lunedì 15 settembre 2008

Il diagramma di fase della granita



 
 

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tramite Scienza in cucina di Dario Bressanini il 08/09/08

Non c'è niente di meglio, per placare la calura estiva, di una rinfrescante granita alla frutta. Era un po' che ne volevo parlare: da quando durante le vacanze pasquali ho visitato la Sicilia orientale e ho potuto gustato una fantastica granita alla mandorla al Caffè Sicilia, a Noto (se siete da quelle parti, oltre alla splendida architettura barocca, andate a gustarvi qualche delizia, ne vale veramente la pena)

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La granita alla mandorla del Caffè Sicilia

L'origine precisa di questa preparazione è sconosciuta, ma è noto come già nell'antichità si usasse conservare la neve, compattandola e coprendola di sterpi e terra, per poi utilizzarla nei mesi estivi aggiungendovi dei succhi di frutta. In tempi più recenti, con la scoperta che l'aggiunta di sale al ghiaccio portava ad una diminuzione della temperatura, la neve conservata miscelata al sale da cucina veniva utilizzata come refrigerante per preparare granite direttamente raffreddando uno sciroppo di frutta. Pian piano si differenziarono due prodotti: il "sorbetto granito" (evolutosi poi nella odierna granita) e il "sorbetto gelato" (che ora chiamiamo semplicemente sorbetto). Il "gelato moderno" (con l'aggiunta di latte e uova) venne più tardi. Per una discussione storica esauriente sull'argomento vi rimando al bel libro di Luca Caviezel Scienza e tecnologia di sorbetti, granite e dintorni (Chiriotti editore)

E' opinione comune in Italia che la granita abbia raggiunto la perfezione in Sicilia, grazie a bravi artigiani gelatieri ed alla neve proveniente dalle pendici dell'Etna. Se non avete mai assaggiato una granita alla mandorla, o al caffè, o al melone, e nel luogo dove vivete potete trovare solo delle pallide imitazioni a base di ghiaccio tritato con aggiunta di aromi in bottiglia (tipo grattachecca), potete provare a prepararla voi stessi.

Dal punto di vista chimico-fisico i componenti principali di una granita sono il saccarosio, il normale zucchero da cucina, e l'acqua. La percentuale di zucchero in una granita può variare tra il 15 ed il 20 per cento, tenendo conto ovviamente anche degli zuccheri già presenti nella frutta che si utilizza. Può sembrare una percentuale elevata, ma tenete presente che la sensazione di dolcezza è fortemente attenuata alle basse temperature.

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Granitore verticale di Poerio Carpigiani

Non è possibile ridurre troppo la percentuale di zucchero perché, oltre a dolcificare, lo zucchero ha una funzione fondamentale al fine di ottenere la consistenza desiderata della granita. Per questo non può essere sostituito con un dolcificante come quelli che molti mettono nel caffè.

Per spiegare cosa succede durante il congelamento di una miscela di acqua e zucchero possiamo utilizzare uno speciale grafico, chiamato diagramma di fase, che illustra il comportamento della nostra granita ad una determinata temperatura e concentrazione di zucchero.

Se abbassiamo la temperatura di un bicchiere di acqua pura, a zero gradi questa si trasforma in un blocco di ghiaccio, un unico cristallo. Se invece abbiamo dello zucchero disciolto in acqua, uno sciroppo, le molecole di acqua trovano più difficoltà a formare il reticolo cristallino del ghiaccio, perché le molecole di zucchero interferiscono con la sua costruzione. E' quindi necessario andare a temperature inferiori allo zero per osservare la formazione di cristalli di ghiaccio. Più zucchero è presente più dobbiamo raffreddare per ottenere il ghiaccio. Questo fenomeno, chiamato abbassamento crioscopico, lo possiamo osservare anche sciogliendo del sale o altre sostanze solubili in acqua (è lo stesso effetto che si sfrutta d'inverno quando si sparge del sale sul ghiaccio per scioglierlo)

Oltre ad interferire con la crescita dei cristalli di ghiaccio, gli zuccheri hanno anche la capacità di legarsi ad alcune molecole libere di acqua e di, letteralmente, toglierla dalla circolazione.

Ora, so bene che questo non è un blog di chimica, ma questa volta ho proprio bisogno di un grafico e di un po' di terminologia tecnica, per cui spero che a nessuno venga l'orticaria, ok? :lol:

Nel grafico che vedete, ogni punto rappresenta una possibile soluzione acqua/zucchero ad una determinata temperatura. Supponiamo, ad esempio, di partire con una soluzione al 20% di zucchero a temperatura ambiente, diciamo 20 °C. Nel grafico rappresentiamo la nostra miscela nel punto A.

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Il diagramma di fase della soluzione acqua/saccarosio

Quando raffreddiamo lo sciroppo con cui vogliamo fare la granita ad una certa temperatura inferiore a 0 °C cominciano a formarsi dei cristalli di ghiaccio puro. La temperatura precisa alla quale cominciano a formarsi dei cristalli di ghiaccio dipende da quanto zucchero abbiamo disciolto. E' possibile conoscerla esattamente ma non ci interessa in questo momento. Segniamo sul grafico questo punto con la lettera B.

Cosa succede ora se proseguiamo a raffreddare? Lo zucchero non ha la minima voglia di cristallizzare, e gli unici cristalli che si formano sono quelli del ghiaccio puro.

