Introduzione
Il recente riconoscimento della Cucina Italiana come patrimonio immateriale dell’UNESCO rappresenta un prestigioso omaggio alla nostra identità culturale e alle tradizioni del territorio. Ma la cucina è anche un vero laboratorio scientifico: ogni gesto, dal montare un albume alla lievitazione di un impasto e alla sua cottura, può essere visto con gli occhi della chimica, della fisica e della biologia. Svolgere in aula attività sperimentali che richiamano quanto si fa tutti i giorni in cucina non è, quindi, un semplice esercizio ludico, ma un potente atto pedagogico: significa applicare il rigore del metodo scientifico a fenomeni che gli studenti osservano quotidianamente. Integrare i processi culinari nella didattica significa valorizzare l’esperienza sensoriale, trasformando l’intuizione empirica in conoscenza strutturata, e mostrare concretamente come le discipline scientifiche siano tra loro interconnesse. Non solo: discutere di alimentazione e processi culinari introduce temi di cittadinanza attiva, permette di puntare l’attenzione dalla mera esecuzione di una ricetta alla valutazione critica delle scelte nutrizionali e culturali e alla riflessione sulla salute e sugli stili di vita, in linea con le Indicazioni Nazionali per il curricolo che sottolineano l’importanza dell’educazione alla salute e alla cittadinanza consapevole.
Alimentazione e ambiente
La scelta del cibo che mangiamo è importante anche per tutelare l’ambiente. Come afferma Ruggero Rollini nella scheda introduttiva dell’Unità B3 sul suolo (Figura 1), la carne e i derivati animali, in particolare la carne dei ruminanti (bovini e ovini), hanno conseguenze significative sull’ambiente, molto più dei corrispettivi vegetali. La produzione di cibo è infatti responsabile di una quota che va da un terzo a un quarto del totale di gas serra di origine antropica, soprattutto a causa dell’allevamento animale. Marco Springmann, ricercatore all’università di Oxford, ha calcolato che se tutto il mondo smettesse di mangiar carne entro il 2050, le emissioni dovute alla produzione di cibo calerebbero del 60%, un dato che fa immediatamente capire il grande impatto ambientale che il consumo di carne rossa comporta. Oltre all’aspetto delle emissioni di gas e del dispendio di acqua, vi è poi quello del consumo di suolo: ben il 68% dei 5 miliardi di ettari di terre potenzialmente coltivabili del pianeta è oggi usato per l’allevamento. Gli animali di cui ci nutriamo devono infatti a loro volta mangiare, e questo porta a riempire campi non di coltivazioni per il consumo umano, ma di prodotti per mangime e foraggio. Per queste produzioni “mangiamo”, di fatto, il suolo. Discutere questi aspetti in classe, collegandoli alle scelte alimentari quotidiane, trasforma la lezione di scienze in un’occasione per sviluppare pensiero critico e consapevolezza civica. Comprendere l’impatto ambientale della produzione alimentare permette agli studenti di fare scelte più consapevoli: consumare carne con moderazione, attenendosi alle linee guida dell’OMS (una, due volte alla settimana al massimo per quelle rosse) significa ridurre la propria impronta ambientale senza rinunciare ai benefici nutrizionali.
Figura 1 – Scheda Mangiare il suolo (Da: Orientamento Scienze – Pagina B62)
Un approccio investigativo
Nel testo di scienze per la scuola secondaria di primo grado “Orientamento Scienze” (Figura 2), vi sono numerose attività e laboratori legati ai processi culinari e all’alimentazione. Si tratta di proposte didattiche che permettono di affrontare concetti astratti, come il metabolismo o la catalisi enzimatica, partendo dall’esperienza concreta degli studenti; la curiosità scientifica nasce infatti dall’osservazione attenta del mondo circostante e la cucina di casa costituisce un laboratorio accessibile a tutti.
L’engage “Chef per un giorno”, che introduce la lezione sull’alimentazione (Figura 3), esemplifica questo tipo di approccio. Il quesito “La cucina mediterranea comprende hot dog e patatine fritte?” sollecita nei ragazzi una prima risposta spontanea, ma quella consapevole e argomentata sarà progressivamente costruita seguendo il percorso della lezione, che si snoda tra bisogni nutritivi e nutrienti degli alimenti, tra diete appropriate, pesi e calorie.
