Quel maestro della griglia potrebbe essere un maestro di chimica

Nota dell’editore:

Il barbecue è un dono della natura all'umanità. Ciò che rende questo barbecue perfetto è la reazione chimica.

La notte in cui gli antenati dell'uomo dissero addio al consumo di carne cruda e al consumo di sangue dev'essere stata causata da un fulmine inaspettato. Un fulmine colpì i fitti aghi di pino della pineta, innescando un violento incendio. Un'antilope leggermente grassa sotto l'albero rimase intrappolata nel fuoco prima che potesse scappare lontano, e la distanza tra lei e le fiamme era perfetta: se si fosse avvicinata un po' di più sarebbe esplosa, se si fosse avvicinata un po' di più si sarebbe sciolta... Quando il fuoco si spense ma c'era ancora un po' di calore residuo, l'antenato prese la coscia di agnello croccante all'esterno e tenera all'interno e ne diede un morso. La consistenza e il profumo gli esplosero in bocca, congelati in quel meraviglioso momento, e da quel momento in poi la folle ammirazione per il barbecue rimase impressa nei suoi geni.

Anche nella società moderna, in cui la dieta è diventata più ricca e colorata di quanto immaginiamo, il barbecue continua a essere una scelta importante per banchetti di lavoro, riunioni con gli amici, occasioni per vantarsi con i parenti e appuntamenti romantici. Il barbecue è un'ossessione tale che ha scatenato una migrazione umana nello Shandong nel 2023. Il piccolo braciere e i piccoli wrap sono speciali, ma quando si tratta del barbecue in sé, ciò che crea ancora più dipendenza è la carne cotta in sé.

Qual è il barbecue perfetto? La pelle leggermente dorata e bruciata, le fibre della carne ricche e succose all'interno, ricche di aroma e grasso... È una meravigliosa festa di reazioni chimiche, il culmine di calore, consistenza e sapore creati da proteine, grassi, carbone e condimenti. Come si fa ad ottenere un barbecue dal sapore perfetto? Potrebbe trattarsi di un problema di cucina o di marketing, ma fondamentalmente dovrebbe trattarsi di un problema chimico.

Adesso cuciniamo.

Parte 1

Origine: reazione di Maillard, l'inizio del sapore e del gusto

Quando si parla di chimica e cucina, si nomina sempre Maillard. Anche se può sembrare un luogo comune, la comunità accademica non ha ancora compreso appieno in cosa consiste la reazione di Maillard. La reazione di Maillard prende il nome dal fisico e chimico francese Louis-Camille Maillard (1878-1936). Maillard pubblicò un articolo nel 1912 in cui discuteva il fenomeno della pigmentazione bruna sulla superficie della carne a temperature comprese tra 140°C e 165°C [1]. Sebbene Maillard detenga i diritti di denominazione, il meccanismo di reazione chimica della reazione di Maillard fu proposto per la prima volta dal chimico americano John Edward Hodge (1914-1996) nel 1953 [2]. Questo articolo, intitolato "Alimenti disidratati, chimica delle reazioni di imbrunimento nei sistemi modello", è stato successivamente selezionato da SCI come Citation Classic. Hodge ha spiegato il processo mediante il quale zuccheri e amminoacidi subiscono una serie di reazioni e vengono infine convertiti in melanoidine (o corpi di Maillard).

I melanoidi sono una serie di polimeri contenenti azoto che hanno un sapore e una consistenza caramellati. Durante il riscaldamento continuo, i melanoidi si scompongono, producendo centinaia di piccole molecole con aromi diversi. Queste sostanze, che contengono azoto o anelli aromatici, diventeranno i componenti più attraenti del sapore del barbecue.

Anche se in questo articolo non intendiamo addentrarci nei dettagli della trasformazione chimica, possiamo chiaramente intuire dal percorso di trasformazione mostrato nella Figura 1 che temperatura, velocità di disidratazione, valore del pH, tipo di zucchero, ecc. sono gli elementi chiave per regolare il percorso della reazione di Maillard e il grado di avanzamento.