Lo zucchero rimane in soluzione, che quindi diventa più concentrata perché parte dell'acqua se ne è andata sotto forma di ghiaccio.

Poiché ora la concentrazione dello sciroppo è aumentata,  abbiamo bisogno di una ulteriore diminuzione della temperatura per formare altro ghiaccio. Il nostro sciroppo, nel grafico, si sta spostando lungo la curva (evidenziata dalla freccia rossa).

Cosa succede al ghiaccio che si è separato? I cristallini di ghiaccio vengono lubrificati dallo sciroppo di zucchero, che li mantiene separati ed impedisce che crescano troppo, donando così alla granita la sua consistenza caratteristica. Continuando a raffreddare continua a formarsi ghiaccio, mentre lo sciroppo si concentra sempre più, sino ad arrivare ad un punto speciale, chiamato punto eutettico (E nel grafico), ad una temperatura di -13.9 °C. Al di sotto di questa temperatura la granita è completamente solida perché tutta l'acqua si è trasformata in ghiaccio. Il punto eutettico è un punto ben preciso e univoco (colleghi chimici in ascolto: tralasciamo le complicazioni eh….) caratterizzato dal 62.4% di zucchero alla temperatura di 13.9 °C.

Zuccheri diversi (glucosio, fruttosio, …) hanno punti eutettici diversi e una diversa capacità di legare l'acqua. Magari ne parleremo in futuro quando faremo la granita 2.0 (visto che va di moda fare cose due punto zero ;-) )

Preparando la granita e raffreddando, ci si ferma alla consistenza desiderata, che dipende dalla concentrazione iniziale di zucchero e dalla temperatura raggiunta, che è sempre superiore ai -13.9 °C.

A me piace la granita acquosa, per cui la servo a temperature molto superiori a quella dell'eutettico. Ad altri invece piace molto "asciutta", quasi come se fosse neve, e quindi la raffredderanno di più.

La grandezza dei cristalli di ghiaccio, come ho detto, è determinata dallo zucchero presente: meno zucchero c'è e più sono grandi i cristalli. Ricordate comunque che in una "granita" i singoli cristallini di ghiaccio si devono sentire, non deve essere eccessivamente cremosa. Un altro fattore che influenza la grandezza dei cristalli è la velocità con cui viene raffreddato lo sciroppo: più velocemente avviene il raffreddamento e più piccoli sono i cristalli.

A livello professionale la granita si prepara nei "granitori", verticali od orizzontali. A livello casalingo, a meno di avere qualche elettrodomestico dedicato, ve lo dico subito, non possiamo sperare di preparare una granita della stessa qualità di quella professionale. Però ci possiamo andare vicini.

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Il granitore orizzontale brevettato da Poerio Carpigiani nel 1959

Il primo problema risiede nel fatto che i freezer casalinghi raffreddano, solitamente, molto lentamente. Il mio "pusher" di granita, vicino all'ufficio, mi diceva che preparava la granita in 30 minuti, con il granitore. In questo modo i cristalli sono molto piccoli e non danno fastidio sulla lingua o sotto i denti. Il secondo problema è la temperatura: non si dovrebbe scendere mai sotto il punto Eutettico ma i normali freezer casalinghi raggiungono temperature molto inferiori, anche -20 °C, e quindi non sono molto adatti, una volta preparata, a conservare a lungo la granita.

A grandi linee (per la ricetta dettagliata vi rimando alla prossima volta, oggi illustro solo la teoria) per preparare la granita a casa si scioglie lo zucchero in acqua e si aggiunge la frutta frullata. Si ripone in freezer avendo cura di mescolare ogni tanto per evitare la formazione di cristalli troppo grossi. Servite quando raggiunge la consistenza desiderata.

Come vi dicevo, nella procedura casalinga, il rischio è che si formino cristalli troppo grossi. Ancora una volta però la scienza viene in nostro soccorso: dobbiamo trovare un modo per "disturbare" la crescita dei cristalli di ghiaccio, specialmente se vogliamo tenere bassa la percentuale di zuccheri. Abbiamo già incontrato una sostanza in grado di tenere separati i cristalli di ghiaccio: la gelatina. Se vi ricordate, in piccole percentuali, molto più basse delle concentrazioni necessarie a gelificare, la gelatina impedisce la crescita dei cristalli di ghiaccio. Non temete, la granita non assume una consistenza gelatinosa, perché la concentrazione è estremamente bassa. Non ci si accorge minimamente della sua presenza. Per rallentare la crescita dei cristalli potete sciogliere uno o due fogli di gelatina ogni 2 kg di granita. Aumentate la dose se necessario sino alla consistenza desiderata. Non è tradizionale ma funziona (e dopo tutto la tradizione è solo una innovazione riuscita ;-) ). La gelatina non ha nulla di speciale: anche altri polimeri naturali possono funzionare. C'è chi, ad esempio, usa la farina di semi di carrube, o l'amido. Il vantaggio della gelatina è che è completamente insapore ed inodore, a differenza di altri ingredienti, e si può dosare con facilità.

Per ora vi saluto, la prossima volta vedremo una ricetta nel dettaglio: come calcolare lo zucchero necessario e come procedere.

Dario Bressanini

Questo articolo è apparso anche su Le Scienze di Settembre 2008

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