La caramellizzazione spiegata

Cosa significa caramellizzazione

La caramellizzazione è la doratura dello zucchero tramite il calore, senza coinvolgimento di proteine. Trasforma lo zucchero incolore in pigmenti marroni e composti aromatici dal sapore burroso, nocciolato e, se scurisce, amaro. Come la reazione di Maillard è una doratura non enzimatica, ma la Maillard richiede anche amminoacidi oltre allo zucchero, mentre la caramellizzazione usa solo zucchero (American Society of Baking; University of Guelph).

La doratura della carne rosolata è dovuta alla reazione di Maillard, non alla caramellizzazione (Encyclopedia of Food and Culture). Le caramelle morbide al caramello possono coinvolgere uno o entrambi i processi: cuocere zucchero e panna permette la doratura Maillard (Exploratorium), mentre altre ricette prima caramellano lo zucchero e poi aggiungono la panna. ThermoWorks descrive questo secondo metodo, riscaldando lo zucchero a 177 °C (350 °F) prima di aggiungere la panna e terminando a 120 °C (248 °F).

La chimica in parole semplici

Il calore non si limita a fondere il saccarosio (zucchero da tavola) per poi dorarlo. I ricercatori dell’Università dell’Illinois hanno scoperto che i cristalli di saccarosio cedono perché le molecole si stanno già scomponendo, chiamando questo fenomeno “fusione apparente”. La temperatura a cui avviene cambia in base alla velocità di riscaldamento, glucosio e fruttosio si comportano allo stesso modo, e prodotti di decomposizione come glucosio e idrossimetilfurfurale (HMF) compaiono appena i cristalli collassano. Poiché la decomposizione dipende sia dal tempo che dalla temperatura, lo zucchero mantenuto più a lungo può caramellare ben al di sotto del punto di fusione solitamente indicato per il saccarosio.

Quando lo zucchero inizia a scomporsi, molte reazioni avvengono contemporaneamente (University of Guelph):

• Scissione: il saccarosio si divide nelle sue due metà, glucosio e fruttosio, in un passaggio chiamato inversione.
• Perdita d’acqua: gli zuccheri si condensano e si disidratano, liberando acqua.
• Frammentazione: man mano che l’acqua diminuisce, le molecole si spezzano in piccoli composti aromatici volatili. Il diacetile dà una nota burrosa, tipo butterscotch, e i furani un sapore nocciolato.
• Aggregazione: altri frammenti si uniscono in grandi polimeri marroni chiamati caramelani, carameleni e caramelini, che danno il colore al caramello.

Il caramello finito contiene tracce di circa un centinaio di composti dolci, acidi e amari (Encyclopedia of Food and Culture), e gli scienziati alimentari non ne comprendono ancora ogni passaggio (Exploratorium).

Quando diversi zuccheri iniziano a caramellare

Ogni zucchero inizia a dorarsi a una temperatura diversa. Considera questi valori come punti di partenza approssimativi, non punti di fusione: l’inizio cala se lo zucchero viene mantenuto più a lungo, varia con pH e altri ingredienti, e differisce tra fonti (University of Illinois; University of Guelph).

In pratica, il miele ricco di fruttosio si scurisce prima e di più rispetto allo zucchero da tavola (Encyclopedia of Food and Culture; American Society of Baking).

Fasi di colore e sapore del caramello

Man mano che il caramello di saccarosio cuoce, passa da trasparente a dorato, ambrato, marrone intenso e infine nero. Il sapore segue il colore: un caramello troppo chiaro è poco saporito, uno troppo scuro sa di bruciato e amaro (King Arthur Baking). Le temperature pubblicate per ogni colore possono differire anche di 10 °C (18 °F) o più, quindi valuta anche colore e profumo oltre al termometro.

Secondo NIST, l’intera fase del caramello va da 160 a 182 °C (320–360 °F), da dorato chiaro ad ambrato scuro, e America’s Test Kitchen porta il suo sciroppo al caramello salato ad ambrato a 177 °C (350 °F). Togli la pentola dal fuoco poco prima che il caramello raggiunga il colore desiderato, perché continuerà a cuocere nel calore residuo (King Arthur Baking).

Caramello a secco vs caramello bagnato

Caramello a secco significa zucchero scaldato da solo, meglio in una padella larga e bassa. È più veloce ma difficile da controllare, perché può colorarsi molto rapidamente e bruciare prima che te ne accorga. Usa un calore basso o medio-basso, distribuisci lo zucchero in uno strato uniforme e muovilo delicatamente con una spatola in silicone mentre si scioglie (King Arthur Baking).