Figura 1 Il meccanismo della reazione di Maillard proposto da Hodge. Fonte dell'immagine: Riferimento [3]

Esistono molti tipi di reazioni di Maillard, che competono tra loro. Pertanto, il processo pratico del barbecue richiede il controllo della temperatura, regolando così il percorso della reazione di Maillard e ottenendo diverse melanoidine e i conseguenti sapori del barbecue. La temperatura non può essere troppo alta, poiché ciò causerebbe la carbonizzazione della superficie (nessuno vuole mangiare spiedini di carne trasformati in materia inorganica); né può essere troppo basso, poiché ciò impedirà alla reazione di Maillard di procedere senza intoppi e si tradurrà in un sapore scadente.[4] La reazione di disidratazione influisce anche sulla sostanza finale simile alla melanina. Il controllo della disidratazione può essere ottenuto regolando la temperatura da un lato e spennellando l'olio per evitare la rapida perdita di acqua e ottenere un sapore diverso. Oltre all'olio, spesso sugli spiedini vengono spennellati anche altri condimenti. Questi condimenti modificheranno il valore del pH sulla superficie degli spiedini, influenzando così la composizione chimica del prodotto Maillard e controllando i dettagli del gusto finale degli spiedini.

In alcune regioni, nella preparazione speciale del barbecue, lo chef cosparge di zucchero gli spiedini. La carne fresca è ovviamente il dono più bello della natura, ma l'aggiunta di zuccheri extra può controllare la direzione della reazione di Maillard, e anche la caramellizzazione degli zuccheri stessi (il colore dello zucchero fritto nel maiale brasato) può conferire un sapore extra, che è un'applicazione inconsapevole delle conoscenze chimiche da parte di molti proprietari di barbecue.

Figura 2 Grigliatura perfetta, pelle carbonizzata e fibre di carne interne succose (Fonte: "A String of Life" Stagione 3)

Parte 2

Continua: Trasferimento di calore e ritenzione idrica, il momento di calore tra i denti

La reazione di Maillard conferisce alla carne il suo sapore iniziale, ma non è affatto sufficiente per ottenere una carne grigliata perfetta. Infatti, anche se la pelle bruciacchiata degli spiedini fa sì che il barbecue esploda di sapore nel momento in cui lo si mette in bocca, è nel momento in cui lo si mastica con i denti che si cominciano ad assumere calorie.

Fig. 3 Effetto del riscaldamento sulla dimensione delle particelle delle strutture di assemblaggio delle proteine. UN. Carne cruda simulata; B. Dopo aver riscaldato a 100℃ per 10 min; C. Dopo il riscaldamento a 100℃ per 30 min. Fonte dell'immagine: Riferimento [5]

Le fibre interne della carne sono tenere e succose, ecco il massimo pregio. Se la reazione di Maillard sulla superficie del kebab è una modifica chimica a livello di piccole molecole, allora la formazione del sapore all'interno del kebab dipende maggiormente dai cambiamenti nella struttura tridimensionale della proteina e dalla ritenzione di umidità. Quando la proteina all'interno degli spiedini viene riscaldata, la struttura originale ordinata delle fibre proteiche viene distrutta (la cosiddetta denaturazione proteica), rendendo la proteina originariamente soda morbida e delicata, mentre le molecole d'acqua bloccate vengono rilasciate per formare il sugo. Dai cambiamenti nella struttura dell'assemblaggio proteico mostrati nella Figura 3 [5], si può vedere che quando la proteina viene riscaldata, i grandi aggregati vengono gradualmente disintegrati e la loro proporzione diminuisce gradualmente, formando alla fine un sistema di assemblaggio proteico più piccolo, ottenendo così una consistenza proteica più gommosa.

Naturalmente la denaturazione delle proteine ​​non può essere eccessiva. Come mostrato nella Figura 4, prima dell'assemblaggio della proteina, la struttura è lasca, senza una direzione specifica (a), dopo l'assemblaggio è molto compatta (b) e dopo che la struttura di assemblaggio è parzialmente distrutta, diventa leggermente lasca (c). Corrispondentemente al sapore degli spiedini, (b) quelli che non sono completamente arrostiti sono duri e difficili da masticare; (c) quelli tostati al punto giusto sono gommosi e fibrosi, ma morbidi e succosi; (a) si verifica spesso quando la carne è stufata, cioè è talmente stufata che si scioglie in bocca: questo non è il sapore richiesto per il barbecue.

