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19 Maggio 2022 15:00

La differenza tra caramellizzazione degli zuccheri e reazione di Maillard: ecco cosa sono

Due reazioni chimiche molto complesse che riguardano gli alimenti e che spesso vengono confuse tra di loro. In estrema sintesi possiamo dire che la caramellizzazione coinvolge gli zuccheri e le temperature più elevate, la reazione di Maillard avviene in un range di temperatura limitato e coinvolge zuccheri, proteine e calore. La cosa è molto più complessa di così però: facciamo chiarezza.

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L'esplosione dei programmi tv sulla cucina ci ha dotato di un lessico tutto nuovo da cui attingere. Chi è che aveva mai osato pronunciare parole difficili come "caramellizzazione degli zuccheri" o "reazione di Maillard" una decina d'anni fa? Nessuno, scommettiamo. Oggi però sembrano cose scontate: un tizio qualsiasi dopo due ore davanti a un barbecue si sente subito Giorgio Locatelli e comincia a sciorinare frasi strane come quelle di sopra. La prossima volta che succede, soprattutto se quel tizio sei tu, non fare brutte figure: caramellizzazione e reazione di Maillard sono cose diverse.

In estrema sintesi possiamo dire che la differenza principale sta nelle iterazioni tra gli elementi: nella caramellizzazione c'è la formazione di composti aromatici simili al caramello ottenuti dalla scissione delle molecole d'acqua nello zucchero a temperature molto elevate; nella reazione di Maillard avvengono una serie di fenomeni che portano all'iterazione tra zuccheri e proteine durante la cottura, dando origine ai composti chimici di colore bruno, che danno il colore ad alimenti come la bistecca alla griglia o la crosta del pane. Andiamo a vedere tutte le differenze tra le due reazioni chimiche.

I punti in comune tra la caramellizzazione degli zuccheri e la reazione di Maillard

Lo diciamo subito: accomunare le due reazioni non è un errore molto grave perché, in realtà, i due processi hanno più di qualche assonanza. In primis parliamo di reazioni chimiche, una cosa per nulla scontata perché spesso le trasformazioni del cibo avvengono per altri processi. La più comuni scienze che applichiamo in cucina sono la biologia e la termodinamica: la prima con tutti i lievitati, la seconda con l'ebollizione dell'acqua. Altro punto in comune è il tipo di reazione chimica e il risultato ottenuto: entrambe avvengono mediante il calore, entrambe portano a un cambio di colore degli alimenti, a un cambio di consistenza e di aroma. Spesso sono due reazioni consequenziali perché la caramellizzazione avviene a temperature più alte della reazione di Maillard.

Le differenze tra caramellizzazione degli zuccheri e reazione di Maillard

Innanzitutto cerchiamo di capire chi è Maillard, così ci togliamo il pensiero. Scienziato francese vissuto a cavallo tra l'800 e il ‘900, Louis Camille Maillard è il chimico che ha identificato per la prima volta questa reazione. La cosa è interessante: l'uomo ha imparato a usare il fuoco milioni di anni fa, ma solo nel secolo scorso abbiamo dimostrato una reazione chimica in passato solo teorizzata. Lo scienziato descrive questa reazione nel 1912 durante il tentativo di riprodurre la sintesi proteica: in pratica dimostra la reazione chimica tra un amminoacido e una riduzione di zuccheri, nei cibi, a seguito della cottura. Volendo ridurre la discussione all'osso possiamo anche dire che, alla fin fine, la reazione di Maillard è questo: una riduzione chimica nei cibi a seguito dell'uso del calore. Purtroppo però non è solo questo, anzi, il discorso è molto più complicato di così.

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La caramellizzazione altro non è che un processo di imbrunimento, termine tecnico che indica la formazione di sostanze dal colore scuro. Solitamente lo vediamo con le mele: se sbucciamo una mela e non la mangiamo subito vedremo il frutto annerirsi. Questo è dovuto all'imbrunimento degli zuccheri della mela. In questo caso è dovuto al decadimento del fruttosio, nella caramellizzazione invece è causato dal calore: gli zuccheri caramellizzano a temperature superiori ai 100 °C, andando a "creare" una nuova colorazione e soprattutto nuovi aromi.

Il processo non è immediato e passa attraverso alcuni stadi fino ad arrivare a un composto noto come idrossimetilfurfurale, colui che dà il classico aroma di caramello, da cui deriva il nome della reazione. Questa parte è molto importante perché, partendo da una base zuccherosa, ogni stadio ha caratteristiche sensoriali uniche ed è proprio per questo che i grandi pasticcieri usano vari tipi di caramello a seconda di ciò che devono cucinare.

Con questo "spiegone" possiamo star certi di una cosa: quando senti che le "proteine caramellizzano" stai sentendo una frase senza senso. Sono gli zuccheri a caramellizzare, non le proteine. In questo caso entra in gioco la reazione di Maillard, una fase molto più complessa perché coinvolge più composti chimici, ovvero zucchero e proteine.

