Scienza in cucina: le croste dorate

La scienza delle croste dorate: il motivo per cui la superficie di molti cibi cotti ad alta temperatura (al forno o per frittura) è più croccante, più scura e più appetitosa della parte interna. Dalla cottura dei cibi ai meccanismi biologici dell’invecchiamento, la reazione di Maillard spiega molte cose.

È noto che molti cibi cotti al forno (come il pane e gli arrosti) ovvero panati e fritti (come la nostranacotoletta alla milanese o gli anglosassoni fish & chips) hanno un aspetto, un profumo ed un gusto decisamente più appetitosi ed invitanti in superficie che non all’interno. Quasi tutti, infatti, a parità di dentatura, preferiscono la crosta alla mollica. La ragione di questo fenomeno è davvero sorprendente e ricca di spunti interessanti, come quello che lo lega, addirittura, ai processi naturali di invecchiamento.

Nel 1912 un chimico francese, di nome Louis Camille Maillard, riscaldando in una provetta una soluzione acquosa di proteine e di zuccheri, si accorse che il liquido da chiaro diventata velocemente scuro. Era la prova che zuccheri e proteine, miscelati e riscaldati, reagivano fra loro formando composti nuovi e differenti da quelli di partenza. Tuttavia, dopo la scoperta, la reazione di Maillard -come ormai si definisce per brevità la glicazione delle proteine- fu dimenticata per una trentina d’anni, come tante altre scoperte scientifiche che non trovano applicazione. Finché, durante la Seconda Guerra Mondiale, i soldati americani non cominciarono a lamentarsi che le loro uova in polvere, cui era stato aggiunto zucchero per aumentarne il potere nutritivo, si scurivano ed emanavano cattivo odore. Nel decennio successivo si comprese che la responsabilità di questo sgradevole inconveniente era appunto la vecchia reazione di Maillard: le proteine dell’uovo, infatti, reagivano con gli zuccheri, formando prodotti scuri e maleodoranti. Così si cominciò a studiare questa reazione con impegno rinnovato e, stavolta, con il sostegno economico delle aziende che producevano uova in polvere. Si scoprì che durante la cottura delle carni in un normale forno casalingo, la reazione di Maillard portava alla formazione di oltre seicento composti nuovi, non presenti nella carne cruda e che molti di questi erano responsabili del profumo dell’arrosto. Le aziende produttrici di alimenti drizzarono le orecchie e cominciarono a destinare fondi cospicui alla ricerca sulla reazione di Maillard.

Presto si scoprì che questa reazione era responsabile non solamente del differente gusto della croccante crosta del pane, degli arrosti di carne, delle fettine panate eccetera, ma anche del colore bruno delle birre scure, dell’aroma di vari prodotti tostati, come il caffè e il cioccolato, del gusto dei roux ottenuti mescolando e riscaldando assieme il sugo degli arrosti con un po’ di farina. Insomma quella di Maillard è una delle reazioni chimiche più utilizzate in cucina! Ma da dove provengono, in questi alimenti, le proteine e gli zuccheri? Nell’arrosto di carne, per esempio, le proteine sono ovviamente quelle della carne stessa e gli zuccheri provengono in parte dal collagene (che forma il tessuto connettivo) che contiene circa l’uno percento di carboidrati, e in parte sono sostituiti da molecole molto simili agli zuccheri, come le aldeidi e i chetoni, che sono prodotti dall’ossidazione dei grassi. Nei cibi impanati e fritti, invece, invece, la reazione di Maillard avviene direttamente fra i componenti dell’impanatura: le proteine dell’uovo e gli zuccheri che si originano dalla demolizione delle lunghe catene di amido della farina.

Da questa reazione dipendono tuttavia anche fenomeni negativi, come quello del cattivo odore delle razioni dell’esercito americano di cui dicevamo sopra o fenomeni di inscurimento associati alla cottura dei cibi o alle tecniche di conservazione industriali. Per avere un’idea di quanta chimica comprenda questa reazione, si pensi solo che ogni 3-4 anni, dal 1979, si tiene un Simposio cui partecipano chimici degli alimenti e scienziati di estrazione biomedica, dedicato esclusivamente a questa reazione. Il primo Simposio sulla reazione di Maillard si tenne a Uddewalla, in Svezia. L’ultimo si è tenuto dal 28 agosto al 1° settembre del 2004 a Charleston, nella Carolina del Sud. Questa reazione avviene anche a temperature basse ma in questo caso con rese minori. Secondo studi recenti, anche all’interno degli organismi viventi ha luogo la reazione di Maillard fra le proteine e gli zuccheri semplici, con formazione di composti non solamente scuri ma anche rigidi, che ostacolano l’elasticità dei tessuti, contribuendo a caratterizzare il loro invecchiamento. La reazione di Maillard sarebbe dunque uno dei meccanismi che la natura mette in atto nel processo spontaneo di invecchiamento degli organismi biologici. Insomma, tirando un bel po’ per i capelli la faccenda, sembrerebbe quasi che, anche se molto lentamente, tutti noi finiremo panati e fritti!