Fig. 4 Assemblaggio e denaturazione delle proteine. UN. Non assemblato; B. Assemblato saldamente (carne cruda); C. Parzialmente danneggiato (carne cotta) Fonte dell'immagine: Riferimento [5]

Chi arrostisce può certamente ottenere un controllo impeccabile sulla consistenza della carne all'interno. Per prima cosa, sulla superficie degli spiedini si forma rapidamente uno strato di polimero di melanina, ottenuto tramite la reazione di Maillard, che poi viene riscaldato lentamente per denaturare la proteina interna e produrre il sugo. Poiché la melanoidina è un polimero, può prevenire efficacemente la perdita di acqua nel succo interno della carne ed evitare che questa diventi secca. Gli spiedini succosi hanno un alto contenuto di acqua e un elevato calore specifico dell'acqua, che possono efficacemente evitare l'eccessiva denaturazione delle proteine ​​della carne locale e garantire il gusto finale degli spiedini. In questo processo, il controllo del fuoco è fondamentale, ma chi griglia deve anche essere multitasking, perché quando la carne interna produce succo, questo è anche l'elemento chiave per condire gli spiedini.

Parte 3

Ancora a tuo agio: barbecue e salute, controlla l'aroma della struttura del fuoco

Dal punto di vista chimico, la cottura alla griglia produce numerose sostanze organiche contenenti azoto, dette anche composti aromatici. Sono la base del sapore del barbecue, ma queste sostanze sono spesso collegate alla cancerogenesi. Dopotutto, sulla superficie degli spiedini potrebbero galleggiare diossine e catrame. Inoltre, per esaltarne il sapore, molti barbecue speciali vengono cucinati con carbonella o rami di legno da frutta. Le spezie o la materia organica trasportata da queste piante naturali evaporeranno naturalmente sulla superficie della carne quando vengono bruciate, o verranno direttamente assorbite fisicamente per conferire sapore, o parteciperanno a reazioni chimiche per conferire fragranza, rendendo gli spiedini più speciali ma comportando anche nuovi rischi per la salute.

Figura 5 Il barbecue produce molta materia organica contenente azoto, che potrebbe anche essere cancerogena. Fonte dell'immagine: Internet

Secondo i rapporti scientifici, un articolo del 2002 pubblicato su Nature è stato il primo a suggerire che almeno l'acrilamide potrebbe apparire nella reazione di Maillard - o nel barbecue[6]. L'acrilamide è un noto potenziale cancerogeno, quindi mangiare troppo barbecue può effettivamente aumentare il rischio di cancro. Ma da un altro punto di vista è ridicolo parlare di tossicità senza considerare il dosaggio. Le tossine ingerite durante una grigliata occasionale possono essere di gran lunga inferiori a quelle ingerite con una sigaretta fumante passiva.

Secondo mia madre, il barbecue è un veleno ricoperto di cenere di carbone che danneggia la salute; secondo me il barbecue è un antidoto profumato che cura la depressione e l'ansia. Naturalmente, anche se non c'è nulla che un barbecue non possa risolvere, sembra più importante ascoltare la madre e non lasciarla farsi male.

Riferimenti:

[1] Maillard, LC. Azione degli amminoacidi sugli zuccheri. Formazione delle melanoidine in modo metodico. Comptes Rendus (in francese). (1912), 154: 66–68.

[2] Giovanni, "Alimenti disidratati, chimica delle reazioni di imbrunimento nei sistemi modello". Rivista di chimica agraria e alimentare. 1953, 1 (15): 928–43.

[3] https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%BE%8E%E6%8B%89%E5%BE%B7%E5%8F%8D%E5%BA%94

[4] Van Boekel M. Aspetti cinetici della reazione di Maillard: una revisione critica[J]. Cibo/Nahrung, 2001, 45(3): 150-159.

[5] Promeyrat A, Gatellier P, Lebret B, et al. Valutazione dell'aggregazione proteica nella carne cotta[J]. Chimica alimentare, 2010, 121(2): 412-417.

[6] Stadler RH, Blank I, Varga N, et al. Acrilamide dai prodotti della reazione di Maillard[J]. Natura, 2002, 419(6906): 449-450.

Fonte: Fanpu

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