martedì 9 maggio 2017

Caramellizzazione e Reazione di Maillard: Colore e profumo

Caramellizzazione e Reazione di Maillard. Due reazioni chimiche diverse con un risultato simile: il colore bruno


Buongiorno Buongiorno!

Siamo un po'in ritardo sulla tabella di marcia! Oggi ho deciso di darvi uno scorcio in quella che è la tecnologia alimentare. La scienza applicata agli alimenti. Vedremo infatti la differenza tra due processi chimici che avvengono in cucina e ci fanno apprezzare molto di più il cibo.

Are you ready? Let's go ;)

Caramellizzazione



La caramellizzazione è un fenomeno di imbrunimento non enzimatico che coinvolge degli zuccheri riducenti ad alte temperature.

Imbrunimento non enzimatico: non sono coinvolti gli enzimi, come invece accade per l’imbrunimento della frutta tagliata. E' un imbrunimento chimico
Fruttosio - Chetonico

Glucosio -Aldeidico-




Zuccheri riducenti: sono gli zuccheri che hanno un gruppo aldeidico (CnH2nO) o chetonico (R-CO-R') nella catena. Più semplicemente, hanno un gruppo carbonilico C=O libero










Prendendo uno zucchero riducente, come glucosio, fruttosio, ribosio, maltosio e galattosio, e portandolo ad alte temperature questo si ossida

Il processo di ossidazione è formato da due passaggi.

Il primo passaggio è reversibile. 
La primo molecola che si ottiene dallo zucchero è un alcol e si chiama 1,2-cis-endiolo.  Essendo reversibile, questa molecola può tornare ad essere lo zucchero di partenza.

Il secondo passaggio è irreversibile. 
La molecola ottenuta prima, l’1,2-cis-endiolo, continua ad essere sottoposto ad alte temperatura e l’ossidazione continua. 

La molecola che si ottiene è il furfurale o l’idrossimetilfurfurale, a seconda che lo zucchero di partenza abbia 5 o 6 atomi di carbonio.

Queste ultime due molecole sono in grado di legarsi tra di loro, creando dei polimeri. Ovvero il caramello.
 
Caramello
Il caramello è ottenuto attraverso il processo di caramellizzazione degli zuccheri.

 Reazione di Maillard

Arrosto - Maillard - 

La reazione di Maillard è un imbrunimento non enzimatico che coinvolge zuccheri riducenti E gruppi amminici e alte temperature.

Come prima, gli zuccheri riducenti sono quelli che hanno un gruppo carbonilico libero.

Questa volta, però, sono coinvolte anche le proteine. O meglio, gli amminoacidi basici liberi.

Questa reazione è molto più complessa, prevede 3 macro fasi, ognuna con diverse molecole. 

Il risultato che si ottiene è però spettacolare, se ci pensiamo! 

Stiamo parlando della crosticina marrone sui cibi, del tipico aroma di “grigliato”, della consistenza croccante e del gusto particolare.
Vi dice niente il profumo di pane, l’aroma del caffè, il gusto di arrosto….mmmm che acquolina!
 
Profumo di caffè
Vediamo a grandissime linee cosa accade tra questi zuccheri e le proteine che scatena tutte queste piacevoli sensazioni.

1 Prima:
Gli zuccheri reagiscono con le proteine
Si libera una molecola di acqua, e quindi vuol dire che le due molecole si sono unite in una sola. 

Proteina + Glucosio = Glicosammina. 

Una molecola che il nostro corpo non è in grado di digerire. La proteina non è più riconosciuta come tale. Ne segue una riduzione del valore nutrizionale dell’alimento.

La Glicosammina, chiamata Base di Shiff, può cambiare struttura e diventare 3 molecole diverse. 

2 Durante:
Questa Glicosammina, o le sue mutazioni, se così vogliamo impropriamente chiamarle, possono liberarsi della parte proteica guadagnata nel passaggio prima.
Ovviamente non torno alla situazione iniziale perché nel mentre ho perso una molecola di acqua. 





La molecola rimasta senza la parte proteica, continua a ricevere il calore.

Questa molecola si ossida ulteriormente. Può andare incontro a diverse sorti:
-diventando una molecola volatile che porta profumo
-legandosi ad un altro amminoacido e formando molecole aromatiche più complesse
-diventando l’idrossimetilfurfurale, ottenuto nel processo di caramellizzazione

3 Infine:
Tutte le molecole ottenute nella seconda fase si uniscono tra loro, diventando polimeri, chiamati melanoidine che forniscono il colore ambrato.

La reazione di Maillard è più complicata della caramellizzazione, e questo l’abbiamo detto e visto. 
La complessità è data anche dalle caratteristiche dell’alimento. Ci sono quindi dei fattori che influenzano questa reazione come:

  • i tipi di zuccheri e di amminoacidi presenti nell’alimento,
  • il ph dell’alimento: più è basico e più la reazione avviene velocemente. (Provate a mettere cipolla e bicarbonato in una pentola, vedrete come si “caramellizzano” velocemente le cipolle)
    Cipolla di Maillard
  • la quantità di acqua libera contenuta nell’alimento
  • il tempo e la temperatura a cui l’alimento è sottoposto.



Ecco, quindi, che quando andiamo a cucinare una bistecca e la sigilliamo sui lati per mantenere all’interno i succhi, in realtà stiamo facendo la Reazione di Maillard e non stiamo propriamente “caramellizzando” i bordi della carne.
 
Verdure grigliate
Ovviamente Maillard non avviene solo negli alimenti di origine animale, perché ricordiamo che anche i vegetali hanno amminoacidi e proteine.

Sperando di avervi illuminato in questo mare marrone che è il color caramello

Detta così suona proprio male

Vi auguro una buona vita!

Ah, e una chicca in stile FoodSchool Tip:

il caramello alimentare, inteso come colorante, che si trova nella coca cola, nel whiskey, nell’aceto balsamico … è ottenuto dal riscaldamento dello zucchero con sostanze diverse come solfiti, ammoniaca, ammoniaca e solfiti per ottenere diverse sfaccettature di caramello inteso come additivo e colorante alimentare.



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