Come si fa il sapone: cosa succede quando l’olio incontra la soda

Il sapone non è una miscela di olio e soda. È una sostanza nuova in cui olio e soda si trasformano, e in una saponetta fatta bene non resta niente né dell’uno né dell’altra, tranne un po’ dell’olio, lasciato apposta. Questa guida spiega cosa succede nella pentola, con i numeri veri, così che i passaggi delle altre guide abbiano un senso invece di sembrare regole.

Di cosa sono fatti oli e grassi

Olio d’oliva, olio di cocco, burro di karité e strutto hanno un aspetto diverso, ma chimicamente sono lo stesso tipo di sostanza: trigliceridi. Un trigliceride è una piccola molecola, il glicerolo, che tiene legate tre lunghe catene chiamate acidi grassi. Un olio da sapone è quasi tutto trigliceride; il resto, di solito un per cento o due (di più nel burro di karité), sono altre sostanze (vitamine, steroli, cere) che la soda non può trasformare in sapone e che restano semplicemente nella saponetta.

Quello che distingue un olio dall’altro è quali acidi grassi porta. L’olio d’oliva è fatto soprattutto di acido oleico, una catena di 18 atomi di carbonio con una piega. L’olio di cocco è fatto soprattutto di acido laurico, una catena dritta di 12. Sono queste catene a decidere quasi tutto del sapone: quanto è duro, come fa schiuma, quanto è delicato sulla pelle e quanto si conserva. La guida agli acidi grassi approfondisce l’argomento; per ora basta sapere che le catene sono la parte che diventa sapone.

Cosa fa la soda

La soda è un alcali forte: idrossido di sodio (NaOH) per le saponette, idrossido di potassio (KOH), la potassa, per il sapone morbido e liquido. Sciolta in acqua, attacca il legame che tiene ogni acido grasso unito al glicerolo. La catena si stacca con una carica negativa e si accoppia con il sodio; il glicerolo si libera come glicerina. La reazione si chiama saponificazione, dalla parola latina per sapone. Fino ai primi dell’Ottocento si pensava che il sapone fosse una semplice miscela di grasso e alcali; il chimico Michel Chevreul dimostrò che si tratta di una trasformazione chimica che scinde il grasso in acidi grassi e glicerolo, il lavoro a cui il manuale di Simmons e Appleton del 1908 attribuisce il merito di aver dato al sapone una base scientifica.

100 g+NaOHNaOHNaOHSoda13,5 g−Na⁺−Na⁺−Na⁺Saponeoleato di sodio · 103,1 g+OHOHOHGlicerina10,4 g100,0 g + 13,5 g = 103,1 g + 10,4 g: nulla si perde, tutto si riorganizza.

Due aspetti di questa reazione contano ogni volta che fai il sapone.

È esatta. Una molecola di grasso prende esattamente tre molecole di idrossido, né di più né di meno. Troppa poca soda lascia un po’ d’olio che non ha reagito, cosa innocua e che chi fa il sapone fa di proposito (vedi lo sconto soda, più avanti). Troppa lascia soda libera nella saponetta, che è caustica, ed è l’unico errore che i calcolatori di soda esistono per evitare.

Sviluppa calore. La pasta si scalda da sola mentre saponifica, ed è per questo che un blocco avvolto in un asciugamano può scaldarsi abbastanza da diventare traslucido al centro (la fase gel), e che le ricette ricche di zuccheri, latte o miele possono surriscaldarsi. Anche sciogliere la soda nell’acqua sviluppa calore, separatamente e in fretta: una soluzione di soda appena preparata può superare i 90 °C (194 °F).

Il sodio fa le saponette, il potassio il sapone liquido

La molecola di sapone è la stessa catena di acido grasso in entrambi i casi; cambia solo il partner. I saponi di sodio si impaccano in cristalli compatti, quindi l’idrossido di sodio dà le saponette dure che quasi tutti intendono per «sapone». I saponi di potassio sono molto più solubili in acqua, quindi l’idrossido di potassio dà una pasta morbida che si può diluire in sapone liquido. I saponi da barba e i saponi in crema usano spesso una miscela dei due, che il calcolatore gestisce come soda mista.

I due non sono intercambiabili grammo per grammo. Un atomo di potassio è più pesante di un atomo di sodio, quindi servono 56,1 g di KOH per fare il lavoro di 40,0 g di NaOH. Il calcolatore converte dall’uno all’altro con queste masse molari.

Quanta soda: l’indice di saponificazione

Ogni olio richiede la sua quantità di soda, e il numero che dice quanta è il suo indice di saponificazione, o valore SAP: i milligrammi di idrossido di potassio necessari a saponificare un grammo di quell’olio. Si misura in laboratorio con un metodo normalizzato (AOCS Cd 3-25), e le norme alimentari pubblicano l’intervallo in cui cade ogni olio.

Intervalli dalle norme alimentari del Codex e dagli altri documenti primari riportati nella pagina di ogni olio. La colonna NaOH è il valore KOH moltiplicato per 39,997 ÷ 56,106.

