Se pensate che i chimici siano persone solitarie che stanno rintanate in un laboratorio tra ampolle e strane reazioni chimiche, mi sa che avete visto troppi film “sbagliati”! Noi chimici saremo anche strani, ma vi ricordo che nel mondo, là fuori, c’è qualcuno che mangia la pizza all’ananas!
Eppure vi garantisco che è affascinante studiare e lavorare in un settore scientifico come quello chimico, se ci pensate bene la chimica è la manifestazione di ciò che noi osserviamo nella vita di tutti i giorni. Facciamo chimica anche senza volerlo tutti i giorni!
Da bambini chi ha provato il brivido di mischiare gli elementi e farli reagire tra ampolle e provette del “Piccolo chimico”? Io ero uno di quei bambini che oltre alla partita di calcio con gli amici, mi piaceva mescolare e far reagire sostanze diverse (anche far esplodere cose, ma di questo meglio non parlarne). Inoltre, un altro approccio indiretto alla chimica mi è stato donato da mia nonna, tra i fornelli della sua cucina!
Pochi ci pensano, ma uno dei primi laboratori di chimica dove almeno una volta nella vita abbiamo messo piede è la cucina. Certo non possiamo minimamente raggiungere i livelli delle nostre nonne o mamme!
Parlo di giovani chef apprendisti come bambini o studenti universitari, che cercano di copiare le ricette in modo maldestro. La cucina, vi assicuro si avvicina molto ad un laboratorio di chimica. Tra pentole e scodelle, possiamo osservare il verificarsi di molte reazioni.
Ancora non ci credete? Benissimo, avete presente quella bella crosta dorata del pane o della pizza appena sfornati o la succulenta crosticina che si forma nella carne alla griglia? Ecco quella cosa l è l’effetto di una reazione chimica. Quale? Vediamola insieme…
Intanto cominciamo a dire che noi cuciniamo un alimento per due motivi essenzialmente:
- Rendere un alimento più appetibile;
- Rendere un alimento più igienico e sicuro.
Migliorare l’appetibilità di un cibo, è una tecnica di cui l’uomo si tramanda sin dalla scoperta del fuoco. La cottura è un trattamento importante di trasformazione dell’alimento, di cui modifica sia la qualità sensoriale che quella nutrizionale; alcuni alimenti non necessitano di cottura, mentre per altri è indispensabile, altrimenti non potrebbero essere consumati. La cottura ha un effetto migliorativo sull’aspetto e sul sapore di un alimento, conferisce colore invitante e rende anche l’alimento conservabile. Saper calcolare i tempi di cottura e quello che si vuole realizzare con gli strumenti a disposizione fa la differenza in cucina. Quindi una conoscenza di base di alcuni meccanismi chimici può risultare utile anche in questo settore.
Oggi, però, tra le centinaia di reazioni che possono verificarsi in cucina, parleremo di una reazione in particolare, anzi per meglio dire di una serie di reazioni che coinvolgono molti alimenti, dal pane al latte passando a bevande come la birra e il caffè e anche a una succulenta bistecca.
Vi siete mai chiesti, cosa succede ad una bistecca di carne quando cuoce? Perché cambia colore? E che dire del pane appena sfornato, quella bella crosta e quell’ odore invitante? E come non notare le gradazioni di colori e di sapori di diverse birre, perché abbiamo birre chiare o scure? Cosa c’è dietro alla tostatura del caffè? Tutti questi alimenti sono accomunati da un processo chimico molto simile.
Stiamo parlando della reazione di Maillard. Mi scuso fin da ora, nonostante sia un articolo divulgativo vedrete delle reazioni chimiche e dei meccanismi di reazione poco comprensibili a molti, ma fidatevi che cercherò di limitare al minimo il mio animo da chimico.
Ma chi era Maillard? E soprattutto perché cucinava? Voleva prendere per la gola le donne?
Strano a dirsi ma non era un cuoco e nemmeno un chimico amante del cibo, era un medico francese nato nel 1878. Era molto interessato al metabolismo cellulare, e studiò come gli aminoacidi, i mattoncini che costituiscono le proteine, possono reagire con gli zuccheri presenti nelle cellule. Vi domanderete, e quindi? Queste reazioni sono fondamentali in cucina, per produrre, ad esempio, il tipico sapore di carne arrosto. Nel 1912 osservò l’imbrunimento in soluzioni di zuccheri e amminoacidi/proteine
Chiunque abbia mai messo un pezzo di carne sul fuoco, in padella o sulla griglia, ha avuto a che fare con questo straordinario processo. È ciò che rende la nostra carne così deliziosa e permette di mantenerne intatte le qualità organolettiche.
Ma vediamo di cosa si tratta. La reazione di Maillard avviene in seguito all’interazione tra i composti carbonilici (come il glucosio) e composti amminici come le proteine, in condizioni di bassa presenza di acqua. La carne come quella di manzo contiene abbastanza zuccheri per far avvenire la reazione. Invece altre carni sono povere di zuccheri.
Ma ovviamente esiste un modo in cucina per far innescare lo stesso questo tipo di reazioni. Avete mai sentito parlare di marinature? Per esempio marinatura in vino, il vino contiene zuccheri, o le glassature, tipo con il miele. Ma quali zuccheri? Tutti gli zuccheri andranno bene?
La risposta è no, gli zuccheri utili per questo tipo di reazioni sono quelli che noi chimici chiamiamo “riducenti”. Senza entrare nel dettaglio tecnico, zuccheri come il glucosio, il fruttosio o il galattosio. Invece zuccheri come il classico zucchero da cucina, il nome chimico è saccarosio, non è riducente. Ecco perché si utilizza anche come liquido per la marinatura il succo di limone. Essendo un ambiente acido, il saccarosio si scinde nei suoi due componenti: il glucosio e il fruttosio.
