La Scienza e la Cucina Sperimentale. Davide Cassi Dipartimento di Fisica Università di Parma

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1 La Scienza e la Cucina Sperimentale Davide Cassi Dipartimento di Fisica Università di Parma

2 GASTRONOMIA MOLECOLARE = STUDIO SCIENTIFICO DEI PROCESSI DI CUCINA CUCINA SCIENTIFICA = UTILIZZO DEL METODO E DELLE CONOSCENZE SCIENTIFICHE PER LA CREAZIONE DI NUOVI PIATTI E NUOVE TECNICHE

3 PROCESSI CHE COINVOLGONO LE MOLECOLE NEI CIBI PROCESSI CHIMICI = TRASFORMAZIONE DI MOLECOLE DI UN TIPO IN MOLECOLE DI ALTRI TIPI STUDIATI DA TEMPO PROCESSI FISICI = RIDISPOSIZIONE DELLE STESSE MOLECOLE SECONDO NUOVE ARCHITETTURE CAPITI NEGLI ULTIMI VENT ANNI

4 I mattoni e l'edificio: i processi fisici LA CASA NON E' RIDUCIBILE A MATTONI, CALCE ECC., ANCHE SE NE CONOSCIAMO LE QUANTITA' ESATTE! LA MAIONESE E' UN OGGETTO NUOVO E DIVERSO RISPETTO A TUORLO, OLIO, SALE E LIMONE, ANCHE CONOSCENDONE LE DOSI ESATTE!

5 = + LA CASA E LE SUE PROPRIETA' SONO MEGLIO CARATTERIZZATE DALLA SUA ARCHITETTURA CHE NON DAI DETTAGLI DEI MATTONI LA MAIONESE E LE SUE PROPRIETA' SONO MEGLIO CARATTERIZZATE DALLA SUA STRUTTURA CHE NON DALLE DOSI ESATTE DEI SUOI INGREDIENTI

6 Un sistema complesso è un sistema le cui proprietà dipendono più dall architettura che dalla natura dei componenti

7 IL CUOCO COSTRUISCE UN COMPLESSO EDIFICIO GASTRONOMICO CHE PRIMA LA BOCCA, POI LO STOMACO E L'INTESTINO DISTRUGGERANNO SCOMPONENDOLO IN MATTONCINI CHIMICI ASSIMILABILI

8 LA SCIENZA DELL'ALIMENTAZIONE SI OCCUPA DELLA PIETANZA DALLO STOMACO IN POI LA GASTRONOMIA MOLECOLARE DEVE STUDIARE LA PIETANZA PRIMA DEL SUO ARRIVO NELLO STOMACO STUDIO DELLE CARATTERISTICHE ORGANOLETTICHE DELLE PIETANZE, ATTRAVERSO L'ANALISI DEGLI INGREDIENTI E DEI PROCESSI DI CUCINA LA COMPLESSITA' GASTRONOMICA DOMINATA: SE SO " PERCHÉ ", SO ANCHE " COME LE TECNICHE PER PRODURRE PIETANZE BUONE SUGGERITE DALLA CONOSCENZA SCIENTIFICA E PROGETTATE, NON PIU' SOLTANTO INDOVINATE IN BASE AD INTUITO ED ESPERIENZA

9 I mattoni dell edificio gastronomico CLASSIFICAZIONE DEI MATTONI SECONDO LA GASTRONOMIA SCIENZA DELL'ALIMENTAZIONE SCIENTIFICA MOLECOLE ENERGETICHE MOLECOLE PLASTICHE MOLECOLE REGOLATRICI CARBOIDRATI GRASSI PROTEINE VITAMINE SALI MINERALI

10 I mattoni dell edificio gastronomico CLASSIFICAZIONE DEI MATTONI SECONDO LA GASTRONOMIA SCIENZA DELL'ALIMENTAZIONE SCIENTIFICA LUNGHE MOLECOLE STRUTTURALI ENERGETICHE (POLIMERI) MOLECOLE PICCOLE MOLECOLE PLASTICHE SENSORIALI MOLECOLE REGOLATRICI SOLVENTI TENSIOATTIVI CARBOIDRATI POLISACCARIDI GRASSI PROTEINE PROTEINE SAPIDE AROMATICHE VITAMINE SALI ACQUA MINERALI GRASSI FOSFOLIPIDI, ALCUNE PROTEINE

