیچ خورده خود نگه می‌دارد.
کرم تارتار همچنین به عنوان یک کاتالیزور مؤثر بر ساختار قند عمل می‌کند. ساکاروز یک ساکارید است که از گلوکز و فروکتوز تشکیل شده‌است. کرم تارتار در طی فرایند پخت قند را وارونه می‌کند، به این معنی که مولکول به دو قسمت حاوی گلوکز و فروکتوز تقسیم می‌شود که باعث می‌شود از متبلور شدن مجدد شکر و ایجاد بافتی نامطبوع و ناخوشایند در مرنگ جلوگیری کند.
بعد از اینکه یک شبکه پروتئینی محکم کف کامل ایجاد کرد، مرنگ آماده پخت است. افزودن گرما به مخلوط، آخرین مرحله برای تقویت ساختار کف است. مرنگ باید مدت زمان طولانی در دمای پایین پخته شود. این زمان به پروتئین‌ها اجازه می‌دهد تا انعقاد را به پایان برسانند و به‌طور مساوی در کل سطح مرنگ تقویت شوند. اگر پروتئین‌ها به‌طور مساوی پخته نشوند، ته مرنگ قادر به تحمل وزن ساختاری نیست و باعث فروپاشی مرنگ می‌شود. گرما باعث می‌شود که حباب‌های هوا گسترده شوند و ساختار هوایی بیشتری ایجاد شود. آب موجود در ساختار تبخیر می‌شود و باعث می‌شود مرنگ سبکتر و ساختار محکم‌تری پیدا کند. مهم نیست که تمام آب موجود در مرنگ تبخیر شود، زیرا مقداری آب برای نگه داشتن کف در کنار هم لازم است.