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Vaniglia, cacao e caffè, aromi tostati o empireumatici: chimica e qualità aromatiche.

Vaniglia, cacao e caffè, aromi tostati o empireumatici: chimica e qualità aromatiche.

Tantissimi ingredienti o alimenti naturali non hanno in origine un odore, un profumo o una fragranza, ma lo sviluppano solo attraverso successivi trattamenti termici o reazioni di fermentazione a cui frutti, baccelli, semi e foglie sono sottoposti.

Questi trattamenti inducono una serie di trasformazioni biochimiche all'interno della struttura vegetale, le quali portano allo sviluppo delle molecole con l'odore e l'aroma caratteristico che riconosciamo.

In questo articolo andremo a scoprire come si ottengono gli aromi di vaniglia, cacao e caffè, che sono tra i principali aromi e prodotti naturali che consumiamo quotidianamente negli alimenti.

LA VANIGLIA

L’aroma alimentare più utilizzato al mondo è la vaniglia. Si trova in una moltitudine di prodotti alimentari, in special modo in pasticceria, nelle bevande e nei gelati.

I baccelli di vaniglia sono prodotti dal fiore di una orchidea tropicale, la Vanilla planifolia, e per arrivare alla forma e all'aroma con cui li troviamo commercializzati, devono passare attraverso un preciso e lungo processo di produzione.

La pianta matura e comincia a fiorire dopo circa un anno e mezzo dalla sua messa a dimora;

il fiore, una volta fecondato, appassisce rapidamente e comincia crescere un baccello verde che si sviluppa in nove mesi e, infine, viene raccolto quando la sua misura arriva intorno ai 30 cm.

Questi baccelli non presentano ancora l'aroma caratteristico di vaniglia, ma saranno sottoposti ad un lungo e complesso trattamento, che li trasformerà sia nel colore che nell'aroma.

Il trattamento è composto da 4 fasi:

Killing (uccisione): i baccelli sono immersi in acqua a 60- 80 °C per qualche minuto, questo rapido trattamento termico induce la fermentazione degli zuccheri contenuti nella polpa del baccello.

Sudorazione: Dopo aver “ucciso” il baccello, si provvede a farlo “sudare”, ovvero si controlla l’umidità emessa durante la fermentazione che potrebbe provocare la formazioni di muffe e batteri nelle fasi successive della lavorazione. Questa fase dura 7-10 giorni e proprio in questo lasso di tempo la vanillina e molte altre molecole cominciano ad essere prodotte cosi che l’aroma della vaniglia inizia a formarsi, mentre il baccello passa lentamente dal verde al marrone scuro.

Asciugatura: il baccello deve essere fatto asciugare in condizioni controllate e durante questo processo arriva a perdere il 70% del suo peso iniziale.

Condizionamento o maturazione: In quest’ultima fase i baccelli, ormai neri, sono messi in casse e lasciati riposare vari mesi in locali ben areati, lasciando che si completi la formazione di tutta la gamma di aromi della vaniglia.

Qualità sensoriale e composizione dell'aroma

I baccelli di vaniglia maturi passano, infine, attraverso il controllo qualità, dove vengono separati e raccolti in piccoli fasci da 30-40 bacche in base alla lunghezza, spessore e soprattutto all'aroma. Per quest'ultimo fattore si fa un’analisi sensoriale, durante la quale il fascio di bacche viene aperto al centro e odorato attentamente da persone esperte, in genere solo donne.

L'aroma della vaniglia è costituito principalmente dalla vanillina, che è il composto aromatico più abbondante (~ 2% del peso totale del baccello); altri componenti chimici importanti a concentrazione più bassa (0,001-0,02%) sono la para-idrossibenzaldeide (odore dolce-biscotto), il para-idrossibenzil alcol (odore dolce-floreale) , il guaiacolo (odore affumicato), il metil guaiacolo (odore legnoso speziato), il cresolo (odore balsamico), l'acido isobutirrico (odore burroso) , il 2-3 butandiolo (odore floreale), l'eptenale (odore grasso).

 

IL CACAO

Il cacao è la materia prima base di uno degli alimenti più buoni al mondo e che pochi ammettono di non gradire: la cioccolata. Ma, prima di diventare la ghiottoneria che ben conosciamo, è necessario che le fave di cacao, da cui il cioccolato prende forma, gusto e aroma, siano trattate secondo un preciso procedimento per poter dare ai maestri cioccolatieri la migliore materia prima.