In ogni caso, la reazione di Maillard è molto più veloce a temperature superiori ai 100 gradi. Se consideriamo che i prodotti che cuciniamo al forno, specie se di grandi dimensioni (arrosti, pagnotte di pane, ecc.) difficilmente raggiungono al loro interno temperature del genere, laddove facilmente le superano in superficie, possiamo capire perché le famose “croste” siano chimicamente differenti dall’interno: nelle croste la reazione di Maillard avviene molto più facilmente e produce sostanze più scure e più aromatiche, mentre all’interno essa praticamente non ha luogo.

I prodotti della reazione di Maillard, se da una parte sono responsabili di molte qualità positive che aumentano l’appetibilità dei cibi cotti ad alta temperatura, dall’altra sembra possano causare anche ridotto assorbimento degli aminoacidi e quindi potrebbero abbassare il valore nutritivo degli alimenti. Inoltre questa reazione, o meglio la catena di reazioni che si riuniscono sotto il suo nome, indurisce gli alimenti e ne peggiora di conseguenza la digeribilità. Sembrerebbe che dunque, fatti i debiti aggiustamenti, la reazione di Maillard possa aiutare a capire perché, come diceva P.G. Wodehouse, tutto ciò che c’è di piacevole nella vita o è illegale, o è immorale o fa ingrassare. In alcuni casi specifici la reazione di Maillard deve essere controllata o evitata il più possibile. Nella sterilizzazione del latte, per esempio, essa è responsabile del colore grigiastro e del sapore di cotto, tanto che le aziende produttrici cercano di limitarla più che si può. D’altra parte, se pensiamo che alla reazione di Maillard è dovutol’aroma del caffè, il profumo e buona parte del gusto del cioccolato, l’odore fragrante dell’orzo tostato o quello del pane o dei biscotti appena sfornati, comprendiamo come essa vada invece molto spesso favorita. Il vecchio trucco di cospargere i biscotti o le torte, ricche degli amidi da cui si originano gli zuccheri, con un po’ di chiara d’uovo, costituita praticamente da sole proteine, ha proprio lo scopo di favorire la reazione di Maillard e la conseguente formazione di una piacevole crosta lucida, croccante e soprattutto fragrante.

L’aminoacido che reagisce meglio con gli zuccheri semplici nella reazione di Maillard, è la lisina, mentre lacisteina è meno propensa a reagire. Pertanto cibi ricchi di lisina, come il latte, funzioneranno molto bene ai sensi di questa reazione. Ecco perché spesso in cucina si usa il latte al posto dell’acqua. Impastare la farina con esso o con suoi derivati (il burro, per esempio) ovvero cospargere di formaggio grattugiato la pasta da infornare (ricca dell’amido da cui derivano gli zuccheri), è un vecchio e ottimo modo per innescare questa reazione e ottenere croste dorate e profumate. Non per niente i ghiottoni, davanti a una teglia di pasta al forno o di sformato di patate, cercano sempre di accaparrarsi le parti superiori, quelle abbrustolite e ricche di composti di Maillard.

Se invece si cerca di ostacolare la reazione di Maillard, occorre eliminare uno dei due reattivi: le proteine dagli alimenti ricchi di zuccheri e gli zuccheri da quelli ricchi di proteine. Poiché, inoltre, durante la reazione di Maillard si produce acqua, la reazione stessa sarà favorita in ambienti secchi e sfavorita in ambienti umidi. Un’altra ragione per cui, in genere, gli alimenti bolliti sono generalmente meno saporiti ed appetibili di quelli fritti o cotti al forno o alla brace, in condizioni cioè, in cui è più facile che si attivi la reazione di Maillard. Anche l’acidità (e quindi, per esempio, l’aggiunta di succo di limone o di un po’ di aceto prima o durante la cottura) influenza la reazione di Maillard, favorendo certi sottoprodotti o altri, con conseguenze decisive sull’aspetto e sull’aroma finali. Alcuni prodotti della reazione di Maillard hanno forti capacità antiossidanti e questo permette all’industria alimentare di evitare l’uso di antiossidanti aggiunti o perlomeno di diminuirne la quantità. Ecco perché i biscotti si conservano naturalmente meglio di prodotti che hanno subito cotture più moderate. Tuttavia dobbiamo menzionare il fatto che, in determinate condizioni, alcuni prodotti intermedi della reazione di Maillard possono reagire fra loro, producendo una molecola, l’acrilammide, recentemente accusata di essere cancerogena. Per la produzione di questa sostanza pare sia fondamentale il tipo di aminoacido contenuto nelle proteine e sono in corso studi molto estesi ed approfonditi per poter un giorno limitare o impedire la formazione di acrilammide senza per questo rinunciare ai vantaggi organolettici della reazione di Maillard.

 

Gianluigi Storto
Esperto di Scienza in Cucina