11 I capisaldi dell architettura gastronomica LE PICCOLE MOLECOLE SAPIDE E AROMATICHE DEVONO ESSERE DILUITE BISOGNA CATTURARLE CON UN SOLVENTE E UNIRLE ALLE LUNGHE MOLECOLE STRUTTURALI

12 I capisaldi dell architettura gastronomica LE MOLECOLE SAPIDE SONO PREVALENTEMENTE POLARI SOLUBILI IN ACQUA LE MOLECOLE AROMATICHE SONO PREVALENTEMENTE APOLARI SOLUBILI IN GRASSI ESERCIZI: 1) Sciogliere sale e zucchero in acqua e in olio 2) Estrarre gli aromi del rosmarino in acqua e olio

13 I capisaldi dell architettura gastronomica ACQUA E GRASSI,, PER EFFETTO DELLA DIVERSA POLARITA' TENDONO A SEPARARSI ESERCIZI: 3) Miscelare agitando acqua e olio e lasciare a riposo PER MISCELARLI OCCORRONO I TENSIOATTIVI,, CIOÈ MOLECOLE DOTATE DI UNA PARTE POLARE (IDROFILA) E UNA APOLARE (IDROFOBA O LIPOFILA)

14 I capisaldi dell architettura gastronomica TENSIOATTIVI DA CUCINA: PROTEINE: ALBUMINA (NELL'ALBUME) PROTEINE DEL SIERO ( NEL LATTE) FOSFOLIPIDI: LECITINA (NEL TUORLO) LECITINA DI SOIA TENSIOATTIVI DA NON MANGIARE: SAPONI, DETERSIVI,

15 I capisaldi dell architettura gastronomica SAPORI AROMI ACQUA GRASSI TENSIOATTIVI POLIMERI (strutturali) ESERCIZI: Esperimenti vari con uova, latte, lecitina di soia, olio, acqua, sapori, aromi,

16 L architettura e l arte di costruire MATTONI SEMPLICI ATOMI, MOLECOLE PICCOLE EDIFICI SEMPLICI GAS, LIQUIDI, SOLIDI

17 L architettura e l arte di costruire MATTONI COMPLESSI MACROMOLECOLE, POLIMERI EDIFICI COMPLESSI TRA LIQUIDO E SOLIDO LA MATERIA SOFFICE

18 L architettura della materia soffice A: I gel AMIDI, PECTINE, PROTEINE, RAGGOMITOLATI A BASSE TEMPERATURE O ALLO SATO NATIVO, SI SROTOLANO E FORMANO UNA RETE CHE PUO' TRATTENERE GRANDI QUANTITA' D'ACQUA

19 ESEMPI: LA MOLLICA DEL PANE, L'UOVO BOLLITO, LA POLENTA, LA GELATINA DI CARNE, LA MARMELLATA ESERCIZI: Bollire soluzioni diluite di farina, fecola, maizena in acqua finché il gel non ha assorbito tutta l'acqua a disposizione. Trovare empiricamente la diluizione massima

20 B: EMULSIONI GRASSI E ACQUA SI MESCOLANO GRAZIE ALLE MOLECOLE DI TENSIOATTIVO CHE CIRCONDANO LE GOCCIOLINE DI UNO DEI DUE ESEMPI: MAIONESE (OLIO IN ACQUA), LATTE (GRASSO IN ACQUA), BURRO (ACQUA IN GRASSO), GANACHE,

21 C: SCHIUME BOLLICINE D'ARIA CIRCONDATE DI TENSIOATTIVO SI INTRODUCONO NELL'ACQUA O NEL GRASSO ESEMPI: ALBUME MONTATO A NEVE (ARIA IN ACQUA), BURRO MONTATO (ARIA IN GRASSI)

22 D: Vetri Le molecole occupano posizioni fisse come in un solido, ma la loro disposizione è disordinata come in un liqudo Esempi: caramello

23 E: Sospensioni Microparticelle solide si disperdono in un liquido senza sciogliersi Esempi: diverse salse (pesto, ),

24 Geometria per cuochi ovvero Come la forma delle pietanze influisce sui processi culinari

25 I frattali e la geometria della complessità "Considerate per esempio uno di quei fiocchi bianchi che si ottengono salando una soluzione di sapone. Ad una certa distanza il suo contorno può apparire ben delineato, ma avvicinandosi la sua nettezza scompare. L'uso di una lente di ingrandimento o di un microscopio ci lascia altrettanto incerti, perché nuove irregolarità appaiono ogni volta che aumentiamo l'ingrandimento e non riusciamo mai ad ottenere un'impressione netta e uniforme come quella data, per esempio, da una sfera d'acciaio." J.Perrin (1906)

26 I frattali e la geometria della complessità ESERCIZI: ripetere l'esperimento di Perrin,, prima col sapone, poi con tensioattivi commestibili

27 I frattali e la geometria della complessità QUANT'È LUNGA LA COSTA DELLA BRETAGNA? NUOVI DETTAGLI AD OGNI INGRANDIMENTO PIU' INGRANDISCO, PIU' SI ALLUNGA LA LUNGHEZZA DIPENDE DALLA SCALA!