Il Theobroma cacao è un piccolo albero originario del Sudamerica che è coltivato anche nella zona tropicale dell'Africa centrale. Le varietà botaniche più utilizzate sono la Forastero (70% della produzione mondiale totale di cacao), la Criollo (15%) e la Trinitario, un ibrido naturale tra Forastero e Criollo. L'aroma finale del prodotto, la pasta di cacao, dipende strettamente dalla qualità delle fave prodotte dall'albero e dal loro processo di produzione, dalla raccolta alla macinazione finale.

Fermentazione

I frutti del Theobroma cacao, chiamate cabosse, hanno una forma che ricorda delle grosse pigne e al loro interno, mescolate in una polpa gelatinosa, contengono circa 15-20 dei preziosi semi, le fave di cacao. Una volta estratti dalla cabossa, i semi e la polpa del cacao sono messi in casse o ceste dove, al riparo dalla luce, sono lasciati riposare per circa una settimana: in questo periodo iniziano una serie di reazioni fermentative, durante le quali cominciano a svilupparsi tutti i precursori degli aromi.

Essiccazione

Si procede poi con l'essiccazione delle fave, che riduce la loro umidità fino al 6-7% bloccando la fermentazione che, se protratta oltre, danneggerebbe la qualità della pasta di cacao finale.
L’essiccazione fatta al sole garantisce una qualità migliore, rispetto all'uso di forni a temperatura controllata.

Torrefazione

La torrefazione delle fave è la fase più importante del processo, quella da cui dipendono tutti gli aromi caratteristici del cacao: generalmente la tostatura dura dai 30 ai 120 minuti ad una temperatura compresa tra 100 e 130°C.

Macinatura

Il seme tostato e fragrante è quindi frantumato, inizialmente in pezzi di media grandezza per ottenere la cosiddetta granella di cacao o graniglia. Questa è poi macinata più finemente attraverso una serie di consecutivi cilindri a temperatura controllata i quali, fondendo il grasso contenuto nei semi, trasformano il macinato in una massa fluida chiamata pasta di cacao che diventerà la materia prima per la produzione del cioccolato.

Chimica dell'aroma

L'aroma del cacao è dovuto a diverse centinaia di molecole chimiche che si sviluppano durante le fasi di fermentazione e di torrefazione delle fave di cacao: soprattutto nella torrefazione, l'alta temperatura fa si che si sviluppi la cosiddetta reazione di Maillard tra gli amminoacidi e gli zuccheri presenti nella struttura delle fave. Questa reazione porta alla formazione di tutte le molecole volatili che sviluppano poi il tipico profilo olfattivo descritto dagli esperti analisti sensoriali come aromatico, tostato, fumoso, legnoso, terroso, maltato, vanigliato, floreale, fruttato.

Tra le principali molecole chimiche che troviamo quindi nell'aroma del cacao ci sono gli alcoli come l'alcol benzilico, il butanolo, l'etanolo, gli acidi come l'acido fenilacetico e gli esteri come l'acetato di etile ed il benzil acetato: tutte queste molecole partecipano all’odore floreale che si ritrova spesso nel cacao. I suoi odori fruttati dolci e grassi invece sono dovuti alla presenza di aldeidi come il butanale, la fenilacetaldeide, la benzaldeide ed ai chetoni come il diacetile e l'acetofenone. Infine le metossi pirazine ed i fenoli (guaiacolo) costituiscono gli odori tostato/tabaccati/terrosi.

 

IL CAFFÈ

L'aroma del caffè è, molto probabilmente, una delle nostre memorie olfattive più intense, un odore che riconosciamo subito in mezzo a mille altri e che dà quella dipendenza positiva che ci fa affrontare bene la giornata. Rappresenta momenti e luoghi delle nostre abitudini quotidiane, come il risveglio, la colazione del mattino, il bar, l'intermezzo, la chiacchierata tra amici; in mezzo a tutto ciò, c'è sempre un caffè con il suo aroma.

La pianta del caffè con le sue preziose drupe (cosi si chiamano i frutti del caffè) è originaria dell'Etiopia. La cultura araba faceva largo uso di questa bevanda già da molto tempo quando, nel XVI secolo, giunse anche in Europa; inizialmente trattata come una curiosità orientale, il consumo di caffè si diffuse nel 1700 a partire da Venezia, che ne iniziò e diffuse il commercio e dove nacquero i primi locali in cui era possibile degustare la nuova bevanda, come il famoso Caffè Florian, ancora oggi in attività.

Nel XVIII secolo il caffè conquistò i gusti delle persone in tutto il mondo occidentale e si diffuse anche anche nella neonata America, al punto che le quantità prodotte in Africa Settentrionale non furono più sufficienti a soddisfarne la domanda e la coltivazione del caffè fu così esportata in Centro e Sud America da commercianti olandesi.

