La chimica del gelato.

Siamo in estate, la stagione considerata da molti un momento di svago, spensieratezza e caldo, molto caldo! Soprattutto caldo! E le temperature di luglio lasciano spazio a pochi dubbi sul tema! Ma abbiamo già ampiamente trattato tempo fa il problema del cambiamento climatico, e non vorrei tediarvi solo con notizie inquietanti!

Godiamoci un gelato! Con la sua freschezza e cremosità, è una delle delizie estive più amate al mondo. Ma avete mai pensato alla scienza che si cela dietro a un cono o una coppetta di gelato? In questo articolo, esploreremo la chimica e la fisica coinvolte nella realizzazione del gelato, scopriremo la composizione nutrizionale e i valori delle macromolecole presenti.

Quando e dove è nato il gelato?

Non è facile attribuire una “paternità” al gelato. E’ un alimento che ha subito moltissime trasformazioni nel corso della storia. Alcune fonti si fanno credere che le origini del gelato siano legate alla Cina, dove, oltre 4.000 anni fa, si preparavano bevande fredde con ghiaccio e frutta. Fonti storiche riportano l’abitudine durante l’ Impero Persiano (circa 400 AC) di consumare succo d’uva con neve. Tuttavia, la vera svolta avvenne durante l’Impero Romano, quando venivano servite bevande a base di neve e ghiaccio prelevato dalle montagne e mescolato con miele e frutta.

Il gelato moderno, però è molto più recente, ha circa 300 anni. Sembra proprio che la culla di questo gustosissimo alimento sia Firenze. Qui si inizia a parlare di gelato moderno in quanto si utilizzavano il latte, la panna e le uova. Tale innovazione si deve all’architetto Bernardo Buontalenti.

La grande svolta nella produzione del gelato avvenne nel XVII secolo, quando il siciliano Francesco Procopio dei Coltelli aprì la prima gelateria, caffè Procope, a Parigi nel 1686. La sua ricetta segreta e le tecniche di produzione innovative fecero di Procopio un’icona dell’industria del gelato.

Negli anni successivi, il gelato divenne una specialità apprezzata in tutto il mondo. L’italiano Filippo Lenzi, alla fine del XVIII secolo, aprì la prima gelateria in terra americana.

E arriviamo al 1948 quando Il primo gelato industriale su stecco, il Mottarello al fiordilatte fa la sua apparizione in Italia. Negli anni 50 arriva il primo cono con cialda industriale il mitico Cornetto, grazie all’intuzione della gelateria Spica di via Emanuele Gianturco a Napoli.

Quanti ricordi… Adesso quanti come me ricordano il sapore del Mottarello o del cornetto Algida nelle calde giornate estive? E soprattutto eravate fan Mottarello o Cornetto?

Che cos’è il gelato in chimica?

Il gelato artigianale apparentemente sembra un prodotto semplice. Gli ingredienti principali sono: latte, acqua, zucchero e aromi. A volte si aggiungono panna o uova. Che poi si fa presto a dire gelato!

La Royal Chemical Society divide i preparati alimentari appartenenti alla categoria del gelato in questa maniera:

• Sherbet – simile al sorbetto, ma con un po’ di latte o crema.

• Water Ice – sciroppo di zucchero congelato, con aromi e colori, come un «leccalecca» congelato.

• Fruit Ice – simile al water ice, ma fatto con vero succo di frutta.

Quindi attenzione che la descrizione è diversa per il sorbetto e la granita. Ciò che caratterizza il gelato è quindi la presenza di latte e di aria.

La chimica del gelato.

Abbiamo capito che di semplice nel gelato non c’è niente. Anzi, è stato definito da E. Dickinson «il cibo colloidale più complesso al mondo». Ma cosa sono i colloidi? E cosa c’entrano con il gelato? Se osserviamo la composizione tipica di un gelato, ha contemporaneamente tutti e 3 gli stati della materia (per intenderci solido, liquido e gas)! E già, dal punto di vista chimico, il gelato è contemporaneamente una emulsione (ci sono gocce di grasso), un «sol» (ci sono cristalli di ghiaccio) e una schiuma (ci sono bolle di aria).

Cosa significano tutti questi termini, vediamo di chiarire il concetto!

1. una sospensione: una fase solida con dimensione particellare >1 μm dispersa in una fase liquida e non in grado di sedimentare in tempo breve. In questo caso la fase solida è rappresentata dai cristalli di ghiaccio dispersi nella fase acquosa;
2. un’emulsione: un fluido disperso sotto forma di goccioline (fase dispersa) all’interno di un altro fluido non miscibile (fase disperdente). Nel gelato, i grassi derivanti dal latte o dalle uova si trovano in piccolissime gocce disperse nella fase acquosa;
3. una schiuma: un gas disperso in un mezzo liquido, solido o gel. Mescolando rapidamente gli ingredienti del gelato durante il raffreddamento, vengono inglobate numerose bollicine d’aria nella massa semiliquida, creando un effetto vellutato.

Possiamo quindi definire il gelato una sospensione eterogenea, fatta da ghiaccio, grassi e bolle dispersi in una fase acquosa e zuccherina.