Perché l’olio di cocco richiede un terzo di soda in più dell’olio d’oliva? Perché le sue catene sono più corte. Un grammo di olio di cocco contiene più molecole di grasso di un grammo di olio d’oliva, e ogni molecola ha bisogno dei suoi tre idrossidi. Lo puoi verificare partendo dalle sole molecole: la trilaurina pura (tre catene lauriche) dà 263 mg KOH/g, e la trioleina pura (tre catene oleiche) 190, che è proprio dove stanno davvero l’olio di cocco e l’olio d’oliva.

La soda di una ricetta è la somma sui suoi oli: il peso di ogni olio per il suo indice SAP. Questa è tutta l’aritmetica, ed è il motivo per cui nessuno dovrebbe fare il sapone da una ricetta che non è stata passata in un calcolatore con gli oli che finiscono davvero nella pentola. L’olio di cocco prende circa il 35 % di soda in più dell’olio d’oliva: metti olio d’oliva al suo posto, tieni la vecchia quantità di soda, e la saponetta è caustica.

Perché si usa meno soda di quella che servirebbe agli oli

Quasi ogni ricetta usa qualche punto percentuale di soda in meno di quella che gli oli potrebbero prendere. La differenza è lo sconto soda (o sovragrassaggio): al 5 %, la soda basta per il 95 % degli oli, e il restante 5 % resta nella saponetta come olio. Le buone ragioni per farlo sono tre.

1. Gli indici SAP sono intervalli, non costanti. L’olio d’oliva può stare ovunque tra 184 e 196. Un calcolatore deve scegliere un valore, e lo sconto soda copre la differenza tra quel valore e la tua bottiglia.
2. Bilance, purezza della soda e versamenti non sono perfetti. Qualche punto percentuale di margine fa sì che un piccolo errore di pesata dia una saponetta un po’ più morbida invece che aggressiva.
3. Un po’ di olio libero è più piacevole sulla pelle. La maggior parte delle saponette di uso quotidiano sta tra il 3 e l’8 %.

La guida allo sconto soda spiega quando salire (saponi al sale) o scendere (sapone da bucato e sapone liquido).

Dove va a finire la glicerina

Nel disegno qui sopra, ogni 100 g di olio d’oliva liberavano circa 10 g di glicerina. Nel sapone a freddo e in quello a caldo resta tutta nella saponetta, dove attira l’umidità ed è una delle ragioni per cui il sapone fatto a mano si sente diverso dalla maggior parte delle saponette in commercio.

Il sapone industriale, per tradizione, si fa invece con la cottura completa in caldaia: il grasso si fa bollire con la soda e poi si sala, il che fa salire il sapone in superficie a grumi mentre la glicerina e la soda esausta scolano sotto, e poi il sapone si fa bollire di nuovo con un eccesso di soda per completare la reazione. La glicerina si vende a parte. Fino ai primi del 1800 i saponieri buttavano quelle acque glicerinose nello scarico come rifiuto; nel 1908, scrivevano Simmons e Appleton, erano diventate «the chief source of profit in the manufacture of cheap soaps». Quel sapone non ha niente che non va; è semplicemente un prodotto diverso.

Perché il sapone lava

Una molecola di sapone ha due estremità che vogliono cose diverse. L’estremità carica, dove sta il sodio, è attratta dall’acqua. La lunga coda di acido grasso è attratta da olio e grasso. In acqua, le molecole di sapone si affollano attorno a una goccia d’olio con la coda dentro la goccia e la testa carica rivolta verso l’esterno, e formano una minuscola sfera chiamata micella che l’acqua può portare via. È il sapone stesso a fare questo lavoro. Il manuale di Simmons e Appleton del 1908 riporta la prova che lo dimostrò, quella di Hillyer: l’alcali diluito emulsionava l’olio di semi di cotone solo finché l’olio conteneva ancora acido grasso libero da trasformare in sapone, e non aveva alcun effetto sull’olio privo di acidi né sul cherosene, mentre una soluzione di oleato di sodio, un sapone, li emulsionava entrambi.

È anche per questo che il sapone è leggermente alcalino. È il sale di un acido debole (l’acido grasso) e di una base forte, quindi una soluzione di sapone fatto alla perfezione misura intorno a pH 9-10. Questo è ciò che il sapone è, non un segno di soda avanzata; la prova per la soda libera è un’altra, e la spiega la guida al pH del sapone.

Quanto dura la reazione, e a cosa serve la stagionatura

Nel sapone a freddo, la maggior parte della soda si consuma entro il primo giorno o due, e più in fretta se il blocco va in gel. Quando il blocco è abbastanza sodo da tagliarlo, è sapone. Le quattro-sei settimane di stagionatura che seguono riguardano soprattutto l’acqua: una saponetta che all’inizio è per un quinto o un quarto acqua ne perde buona parte, diventa più dura, dura di più sotto la doccia e diventa più delicata man mano che la sua struttura cristallina si assesta. Il sapone a caldo si cuoce finché la reazione non è completa, quindi è sicuro prima, ma trae comunque vantaggio dalle stesse settimane, il tempo perché l’acqua se ne vada.

Restano solo le domande pratiche, a cui il resto del percorso per principianti risponde in ordine: maneggiare la soda in sicurezza, l’attrezzatura che ti serve e il tuo primo lotto, che prepara la nostra saponetta senza palma per il primo lotto.