Figura 2 – Orientamento Scienze: Copertina del primo volume
Figura 3 – Chef per un giorno (Da Orientamento Scienze, pagina D59 – Tomo Corpo umano)
Riconosciamo i nutrienti
Attività, anche semplicissime, come il riconoscimento di alcuni nutrienti, aiutano gli studenti a interiorizzare concetti astratti che possono guidare le scelte quotidiane. Se la carta assorbente che avvolge un cibo si unge, attenzione: l’alimento contiene molti grassi (Figura 4)! Attività come questa aiutano ad allertarci e a ricordare immediatamente che un grammo di grasso fornisce il doppio delle calorie di un grammo di zuccheri o di proteine!
Nel nostro testo, “Orientamento Scienze” è presente anche un’attività per il riconoscimento delle proteine molto semplice e non molto conosciuta che utilizza la bromelina, un enzima proteolitico contenuto nell’ananas fresco. L’esperienza (Figura 5) consiste nel porre pezzetti di albume sodo a contatto con succo di ananas fresco. Nel giro di poche ore, l’albume risulta “digerito”, mentre l’albume di controllo rimane integro.
Figura 4 – Riconoscere i grassi negli alimenti (Da: Orientamento Scienze, pagina D86)
Figura 5 – Riconoscere le proteine negli alimenti (Da: Orientamento Scienze, pagina D86)
Questa esperienza può essere considerata come un modello di ciò che avviene nel nostro apparato digerente: come la bromelina, anche gli enzimi proteolitici presenti nello stomaco (la pepsina) e nell’intestino (la tripsina), scindono le lunghe catene proteiche in frammenti più piccoli che possono poi essere assorbiti.
Per verificare la comprensione possiamo domandare: “Perché non si dovrebbe mai guarnire una torta alla gelatina o una mousse con ananas fresco?”, informando i ragazzi che la gelatina alimentare è composta principalmente da collagene, una proteina presente nelle ossa, nei tendini, nelle cartilagini e nei tessuti connettivi. Se gli studenti hanno compreso il ruolo della bromelina, risponderanno facilmente: l’enzima “taglia” i legami peptidici delle catene proteiche che formano la struttura gelatinosa. Il risultato è che la gelatina non solidifica correttamente, rimanendo liquida o assumendo una consistenza molle. Lo stesso fenomeno si osserva con altri frutti ricchi di enzimi proteolitici: il kiwi (actinidina), la papaya (papaina) e il fico (ficina). È interessante far notare che l’ananas in scatola o cotto non presenta più questa caratteristica: il trattamento termico, infatti, denatura irreversibilmente l’enzima, inattivandolo.
Nel nostro organismo gli enzimi proteolitici scindono le lunghe catene proteiche in frammenti più piccoli, l’amilasi inizia la digestione degli zuccheri complessi e la lipasi dà l’avvio alla trasformazione dei grassi.
Alla scoperta dei lieviti
Ma nelle nostre cucine come o da chi sono mediate queste e altre trasformazioni biologiche? Spesso i veri “chef” invisibili delle nostre tavole sono i funghi e i batteri, un aspetto che è messo in evidenza da diverse attività presenti nel libro di testo “Orientamento Scienze”: tali organismi, infatti, sono i responsabili di molte trasformazioni che modificano la struttura e le proprietà organolettiche degli ingredienti, processi complessi che richiedono una comprensione integrata di biologia, chimica e fisica.
