mercredi 26 août 2015

Technologie alimentaire

Qu'est-ce que la technologie alimentaire ?

Dépassons les fantasmes et les peurs, dépassons la lutte contre le Grand Capital, dépassons nos idiosyncrasies, et considérons les mots.
Techné signifie "faire". Logos signifie "étude". La technologie est l'étude des techniques en vue de leur amélioration.
Technologie  alimentaire, maintenant ? Il faut donc s'interroger sur  l'aliment.
L'aliment, ce n'est ni l'ingrédient alimentaire, ni seulement le produit de l'industrie alimentaire. L'aliment, c'est ce que nous mangeons, et qui, de ce fait, a fait l'objet d'une préparation qui est dite "culinaire".
Le coq au vin est un aliment, pas la viande de boeuf sur pied. La sauce béarnaise n'est pas un aliment... parce que ce n'en est qu'une  composante : cette sauce s'associe à d'autres partie, pour faire par exemple un "turbot sauce béarnaise", ce qui est un aliment. 
La technologie alimentaire, de ce fait, est l'activité de perfectionnement des mets, des aliments.

Et voici un objet de technologie alimentaire , par exemple  :



C'est le "pianocktail", que j'avais inventé en 2001, objet  microfluidique auquel  j'avais attribué un nom emprunté à Boris Vian. L'objet n'est pas celui auquel Vian pensait, mais  j'avais trouvé  amusant de reprendre le mot, car nous avons fait des démonstrations de l'appareil pour la confection de cocktail, en 2003, à la foire de Francfort.



Et, pour terminer, le livre dont voici la couverture est un traité  de technologie alimentaire. Applicable aux  autres champs de la formulation, mais c'est là une autre histoire.


samedi 22 août 2015

Le sanciau berrichon ? Entre le blinis et le soufflé sucré

Le sanciau ? On nous dit de battre un jaune d'oeuf avec deux cuillerée à soupe de sucre et 100 grammes de farine, puis d'ajouter le blanc battu en neige, avant de cuire à feu très doux, en cocotte, en retournant après 25 minutes.

C'est bien cela, la cuisine classique : nous sommes invités à suivre une procédure, sans la comprendre. Je propose plutôt d'analyser, en vue d'améliorer.
Tout d'abord, l'objectif : c'est une sorte de blinis, avec une croûte dont l'épaisseur dépend de la durée de la cuisson, avec un centre foisonné qui doit être coagulé, mais aussi tendre que  possible, afin de faire un bon contraste. Blinis, donc, mais blinis sucré... et le sucre contribue à faire tenir la mousse que l'on cuit.
On pourrait aussi dire que le produit s'apparente à un soufflé cuit dans une cocotte... ou une casserole, puisque cocotte ou casserole fonctionnent de même, en l'occurrence. De sorte que le sanciau, inversement, pourrait très bien être cuit comme un soufflé, et il serait d'ailleurs un soufflé. Ce qui  doit nous conduire inmanquablement à dire que les blinis, qui sont parfois bien long à cuire un à un, dans de petites poeles, peuvent être cuits tous ensemble au four, comme des soufflés... dans des ramequins.
La confection de l'appareil (on nomme ainsi la préparation à cuire), aussi, peut être utilement modifiée. Par exemple, on aura intérêt à battre le jaune d'oeuf  avec le sucre jusqu'au  "ruban" (quand le mélange blanchit et devient lisse), à l'aide d'un fouet. Et l'on aurait intérêt à réserver la moitié du sucre pour "serrer" les blancs en neige (l'ajout de sucre les stabilise).
Pour le goût, une pincée de sel s'impose, mais, surtout, pourquoi ne pas donner du goût au sanciau : calvados, eau de fleur d'oranger, vanille, etc. ?

Une fois le système compris techniquement, les talents artistiques peuvent s'exprimer.

mardi 18 août 2015

L'effet sucre

Suite à mon billet d'hier, les questions continuent, et je suis heureux de vous signaler l'effet sucre, qui est un effet très merveilleux qui se produit lorsqu'on  produit des pâtes.

Si nous prenons de la farine et de l'eau, nous voyons que nous pouvons faire une pâte. Plus  nous malaxons, plus cette pâte est dure : les molécules d'eau viennent ponter les molécules de protéines du "gluten", pour faire le réseau de gluten que l'on voit quand on fait  la lixiviation de ce pâton dans l'eau, selon l'expérience de Beccari et Kessel-Meyer du 18e siècle. Les grains d'amidon sont alors dispersés dans ce réseau "solide" de gluten.
Le système est une suspension solide.

Ajoutons du sucre : ce dernier, quand on malaxe la pâte, vient déloger l'eau de ses liaisons avec les protéines, pour faire un sirop, où les grains de farine sont dispersés... et la pâte se met à couler.
Cette fois, le système est devenu une suspension liquide.

Cet effet joue quand on fait des pâtes pour les tartes, avec du sucre : il en augmente la friabilité. 


La stabilité des mousses au chocolat

Une question d'un correspondant, ce matin :

Quelle différence que peuvent avoir le beurre de cacao et la matière grasse butyrique de la crème sur la stabilisation d une mousse au chocolat?


Hélas mon correspondant fait des mousses au chocolat, et non pas des chocolats chantilly (https://www.agroparistech.fr/Le-chocolat-chantilly.html)... mais la réponse vaut pour les deux.