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Se nella prima reazione il fattore principale è proprio la temperatura, con gli zuccheri che "fondono" a temperature diverse, con la Maillard incidono anche altri parametri, come il grado di acidità, che entrano in gioco in varie fasi. La reazione di Maillard si divide in tre fasi principali:

  • La prima è una reazione è invisibile a occhio nudo: c'è l'iterazione tra uno zucchero e un gruppo di amminoacidi che vanno a creare un nuovo composto organico che a sua volta porta alla formazione di un terzo composto;
  • la seconda fase è quella più complessa, perché avvengono tantissime reazioni influenzate, queste sì, dalla temperatura. Abbiamo la prima leggera colorazione e si sprigiona l'aroma del prodotto che stiamo cucinando;
  • infine abbiamo la fase finale che condensa i prodotti organici nati in "fase 2" e porta alla formazione di melanoidina, la sostanza organica che determina la formazione di un colore che va dal marrone al nero.

Premettiamo che questa è un'estrema sintesi del processo perché è molto difficile anche per i chimici più esperti. In pratica possiamo dire che tutto scaturisce dalla reazione tra gli aminoacidi e gli zuccheri riducenti che scatenano un miscuglio di molecole responsabili di una vastissima gamma di sapori e aromi.

Quello che ci interessa sottolineare è che la reazione di Maillard è la responsabile della maggior parte degli imbrunimenti che, empiricamente, riconosciamo come "cotto". Anche se oggi tutti la associamo alla carne ma, in realtà, la reazione di Maillard più immediata e semplice che possiamo riconoscere avviene sul pane: la crosta che va dal color oro al marrone, così profumata e saporita, è il risultato delle reazioni chimiche tra zuccheri, carboidrati e proteine avvenute nel forno durante la cottura.

Quali sono i fattori che influiscono sulla reazione di Maillard

La complessità di questa reazione chimica l'ha messa al centro di numerosi studi dell'industria alimentare perché è fondamentale saperla controllare durante la produzione e lo stoccaggio di grosse quantità di alimenti: più si conosce la reazione di Maillard, maggiore sarà il controllo sulla qualità dei prodotti alimentari. Le ricerche hanno individuato una frequenza, un'estensione e un decorso delle reazioni chimiche legate a temperature, velocità di reazione, attività dell'acqua e pH, ovvero l'acidità dell'alimento:

  • La cosa più immediata che ci viene in mente di fare è puntare su temperature alte, d'altronde associamo questo processo al barbecue, ma questo non è sempre vero. Un calore elevato potrebbe non garantire una reazione di Maillard corretta perché il tempo e la velocità della reazione sono strettamente correlati;
  • a questa correlazione influisce da vicino l'acqua che blocca o rallenta la reazione perché abbassa la temperatura e riduce la velocità di reazione, di conseguenza rallenta la reazione di Maillard stessa. Se c'è un alimento pieno d'acqua i reagenti si muoveranno molto velocemente attraverso il fluido (e vale anche il discorso opposto). Con valori di attività dell'acqua minori, i reagenti sono più concentrati in pochi punti, potranno disperdersi di meno e quindi avremo una reazione di Maillard più efficace. Molte persone, per ovviare a questo problema, sono convinti di dover piazzare la bistecca su una piastra o una griglia il più rovente possibile, così da "sigillare" la carne e quindi i fluidi. Questo è uno dei più grandi falsi miti legati alla cottura della carne. Su questa leggenda sono stati condotti anche stati degli studi: è dimostrato che un pezzo di carne cotto a bassa temperatura, quindi bollito nei propri fluidi tutti fuoriusciti e un pezzo grigliato "sigillando" la carne, hanno lo stesso identico peso;
  • la temperatura ha comunque una certa importanza perché la reazione di Maillard può cominciare anche a 20-25 °C in presenza di ossigeno, quindi a temperatura ambiente; la velocità di reazione aumenta intorno ai 30 °C e dai trenta in poi va in proporzione: ogni 10 °C in più, la reazione di Maillard è più veloce di tre volte. Si stabilizza tra gli 80°C e i 140℃, la temperatura ottimale per ottenere una reazione di Maillard perfetta, dopodiché  comincia il processo di caramellizzazione, quindi l'imbrunimento non enzimatico che interessa la doratura e la variazione di colore dell’alimento durante la cottura.

Possiamo quindi concludere che le differenze tra reazione di Maillard e caramellizzazione degli zuccheri sono difficili da scovare ma ci sono e queste influenzano il gusto e gli odori di ciò che mangiamo. La caramellizzazione avviene a temperature molto elevate degli zuccheri, la reazione di Maillard è più un balletto tra proteine e zuccheri durante la cottura.

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