Questa è un immagine ottenuta con un microscopio elettronico a scansione. Quello che vediamo sono ingrandimenti di 0,0001 metri, cioè un decimo di millimetro. Insomma un micromondo nel gelato celato ai nostri occhi!

La chimica entra in gioco fin dall’inizio, quando gli ingredienti di base vengono combinati. Il latte, ricco di proteine, zuccheri e grassi, è la componente principale. Le proteine del latte, come la caseina, sono fondamentali per la struttura e la consistenza del gelato. Le proteine del latte stabilizzano le emulsioni in acqua e le schiume perché sono attive in superficie. Sono importanti per stabilizzare l’aria nel gelato e danno un sapore caratteristico.

Gli zuccheri sono il costituente fondamentale dei gelati, si può fare un gelato senza latte e
grassi, non senza zuccheri!

Gli zuccheri, generalmente il saccarosio, il lattosio o monosaccaridi come glucosio e fruttosio, sono fondamentali perchè rendono dolce il gelato, abbassano il punto di congelamento e quindi controllano l’ammontare di ghiaccio. Infatti quando gli zuccheri si disciolgono nell’acqua presente nel gelato, creano un ambiente in cui il congelamento avviene a una temperatura inferiore rispetto all’acqua pura. Questo permette al gelato di rimanere morbido anche a temperature sotto lo zero, rendendolo piacevole al palato. Inoltre hanno influenza anche sulla texture, cambiando la viscosità della matrice.

Nel gelato di solito i grassi sono quelli del latte. Servono a stabilizzare la schiuma, sono i principali responsabili della texture, rallentano la fusione del gelato e sono necessari per veicolare le molecole degli aromi, che sono solubili nei grassi e non in acqua.

Un altro ingrediente importante sono gli stabilizzanti. Si usano in basse quantità (0,2-0,5% in peso). Per la legge europea sono additivi e quindi marchiati con la lettera E.

Gli additivi più utilizzati sono gli addensanti/gelificanti e gli emulsionanti. I primi servono a legare l’acqua, riducendone la mobilità ed evitando che le sostanze disperse sedimentino. Tutto ciò si traduce in una maggiore stabilità della struttura del gelato.

Eccone alcuni:

• Alginato di sodio (E401)
• Carragenina (E407)
• Farina di carruba (E410)
• Farina di guar (E412)
• Gomma arabica (E414)
• Gomma xantano (E415)

Gli emulsionanti facilitano l’emulsione di grasso e di aria in acqua, conferendo al gelato una struttura più fine e uniforme. Esempi sono la lecitina mono o digliceridi ottenuti dal tuorlo d’uovo.

Ed infine ci sono gli aromi: molecole utilizzate per conferire un particolare gusto o aroma. Gli aromi possono essere estratti da fonti naturali, come frutta fresca, spezie o estratti di piante, oppure possono essere prodotti sinteticamente utilizzando composti chimici sicuri approvati dagli enti regolatori alimentari.

La fisica del gelato.

La fisica gioca un ruolo fondamentale nel processo di congelamento del gelato. Durante la congelazione, la miscela viene raffreddata rapidamente in un congelatore speciale.

Minore è la temperatura di congelamento, più piccoli sono i cristalli. Dimensioni ridotte consentono loro di essere meglio diffusi nel mezzo, quindi la sensazione di freddo sarà minore sulla lingua, permettendo alle nostre papille gustative di assaporarlo con la giusta intensità. Più il gelato viene raffreddato rapidamente, più i cristalli sono piccoli. Una mano a ottenere questo obiettivo arriva dagli zuccheri che, oltre al loro ruolo dolcificante, contribuiscono anche ad abbassare il punto di congelamento dell’acqua e a modificarne la viscosità.

Inoltre, l’aria è un elemento cruciale per la consistenza del gelato. Durante la fase di mantecazione, l’aria viene incorporata nella miscela grazie al movimento continuo degli agitatori. Questo processo, noto come incorporazione dell’aria, aumenta il volume del gelato e crea una struttura più leggera.

Il gelato è un meraviglioso connubio di scienza e gusto. La chimica e la fisica si uniscono nella creazione di una prelibatezza che ci rinfresca durante le giornate estive. Ma non dimentichiamoci della composizione nutrizionale: il gelato è una leccornia da gustare con moderazione. Ora che hai scoperto il dietro le quinte scientifico del gelato, la prossima volta che assaporerai un boccone, apprezza anche il lavoro delle molecole che rendono tutto possibile!

Dott. Francesco Domenico Nucera

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FONTI:

• Smith, J. “The Science of Ice Cream.” Cambridge University Press, 2019.
• Goff, H. D., & Hartel, R. W. “Ice Cream.” Springer, 2013.
• Chiaverini, A., & Palchetti, I. “Gelato Science.” Springer, 2020.
• https://gelatoincasa.org/la-scienza-del-gelato-che-cose-il-gelato/#:~:text=A%20questo%20punto%20possiamo%20trarre,soluzione%20di%20acqua%20e%20zucchero.
• https://www.meuccifanoli.edu.it/images/Materiali_didattici/Dispense-chimica-alimenti.pdf
• http://bressanini-lescienze.blogautore.espresso.repubblica.it/2008/09/08/il-diagramma-di-fase-della-granita/
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