28 I frattali e la geometria della complessità E QUELLA TRA GENOVA E IMPERIA? Viaggiatore Pas s o Lunghezza mis urata Aereo 9 0 Km 9 0 Km Topografo 2 Km 15 9 Km Uomo 1 m Km Granchio 1 cm 78 0 Km Formica 1 mm Km

29 I frattali e la geometria della complessità QUANTE BOLLE CI SONO NEI BABA DI PIERRE HERME'? DIPENDE DALLA SCALA! SE VOGLIO RIEMPIRLE, PIU' SONO PICCOLI GLI OGGETTI DEL RIEMPIMENTO, PIU' CE NE STANNO (PIU' LO SCIROPPO E' FINE )

30 I frattali e la geometria della complessità PERCHÉ I LIQUIDI NEL BABÀ DI PIERRE HERMÉ DIFFONDONO LENTAMENTE ALLA SUPERFICIE LASCIANDOLO IMBEVUTO PIÙ A LUNGO? PERCHÉ SI MUOVONO A CASO COME QUESTE COCCINELLE NEL LABIRINTO: LE VIE CHIUSE E CONTORTE LE COSTRINGONO A TORNARE INDIETRO PIU' SPESSO

31 La percolazione e l arte di fare il caffé ANCHE L'ACQUA NELLA POLVERE DI CAFFE' SEGUE STRADE FRATTALI LUNGHE E TORTUOSE CHE LA CARICANO DI SAPORE E AROMA LA POLVERE IDEALE DEVE ESSERE COMPATTATA IN MODO DA AVERE CAMMINI MOLTO LUNGHI MA CHE ANCORA PERMETTANO ALL'ACQUA DI PASSARE: DEV'ESSERE ALLA SOGLIA DI PERCOLAZIONE LA SOGLIA DI PERCOLAZIONE E LA LUNGHEZZA DEI CAMMINI SI POSSONO REGOLARE MISCELANDO POLVERI DI DIVERSA FINEZZA ESERCIZI: miscelare in proporzioni diverse la polvere per espresso da bar e quella per la moka e fare esperimenti con la macchina per l'espresso da casa

32 La nuova cucina scientifica minirassegna di piatti e tecniche GEL: Cagliata d uovo Gnocchi di amidi Cialde di amidi SCHIUME ed EMULSIONI: Salse alla lecitina Nuova meringa italiana COTTURE IN ZUCCHERO FUSO: Rombo assoluto Bomboloni PASTA alla lecitina di soia MICROCRISTALLIZAZIONE : Congelamento rapido in azoto liquido

33 Cagliata d uovo L alcol agisce sull uovo come il caglio sul latte Coagulazione delle proteine senza calore

34 Cialde di amidi Amidi gelificati con purea di verdure ed essiccati nella piastra per cialde

35 Gnocchi di amidi Gnocchi senza uova né patate Con amidi gelificati e purea di verdure

36 Salse alla lecitina di soia Salse a base di schiuma di lecitina e acqua Senza uova e olio

37 Pasta alla lecitina di soia Farina di grano duro impastata con schiuma di acqua e lecitina Pasta estremamente duttile e malleabile Grande capacità di legare le salse molto liquide

38 Rombo assoluto fritto in una miscela di zuccheri fusi (prevalentemente glucosio)

39 Raffreddamento in azoto liquido L aria secca è composta per il 78% da azoto L azoto, a pressione ambiente, bolle a circa -196 gradi centigradi L azoto liquido si utilizza per raffreddare molto velocemente, non per arrivare a temperature bassissime (come una piastra rovente si usa per scaldare velocemente e non per bruciare...) Quanto più veloce è il raffreddamento di un liquido, tanto più piccoli sono i cristalli che si formano La stessa quantità di materia solida, ridotta in particelle più fini, lega una maggior quantità di liquido (avendo più superficie di contatto)