La maionese, emulsioni in cucina

Maionese By jules (rolls royce mayonnaise) [CC BY 2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0)], via Wikimedia Commons

Cos’è la maionese?

Dipende dai punti di vista.

Un quindicenne risponderebbe che è quella salsa da mettere sulle patatine (Ahi! Dolòr!), uno chef direbbe che è la madre delle salse madri e un fisico che è un’emulsione.

Chi ha ragione? Un po’ tutti.

A noi oggi però interessa passare in rassegna le proprietà fisico-chimiche della maionese, per comprenderne meglio le caratteristiche culinarie, in termine di gusto e consistenza, e magari imparare alcuni trucchi.

Perché, come ha scritto uno chef recentemente, “Puoi avere tutte le stelle che vuoi, puoi aver fatto la maionese tremila volte in vita tua, ma se decide di impazzire c’è poco da fare, impazzirà anche se sei Carême in persona”

Acqua e olio non si mescolano, rimangono fasi separate

Versiamo dell’olio nell’acqua. Come sappiamo tutti, l’olio e l’acqua non si mescolano, sono immiscibili: l’olio, meno denso, si dispone sulla superficie dell’acqua, e lì torna anche dopo aver mescolato vigorosamente. I due liquidi sono perfettamente suddivisi in due fasi.

Perché accade questo?

Dipende dalla natura delle molecole di acqua e olio.

Le molecole di olio sono idrofobe, ovvero tendono a stare il più lontano possibile dalle molecole d’acqua. Questo accada a causa delle forze in gioco, di tipo elettrico.

L’olio ha una struttura elettricamente simmetrica.

Le molecole d’acqua invece hanno una conformazione polare, ovvero la carica elettrica non è distribuita uniformemente ma in modo disomogeneo, per cui ci sarà una parte della molecola d’acqua che è carica positivamente, e l’altra che è carica negativamente.

A causa della loro configurazione le molecole d’acqua, polari, e quelle d’olio, non polari, tendono a non mescolarsi, per cui, complice anche la gravità, si creano le due fasi distinte, con le molecole d’acqua sotto e quelle d’olio sopra.

Acqua e olio, due fasi seprate Copyright © 2010 Samuel DuPont and Ryan Cates. STARS – University of South Florida

Le emulsioni, dove acqua e olio riescono a miscelarsi

Esistono delle molecole che, al contrario di quelle d’olio, sono invece attratte dalle molecole d’acqua con le quali tendono quindi a legarsi: vengono chiamate idrofile.

Esistono poi delle molecole particolarmente fortunate, che hanno una parte idrofoba e un’altra idrofila. Per questa ragione vengono chiamate anfifiliche. Molecole di questo tipo si trovano nella lecitina, che è una sostanza presente nel tuorlo d’uovo, ma anche altrove, ad esempio nel sapone.

Le molecole anfifiliche riescono nel miracolo di far mescolare fra loro acqua e olio. In che modo?

Praticamente si mettono in mezzo: le code idrofobe si legano con le molecole di olio, mentre l’altro estremo, idrofilo, si lega con le molecole d’acqua. Collocandosi all’interfaccia fra le due fasi rendono possibile la dispersione stabile di una fase nell’altra. Ovvero la creazione di un’emulsione.

Perché questo possa accadere è necessaria dell’energia, energia che viene fornita, di solito meccanicamente. Montando la maionese si fa proprio questo, si cede energia meccanica al sistema.

Sono possibili due tipi di emulsioni, a seconda di qual è la fase che si disperde nell’altra. Per acqua e olio esistono emulsioni acqua-in-olio, nelle quali è l’olio a formare la fase continua e l’acqua la fase dispersa, o viceversa olio-in-acqua, in cui l’olio forma la fase dispersa e l’acqua la fase continua.

È importante notare che le emulsioni, essendo liquide, non presentano una struttura interna.

Nelle emulsioni si possono determinare configurazioni anche molto diverse: fra le più comuni quelle a strati (1) e quelle a micelle (2).

Strutture layered (1) e micelle (2) “Lipid bilayer and micelle” by Stephen Gilbert Licensed under CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons

Nella maionese succede proprio questo: le code delle molecole anfifiliche della lecitina presente nel tuorlo d’uovo circondano le goccioline d’olio e le teste si legano alle molecole d’acqua circostanti. Così facendo le due fasi si mescolano, e si forma l’emulsione, ovvero la maionese. Nella maionese in realtà a questo duro lavoro contribuiscono anche le molecole proteiche presenti nell’uovo, e un aiutino lo danno anche le sostanze acide (tipo l’aceto e il limone) che fanno aumentare la carica elettrica delle teste delle molecole anfifiliche.

Un’emulsione al microscopio
Belle Lowe, Experimental Cookery From The Chemical And Physical Standpoint John Wiley & Sons (1937)

Il principale problema delle emulsioni è quello della stabilità. Tipico esempio di instabilità, la maionese che impazzisce. Dal punto di vista fisico-chimico questo fenomeno corrisponde alla separazione delle due fasi.

La maionese impazzisce facilmente perché la lecitina è un buon emulsionante ma poco stabile nel tempo. Migliori sono le emulsioni ottenute usando come emulsionante le proteine, che infatti vengono spesso aggiunte alle emulsioni industriali proprio per aumentarne la stabilità nel tempo.

Un ultima curiosità: quanto olio si riesce a emulsionare con un solo tuorlo d’uovo? Tanto! Una maionese è composta principalmente di olio, intorno al 70%, ma si può osare anche di più, anche se oltre questa soglia più olio si aggiunge più la maionese diventa instabile.

Quindi si può arrivare a 75-100 g di olio per ciascun tuorlo d’uovo.

Non abbiamo parlato delle proprietà nutritive della maionese. La maionese è sicuramente un cibo ipercalorico: 700 kcal / 100 g, con un notevole apporto di colesterolo: 70 ml / 100 g.

Cosa si può fare per rendere la maionese un cibo light? Poco. O molto. A seconda di quanto siamo innovativi e ci piace sperimentare cose nuove.

Se ad esempio invece che usare la maionese, come base di molte salse, usassimo un’emulsione ottenuta usando lecitina di soia e acqua, le cose cambierebbero radicalmente.

Ci hanno già pensato?

Certo che sì. Qualcuno ha mai sentito parlare di cucina molecolare?

BIBLIOGRAFIA

Bibliografia

Dario Bressanini, Scienza in cucina- Emulsioni

Innovidea – La chimica della maionese

Davide Cassi – La scienza e la cucina sperimentale

Davide Cassi – Ettore Brocchia, Il gelato estemporaneo, Sperling & Kupfer (2005)

Wikipedia (EN)– Emulsion