Oggi la produzione mondiale di caffè proviene per il 70% dal Sudamerica, il Brasile è il principale produttore mondiale, seguito da Colombia, Guatemala e Messico, il 10% arriva dall'Africa centrale, dove i principali produttori sono Angola, Costa d’Avorio, Etiopia e Uganda, mentre il restante 20% proviene dall'Indonesia e dall'India.

Si conoscono molte specie di piante del genere Coffea, ma solo due hanno rilevanza economica: la Coffea Arabica e la Coffea Canephora, nota quest'ultima più comunemente come Robusta. Dalla varietà arabica si ottiene un caffè di qualità migliore, aromatico, con un gusto meno amaro e più persistente e rappresenta i 3/4 della produzione mondiale; la varietà robusta costituisce il restante quarto della produzione, dal gusto corposo e amaro ma con un aroma più debole e, quindi, ritenuta di qualità inferiore.

La produzione del caffè

La polvere di cui apprezziamo cosi tanto il gusto e l’aroma è ben lontana da come il caffè si presenta all'inizio della sua trasformazione, necessitando di un lungo processo di lavorazione prima di arrivare nella nostra tazzina quotidiana.

La drupa quando matura è di colore rosso e al suo interno si trovano una polpa cerosa e due semi posti uno di fronte all’altro, avvolti in una pellicola rigida e spessa che li protegge.

Raccolta, essiccazione, setacciatura e spedizione dei chicchi grezzi

La raccolta delle drupe è eseguita tramite tecniche manuali o meccaniche. La qualità finale del prodotto dipende molto dalla tecnica di raccolta utilizzata: in genere la raccolta manuale è migliore, tuttavia è la meno impiegata, a causa dei costi molto alti. Dalle drupe si elimina il guscio e poi i chicchi sono liberati dalla loro pellicola esterna e messi ad essiccare al sole. I chicchi di caffè sono quindi setacciati, divisi per dimensione e poi insaccati e spediti ai produttori di caffè torrefatto in tutto il mondo per le fasi successive finali, che daranno vita al caffè così come lo conosciamo.

Miscelazione e torrefazione

Per ottenere il suo gusto e aroma unico, i diversi tipi di caffè vengono dapprima mescolati nelle proporzioni stabilite da ciascun produttore: questa informazione è il segreto custodito gelosamente da ogni torrefattore in quanto è proprio “la miscela”, la composizione percentuale dei diversi tipi di caffè che andranno poi tostati, che diversifica i prodotti dei diversi marchi di caffè che si trovano in commercio. La torrefazione, poi, mette il timbro sensoriale definitivo al prodotto che sarà confezionato; questa fase è di fondamentale importanza poiché è qui che il chicco si tramuta nel caffè che tanto amiamo e dove l'aroma si sviluppa concretamente. La torrefazione è eseguita a una temperatura tra i 200° e i 230° C in soli 10 -15 minuti dove i profili termici di tostatura e i tempi di contatto sono rigorosamente controllati, per evitare la comparsa di odori spuri o difetti che farebbero calare la qualità del caffè prodotto; queste condizioni operative hanno un impatto molto evidente anche sulle proprietà fisiche dei chicchi di caffè che perdono fino al 20% della loro umidità residua, aumentano di volume per la sviluppo di anidride carbonica e cambiano di colore, passando da verde a marrone chiaro fino ad arrivare, infine, a tonalità più scure.

Il caffè tostato è poi macinato in diversi tipi di granulometria rispetto al tipo di mercato che andranno a coprire.

Chimica dell'aroma

A rendere l'aroma del caffè cosi tanto riconoscibile è la sua complessa composizione chimica. ma soprattutto la presenza fondamentale di composti solforati chiamati tioli che danno il caratteristico sentore di tostato che ben riconosciamo. Come per il cacao, anche nel caso della tostatura del caffè la reazione di Maillard è presente, portando allo sviluppo di una serie complessa di miscele di molecole chimiche volatili che, oltre ai sopracitati tioli, formeranno lo spettro inconfondibile dell'aroma di caffè descritto come tostato, aromatico, pungente, amaro, speziato, fruttato, terroso. 

Gli odori grassi sono dati dalle aldeidi e chetoni come l'anisaldeide e l'esanale e il diacetile , l'odore terroso dovuto all'alcol ottilico, l'odore di tostato del furfuriltiolo, le alchil pirazine e il guaiacolo con i loro sentori terroso, fumoso e arrostito, i furani e furanoni con note caramello e speziate.