Inoltre la reazione di Maillard è favorita, oltre dal calore, anche dalla luce, dalla presenza di metalli e da un pH leggermente alcalino.
Il processo chimico si divide in tre fasi:
- La prima fase di condensazione tra molecole di zucchero e una proteina e formazione di un composto chiamato di Amadori. Questi composti possono essere molto diversi e cambiano a seconda dell’amminoacido e dello zucchero.
Non danno odori e sapori marcati all’alimento. Lo notiamo nei processi di sterilizzazione o UHT del latte.
2. La seconda fase, porta alla decomposizione dei composti di Amadori. Questi prodotti si scindono in molte molecole soprattutto sostanze carboniliche.
Questi ultimi possono reagire con altri composti, come ad esempio amminoacidi attraverso una serie di reazioni chiamate degradazione di Strecker.
Si formano anche composti ciclici, come il maltolo. Oppure scindersi in composti più semplici come aldeidi.
Questa fase della reazione è fondamentale, perché, generalmente questi composti sono responsabili dell’aroma di diversi alimenti, come quello di cioccolato, di carne arrosto o di tostato.
3. Terza fase comporta la condensazione dei prodotti intermedi della seconda fase e la formazione di polimeri azotati detti melanoidine di un colore tra il marrone scuro e il nero.
Quando parliamo di reazione di Maillard, stiamo prendendo in considerazione una serie di reazioni complesse. Queste piccole sfaccettature dentro tali reazioni sono responsabili degli aromi e colori negli alimenti cotti. È chiaro quindi, perché le reazioni di Maillard che avvengono cuocendo un pezzo di carne generano centinaia di molecole diverse, che forniscono un gusto e un aroma molto più complesso di quello che può fornire una singola molecola.
Una condizione necessaria perché la reazione di Maillard avvenga velocemente è che la temperatura raggiunga almeno i 140 °C fino a 180 °C. Questo significa che l’imbrunimento può avvenire solo sulla superficie della carne: internamente è sempre presente dell’acqua che le impedisce di superare i 100 °C. Quindi dal punto di vista operativo serve una padella ben calda.
Un piccolo suggerimento: non sollevate mai la carne dalla padella perché rischiate di non attivare correttamente le reazioni di Maillard. Inoltre se volete spalmare un poco di olio, nel caso il taglio di carne non sia sufficientemente grasso, potete farlo su entrambi i lati. L’olio serve solamente per trasferire velocemente e in modo uniforme il calore, non contribuisce al sapore. La carne va cotta più velocemente possibile con temperature alte. Attenzione alla temperatura troppo alta, ovvero superiore ai 180 °C, porterà invece alla formazione di composti tossici, come è possibile vedere nella parte bruciata e poco appetitosa di un alimento. Quindi la temperatura gioca un ruolo fondamentale per tutto il processo.
Una padella ben calda, in metallo, spessa e pesante, che sappia distribuire bene il calore e mantenerlo, farà vaporizzare tutti i succhi che fuoriescono dalla carne, confinando l’acqua nella parte più interna della carne. Quindi un perfetto filetto o bistecca deve rimanere morbida e rosa all’interno, in quanto tutti i succhi e liquidi si sono perfettamente distribuiti.
Poi ovviamente il tempo di cottura è soggettivo, c’è chi preferisce la carne al sangue, chi media cottura e chi invece ben cotta. Io la preferisco al sangue o al massimo media cottura!
E va da sé che nel bollito la reazione non avviene: se si infila l’acqua tra le proteine e gli zuccheri, questi non si legheranno. L’olio, invece, si infiltra meno: per questa ragione, nel fritto, invece, la Maillard avviene eccome.
Nonostante le funzioni oggettivamente positive, a onor del vero, dal punto di vista nutrizionale la reazione causa una minor disponibilità di lisina, che vi ricordo essere un amminoacido essenziale e una diminuzione della digeribilità delle proteine.
Inoltre la possibile formazione di composti tossici come l’acrilammide. Basandosi su studi condotti su animali, l’EFSA conferma le precedenti valutazioni secondo le quali l’acrilammide presente negli alimenti potenzialmente aumenta il rischio di sviluppare il cancro nei consumatori di tutte le fasce d’età.
Bon appétit e buona reazione di Maillard!
Dott. Francesco Domenico Nucera
FONTI:
Maillard, Louis-Camille, su www.treccani.it.
M. Amadori, Atti. reale accad. nazl. Lincei, [6] 2, 337 (1925); [6] 9, 68, 226 (1929); [6] 13, 72 (1931)
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S092422440100022X
Maillard, L. C. (1912). “Action des acides amines sur les sucres; formation de melanoidines par voie méthodique” [Action of amino acids on sugars. Formation of melanoidins in a methodical way]. Comptes Rendus (in French). 154: 66–68.
Mottram, Donald S.; Wedzicha, Bronislaw L.; Dodson, Andrew T. (October 2002). “Acrylamide is formed in the Maillard reaction”. Nature. 419 (6906): 448–449.
http://www.salute.gov.it/imgs/C_17_opuscoliPoster_262_allegato.pdf
Pillole di chimica 
divulgazione gradevole ed efficace, sul furano a dx c’è un H di troppo.
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Molto gentile. Corretto subito la struttura del furano! Grazie ancora
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Lettura piacevole e divertente , che ti aiuta a capire meglio cose che hai ”sotto il naso” da sempre , ma non hai mai chiesto il perche’
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La ringrazio! Il primo laboratorio di chimica è la nostra cucina!
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