Uno di questi processi è quello della lievitazione del pane. Perché il pane presenta quella caratteristica struttura alveolata? Per capirlo, dobbiamo considerare che il lievito di birra non è un semplice ingrediente come tutti gli altri, ma un organismo vivente (Saccharomyces cerevisiae) che si nutre, respira e si riproduce. Spesso gli studenti non sanno distinguere tra lievitazione biologica e lievitazione chimica, ottenuta quest’ultima da una reazione tra una base debole e un acido debole (per esempio, bicarbonato di sodio e cremor tartaro – bitartrato di potassio – oppure acido tartarico). L’aumento di volume dell’impasto è un fenomeno biologico che comporta una serie di trasformazioni chimiche e fisiche. I lieviti, infatti, in condizioni di anaerobiosi effettuano la fermentazione alcolica, un processo biochimico che converte gli zuccheri in etanolo, biossido di carbonio ed energia. Il gas prodotto (CO₂) rimane intrappolato nella rete glutinica formata dalle proteine della farina, creando le caratteristiche bolle che, dopo la cottura, costituiranno gli alveoli del pane. L’esperienza del palloncino che si gonfia (Figura 6) è la prova tangibile dell’attività metabolica dei lieviti, la stessa che fa “crescere” l’impasto della pizza.
Figura 6 – I lieviti producono gas (Da: Orientamento Scienze, pagina C115)
I fermenti lattici
Passando dai funghi ai batteri, entriamo nel mondo della fermentazione lattica, un processo fondamentale non solo per la produzione di yogurt, ma anche di formaggi e altri alimenti fermentati. Qui il focus si sposta sulla trasformazione delle proteine: i batteri lattici (nello yogurt principalmente Lactobacillus bulgaricus e Streptococcus thermophilus) convertono il lattosio in acido lattico. L’acidificazione prodotta (il pH scende da circa 6,5 a 4,5) modifica la struttura delle caseine, che si aggregano formando una rete tridimensionale che intrappola acqua e grassi; il latte si trasforma così in una massa cremosa. Oltre all’osservazione microscopica dei batteri lattici, nel libro suggeriamo anche un approccio comparativo empirico per valutare la cremosità dello yogurt: il “Test del cucchiaio capovolto” (Figura 7). Gli studenti analizzano la risposta all’azione batterica di diversi tipi di latte (intero, scremato, a base vegetale, come il latte di soia). Questa prova può essere utile per introdurre in modo intuitivo e verificabile concetti complessi come viscosità, denaturazione proteica e ruolo dei lipidi.
Figura 7 – Il test del cucchiaio capovolto (Da: Orientamento Scienze, pagina C67)
Le trasformazioni fisico – chimiche in cucina
In cucina tutti i giorni si usano fornelli, frigoriferi e congelatori, si osservano scambi di calore e passaggi di stato, si controlla la temperatura del forno per garantire una cottura ottimale dei cibi, si aspetta che l’acqua arrivi all’ebollizione per cucinare pasta e verdure, si osserva la condensa di vapore sui coperchi delle pentole, e tanto altro ancora legato a scambi di energia termica. L’unità A3 Temperatura e calore, utilizzando un linguaggio rigoroso ma accessibile, guida con gradualità gli studenti a riflettere su quanto possono osservare in cucina e in altri ambienti della propria casa.
Quando in cucina prepariamo i pasti, mescoliamo ingredienti di diverse specie, realizzando vari tipi di miscugli e soluzioni. È proprio questo l’argomento delle due lezioni dell’unità A4, nelle quali questo tema è affrontato facendo stretto riferimento non solo al modo di mettere insieme farina, sale, uova e altri ingredienti, ma anche a come separare a volte i componenti delle stesse miscele.
L’unità A6 affronta invece le trasformazioni chimiche: anche la cottura degli alimenti è una trasformazione chimica che tutti i giorni, con vari metodi, realizziamo in cucina per rendere gli alimenti più digeribili e appetitosi, ma anche più sicuri, eliminando batteri e parassiti. La lezione 2 della stessa unità, in particolare, introduce acidi, basi e sali proponendo un’indagine sensoriale che si può eseguire facilmente in ogni cucina (Figura 8).
Figura 8 – Un indagine sensoriale degli alimenti (Da: Orientamento Scienze, pagina A130)
La lezione termina con la proposta di un’attività quantitativa che consiste nel valutare il pH degli alimenti inizialmente assaggiati e di classificarli utilizzando termini non più legati alle sensazioni ma alle misure eseguite (Figura 9).