Caramello bagnato parte da zucchero sciolto in acqua. È più lento e meno soggetto a bruciare, quindi King Arthur Baking lo consiglia se sei alle prime armi. L’acqua deve evaporare prima che inizi la doratura: lo sciroppo passa per le fasi di filo, palla e crack e si colora solo quando quasi tutta l’acqua è evaporata, intorno a 160 °C (320 °F) (Exploratorium). Trovi la tabella completa delle temperature nella nostra guida alle fasi dello sciroppo di zucchero.

Come acidità e alcalinità influenzano la caramellizzazione

Secondo l’Università di Guelph, la caramellizzazione è più lenta vicino al neutro (pH 7) e accelera in condizioni fortemente acide (sotto pH 3) e fortemente alcaline (sopra pH 9). Anche l’American Society of Baking indica la velocità minima a pH 7 e la massima in ambiente acido, ma non discute le condizioni alcaline.

In cucina, l’acido conta soprattutto per l’inversione: un po’ di succo di limone o cremor tartaro divide parte del saccarosio in glucosio e fruttosio, ostacolando la formazione di grandi cristalli (Exploratorium) e dando zuccheri che iniziano a dorarsi a temperature più basse (University of Guelph). L’effetto più noto del bicarbonato sulla doratura riguarda la reazione di Maillard; vedi la nostra guida alla reazione di Maillard.

Come evitare che il caramello bruci o cristallizzi

Per evitare che bruci

• Usa una pentola pesante e chiara per vedere meglio il colore reale (King Arthur Baking).
• Tieni il calore moderato e non lasciare la pentola incustodita, perché il caramello passa da ambrato a bruciato molto in fretta; abbassare la fiamma quando è dorato rallenta la doratura finale (America’s Test Kitchen).
• Per fermare subito la cottura, immergi il fondo della pentola in acqua ghiacciata (King Arthur Baking).
• Scalda panna o burro prima di aggiungerli, versali lentamente fuori dal fuoco e aspettati che faccia schiuma. In caso di ustione, raffredda la zona sotto acqua corrente fresca per 20 minuti e non rimuovere nulla attaccato alla pelle. Per ustioni estese o profonde, cerca subito assistenza medica (NHS).

Per evitare la cristallizzazione

• Versa lo zucchero al centro della pentola così i granelli secchi non restano sui bordi (America’s Test Kitchen).
• Per uno sciroppo semplice di zucchero e acqua, mescola solo finché lo zucchero si scioglie. Quando bolle, ruota la pentola invece di mescolare, perché agitare può far partire la cristallizzazione (King Arthur Baking; Exploratorium). Segui la ricetta quando aggiungi latticini: i composti di caramello con latticini possono richiedere mescolamento continuo per evitare che si attacchino, come nelle Mom’s Caramels di King Arthur Baking.
• Lava i cristalli dai bordi con un pennello da pasticceria bagnato, oppure copri brevemente la pentola così il vapore li scioglie (King Arthur Baking).
• Aggiungi un ingrediente che interferisce. Glucosio o sciroppo di mais, miele, burro o un acido come cremor tartaro o succo di limone ostacolano la formazione dei cristalli di saccarosio (Exploratorium; King Arthur Baking).

Caramellizzazione vs reazione di Maillard

Entrambe le reazioni dorano i cibi e sviluppano sapore, e possono avvenire nella stessa preparazione. La caramellizzazione richiede solo zucchero e calore elevato. La reazione di Maillard ha bisogno di zuccheri riducenti più amminoacidi delle proteine, può avvenire a temperature molto più basse e dona i sapori tostati e saporiti di crosta di pane, carne rosolata, caffè e frutta secca tostata (University of Guelph; Exploratorium; University of Richmond). Per una tabella comparativa di ingredienti, temperature, umidità e pH, leggi Reazione di Maillard e caramellizzazione a confronto.

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Fonti

• NHS: Burns and scalds
• King Arthur Baking: Mom’s Caramels
• ThermoWorks: Homemade Christmas caramels
• University of Illinois (Illinois Experts): Investigation of thermal decomposition as the kinetic process that causes the loss of crystalline structure in sucrose (Part II), Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2011
• ScienceDaily (University of Illinois College of ACES release): Sugar doesn’t melt, it decomposes, scientists demonstrate
• University of Guelph, Department of Food Science (Rogers Lab): Caramelization and Maillard reaction
• American Society of Baking (BAKERpedia): Caramelization
• NIST: Metric kitchen, culinary temperature
• Exploratorium: Sugar stages
• Exploratorium: Science of candy, caramelization and caramels
• Exploratorium: What is sugar?
• Encyclopedia of Food and Culture (Encyclopedia.com): Caramelization
• King Arthur Baking: How to make caramel
• America’s Test Kitchen: Salted caramels
• University of Richmond, Chemistry of Cooking: Guided inquiry activity 17, browning reactions (Wiley, 2016)