PREMIO CESARE BONACINI. Chimica, fisica, biologia... studi ed esperimenti sulla scienza del far da mangiare.

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1 Associazione per l'insegnamento della Fisica PREMIO CESARE BONACINI ANNO SCOLASTICO Associazione Nazionale Insegnanti di Scienze Naturali 34 Concorso annuale "PREMIO CESARE BONACINI" riservato alle scuole secondarie di I grado Chimica, fisica, biologia... studi ed esperimenti sulla scienza del far da mangiare. 7IGSRHSTVIQMSGSRPEQSXMZE^MSRI TIVPEGSVVIXXI^^EHIPPMRXIVTVIXE^MSRIIHIPPEVIEPM^^E^MSRI Istituto Comprensivo Statale A. Vespucci Via Stazione snc, Vibo Valentia Marina Tel. 0963/ telefax 0963/ cod. mecc. VVIC82600R cod. fiscale Distretto Scol. n. 14 vvic82600r@istruzione.it Nomi e classi di appartenenza degli studenti: MAZZITELLI Francesco Pio Classe IIA NAPPI Marco PAVONE Federica Classe IIC Classe IIA Nome e firma del docente BABUSCI Marina 1

2 Ricette Scientifiche: le emulsioni Descrizione degli esperimenti Introduzione: Le emulsioni alimentari coprono un'area molto ampia di alimenti di uso comune come il burro, la maionese, la panna, la margarina, gli yogurt e la vinaigrette. Tutte le emulsioni contengono un grasso (come l olio) e dell acqua ma la loro miscela è possibile solo sottoponendo il liquido ad una forte agitazione. Per poter essere utilizzate in cucina le emulsioni devono essere stabili evitando che il grasso e l acqua si separino, occorre pertanto una sostanza stabilizzante in grado di tenere insieme i due liquidi. In questo modo si potranno creare condimenti, salse e marinature con sostanze che altrimenti non potrebbero stare insieme. Obiettivo: Attraverso la preparazione di semplici emulsioni si sono introdotti alcuni principi chimici di base e favorito la discussione sulla natura e sulla composizione degli alimenti e sugli effetti degli additivi. Allo stesso tempo sono state fornite alcune spiegazioni scientifiche più generali che stanno alla base di molte ricette. Materiali e strumenti: acqua, olio extravergine di oliva, aceto, lecitina di soia, gelatina, pipette, becher, frullatore ad immersione, siringa, bilancia digitale. Procedimento: Per mezzo di una bilancia digitale ed un contenitore graduato abbiamo determinato la densità dell olio d oliva e dell aceto che sono serviti per l esperimento. Abbiamo introdotto in una provetta 40 ml olio e altrettanti di aceto. Agitando la provetta vigorosamente per qualche secondo abbiamo ottenuto una emulsione di tipo O/W. Abbiamo ripetuto il procedimento più volte, aggiungendo all olio e all aceto quantità sempre maggiori lecitina di soia. Abbiamo infine miscelato con un frullatore ad immersione 20 g della soluzione più stabile, 80 g di olio ed un quarto di foglio di gelatina disciolto in precedenza in poca acqua. 2

3 Risultati delle misure Abbiamo osservato che il liquido a densità più bassa l olio - galleggia su quello a densità maggiore - l aceto. Abbiamo pesato i liquidi per mezzo di una bilancia digitale con una precisione di 1 g e determinato il volume pesato utilizzando un becher graduato da laboratorio. La densità dell olio è risultata essere circa 0,92 g/ml mentre quella dell aceto circa 1,02 g/ml. Abbiamo chiuso e agitato vigorosamente il contenitore. La miscela è risultata poco stabile ed in breve tempo (circa 10 secondi) si è separata. L aggiunta di due granuli di lecitina di soia ha cambiato di poco la stabilità della miscela che si è rotta quasi completamente dopo 15 secondi. Con 10 granuli abbiamo dovuto attendere invece dai 25 ai 30 secondi prima della completa separazione. Una quantità maggiore di lecitina di soia, circa il quadruplo, ha stabilizzato la miscela che ha mostrato una separazione evidente dopo ben 18 minuti malgrado non tutti i granuli si siano disciolti completamente nel liquido. La miscela ottenuta mescolando la gelatina e l olio con il frullatore ad immersione si è rivelata estremamente stabile ed ha assunto una consistenza gelatinosa simile a quella di una maionese. 3

4 Resoconto della discussione e conclusioni Mentre alcune sostanze possono miscelarsi in qualsiasi proporzione, molti liquidi non si mescolano ma si dispongono a strati, uno sull altro, se non vengono sottoposti ad una certa agitazione. Lo abbiamo verificato ad esempio nel classico esperimento con acqua, olio ed alcool che si dispongono uno sull altro a seconda della loro densità. Se versiamo un po' di olio in un recipiente contenente acqua, lo vediamo galleggiare e mantenersi separato dall'acqua. Se però agitiamo a lungo il recipiente, riusciamo ad ottenere una dispersione di goccioline di olio nell acqua che però in breve tempo si riuniscono e l olio ritorna a galla. Lo stesso vale per olio e aceto che si combinano a fatica e solo se agitiamo con forza il contenitore dove sono posti. Uno dei due ingredienti, ridotto in goccioline (la fase dispersa) si distribuisce all interno dell altro (la fase continua): se sono le goccioline di acqua a disperdersi nel grasso, come ad esempio nel burro o nella margarina, si parla di emulsione di tipo w/o dall inglese water in oil ; se sono le goccioline di olio a disperdersi nella fase acquosa, come nel caso della maionese o della panna, si parla di emulsione o/w, oil in water. La formazione di una emulsione viene facilitata dalla presenza di emulsionanti, molecole che possiedono una parte affine all acqua e una parte affine ai grassi. Emulsionanti sono le lecitine, contenute nel tuorlo d uovo e in altri alimenti, le proteine (le caseine del latte, le proteine del siero, dell albume e quelle della soia ), le gelatine e gli amidi. Le molecole di lecitina sono fatte in modo tale che ad una estremità si legano all aceto, mentre l altra estremità è affine ai grassi. In questo modo riesce a mescolare due liquidi immiscibili in condizioni normali. In ogni caso un emulsione è una struttura molto delicata e la sua stabilità è influenzata da molti altri fattori come la temperatura, il ph, i sali disciolti ed altro ancora. Noi abbiamo usato la lecitina di soia e la gelatina e siamo riusciti ad ottenere un composto stabile, pronto per l uso alimentare. 4

5 Bibliografia 1. Bressanini Dario, Emulsioni, 2. Bressanini Dario, Olio da spalmare, 3. Hervé This, Pentole & provette, Nuovi orizzonti della gastronomia molecolare. I Saggi del Gambero Rosso (2003) 4. Carlos Bravo-Diaz and Elisa Gonzalez-Romero, Showing Emulsion Properties with Common Dairy Foods, J. Chem. Educ., 1996, 73 (9), p 844. DOI: /ed073p844; 5