Caramellizzazione: caramellana e caramellene

La Chimica della Caramellizzazione degli Zuccheri e le sue Reazioni

La caramellizzazione è un processo non enzimatico che, insieme alla reazione di Maillard, porta alla formazione di composti di colore bruno e aromatico. Questo processo avviene ad alte temperature e coinvolge sia gli zuccheri aldosi che chetosi presenti negli alimenti, creando variazioni sia nel colore che nell’aroma degli stessi.

La caramellizzazione è essenzialmente una reazione di degradazione termica ed ossidativa degli zuccheri, sia in forma pura che in soluzioni acquose concentrate. Durante questo processo si generano sostanze volatili che conferiscono l’aroma caratteristico e composti brunastri tipici del caramello. Questo fenomeno avviene durante il riscaldamento di prodotti alimentari contenenti elevate concentrazioni di zuccheri.

Durante la caramellizzazione avviene la rimozione dell’acqua sotto forma di vapore, seguita da una serie complessa di reazioni chimiche che coinvolgono isomerizzazione e polimerizzazione. Queste reazioni contribuiscono alla formazione dei composti aromatici e colorati tipici del caramello.

La temperatura alla quale avviene la caramellizzazione dipende dal tipo di zucchero coinvolto nel processo. Ad esempio, il fruttosio ha una temperatura di caramellizzazione più bassa rispetto ad altri zuccheri come il maltosio. Si dice che gli Arabi siano stati i primi ad ottenere il caramello cristallizzando lo zucchero in acqua bollente nel 1000 d.C.

Tabella delle temperature di caramellizzazione:

– Fruttosio: 110°C
– Galattosio: 160°C
– Glucosio: 160°C
– Maltosio: 180°C
– Saccarosio: 160°C

È importante sottolineare che, nei cibi, sono spesso presenti numerosi tipi di zuccheri e altri componenti che possono influenzare la temperatura di caramellizzazione e le diverse reazioni chimiche che si verificano, influenzando i sapori e i colori finali del prodotto.

Il fruttosio, avendo la temperatura di caramellizzazione più bassa, e quindi presente principalmente nel miele, è uno dei primi zuccheri a promuovere la caramellizzazione durante il riscaldamento.

Durante il processo di caramellizzazione, la frammentazione degli zuccheri genera composti aromatici volatili a basso peso molecolare che conferiscono l’aroma caratteristico. Le successive reazioni di polimerizzazione portano alla formazione di composti ad alto peso molecolare che contribuiscono al colore scuro tipico del caramello.

Reazioni durante il processo di caramellizzazione

Durante il processo di caramellizzazione, avvengono diverse tipologie di reazioni chimiche che trasformano lo zucchero in caramello:
1.

Inversione del saccarosio

: il saccarosio si trasforma in glucosio e fruttosio.

2.

Reazioni di condensazione

: comportano la formazione di legami tra molecole.

3.

Formazione di legami intramolecolari

: si creano legami all’interno delle molecole.

4.

Isomerizzazione di aldosi e chetosi

: alcune forme dei monosaccaridi cambiano configurazione.

5.

Reazioni di disidratazione

: comportano la perdita di molecole d’acqua.

6.

Reazioni di frammentazione

: molecole più grandi si frammentano in molecole più piccole.

7.

Formazione di polimeri insaturi

: si creano catene di molecole più complesse.

Prodotti della caramellizzazione

Durante la caramellizzazione dello zucchero si formano principalmente tre prodotti:
–

Caramellana

: un prodotto della disidratazione.
–

Caramellene

: un polimero di formula C36H50O25.
–

Caramellino

: un altro polimero di formula C125H188O80.

Il caramellana è un solido deliquescente di colore marrone e sapore amaro, mentre il caramellene ha una colorazione più intensa e non è deliquescente. Il caramellino si presenta in tre forme, una solubile in acqua fredda, una solubile in acqua calda e una insolubile.

Caratteristiche del caramello

Un buon caramello dovrebbe contenere particelle colloidali che non precipitano nel tempo. Le sostanze responsabili del suo gusto sono il diacetile 2,3-butendione, che dona un sapore burroso, gli esteri e i lattoni per il sapore di rum, i furani per il gusto di nocciola e il maltolo per un sapore tostato.

In conclusione, la caramellizzazione non è solo una trasformazione del saccarosio in caramello ma un processo che porta a una varietà di molecole che conferiscono al caramello il suo caratteristico sapore e aroma.