Partons d'une  mousse au chocolat. C'est une matrice de chocolat fondu, additionné de beurre et de jaune d'oeuf, où l'on a ajouté cette mousse  qu'est un blanc d'oeuf battu en neige.
Lors du refroidissement, le chocolat et le beurre recristallisent, ce qui fige l'ensemble... si la température est assez faible.
Dans mon livre "Mon histoire de cuisine" (Belin, Paris, 2014), je donne les domaines de stabilités de la matière grasse du chocolat (il fond entre 34 et 37 degrés) et de  la matière grasse du beurre (la fusion commence à -10 degrés et finit vers 55 degrés.
Autrement dit, le chocolat stabilise mieux la mousse... mais attention aux temps chauds  !

lundi 17 août 2015

Une émulsion sucrée

Ce matin, une question :


"Je vous écris au sujet d’une question concernant une émulsion H/E  (huile dans l’eau) dont la phase continue est partiellement sucrée.

Dans le cas d’une préparation contenant 70% d’huile, 30% d’eau, 10% de saccharose, et d’un tensioactif  est-ce que le l’huile va s’émulsionner avec les 30% d’eau ou  avec 20% à 25% d’eau  puisque le saccharose est reconnu pour retenir une partie de l’eau (retenir je ne sais pas si c’est le meilleur terme pour traduire le côté hygroscopique du saccharose)".

Ma réponse n'est au fond qu'une sorte de légende du schéma suivant :



Ce que j'ai d'abord représenté, c'est une émulsion de type huile (en jaune) dans eau (en bleu). En  pratique, faisons un "geoffroy", en fouettant de l'huile dans du blanc d'oeuf, par exemple : les protéines et les autres molécules sont  trop petites pour être représentées à cette échelle, où la taille des gouttes d'huile est entre 0,001 et 0,1 millimètres. 
Le schéma inférieur représente un fort grossissement du petit cercle : 
- le fond est noir, parce que, entre les molécules, il n'y a rien, du vide
- à gauche, les peignes à trois dents sont les molécules de triglycérides ; pour mieux faire, j'aurais dû les orienter dans toutes les directions, mais c'est un détail
- à droite, on voit les molécules de saccharose (en bleu) dispersées au milieu des molécules d'eau (une boule rouge avec deux boules blanches)
- je n'ai pas réprésenté les molécules de tensioactifs, mais elles seraient sur le trait jaune, sous la forme de "cheveux" (pour les protéines).

Reste à commenter  le : "le saccharose est reconnu pour retenir une partie de l'eau".  Cette phrase est à la fois discutable et peu claire.
Le "est reconnu" invite à demander  : par qui ? Et à rappeler que, en sciences, l'argument d'autorité ne joue pas. Les faits expérimentaux ont toujours raison.
D'autre part, le saccharose "retient" l'eau : que cela signifie-t-il ?
Ce qui est un fait, c'est que les molécules de saccharose sont "hérissées" (ce n'est pas représenté sur mon schéma) de groupes "hydroxyle", avec les atomes carbone du squelette liés à un atome d'oxygène lui-même lié à un atome d'hydrogène. Cela  donne au  saccharose une structure chimique très semblable à celle des molécules d'eau, au moins pour ce qui concerne les interactions avec les molécules voisines. 
De ce fait, quand le sucre est dans l'air humide, il s'entoure de molécules d'eau de l'atmosphère, parce que les forces sont donc notables entre les molécules de saccharose et les molécules d'eau.
Dans de l'eau  liquide, les forces (nommées "liaisons hydrogène") permettent la solubilisation du sucre dans l'eau, à des concentrations considérables.
Finalement, on pourrait tout aussi bien dire que l'eau "retient" le sucre, ou que le sucre "retient" l'eau, mais je crois que le  mot "retient" est mal choisi. Il suffit de dire qu'il y a des liaisons entre les molécules de sucre et les molécules d'eau.

Et, finalement, je reviens à l'expérience : si vous faites un geoffroy, en fouettant de l'huile dans du blanc d'oeuf, vous pouvez ajouter autant de sucre que vous voulez jusqu'à atteindre la limite de solubilité dans la petite quantité d'eau (30 grammes pour un blanc environ) du blanc. Si l'on compte un litre de sucre par kilogramme d'eau, on voit qu'on peut facilement mettre 30 grammes de sucre pour un blanc émulsionné (soit un volume d'huile maximal de 600 grammes d'huile environ). Si l'on ajoute plus  de sucre, ce dernier restera sous la forme de cristaux non dissous. 

mardi 11 août 2015

Peut-on mélanger des huiles ?

Les huiles alimentaires sont-elles toujours miscibles ? La question culinaire simple est en réalité d'une belle complexité physico-chimique, parce que l'idée classique d'énergie est battue en brèche... et que nous verrons que le problème est résolu d'emblée (autrement dit, tout ce que je vais expliquer pour commencer est parfaitement inutile en vue de répondre à la question posée ; désolé).

Au départ, il y a la question de la miscibilité. Pourquoi du vin se mélange-t-il à de l'eau, mais pas de l'huile ? La question est difficile, et elle n'a été élucidée qu'il y a une dizaine d'années.

Commençons par une idée simple : une bille en haut d'une montagne roule vers le bas. Pour expliquer ce fait d'expérience, les physiciens ont introduit une notion, l'énergie potentielle", et établi une "loi de la nature", à savoir que les systèmes évoluent vers les états où l'énergie potentielle est inférieure. Dit ainsi, on ne semble pas avoir gagné grand chose, à part rendre abstrait ce qui était concret... mais ce sentiment n'est pas juste : il résulte du fait que la vulgarisation scientifique veut donner les résultats avec des mots, de sorte qu'il n'est pas étonnant que les mots ressemblent  aux mots. En réalité, derrière l'idée de l'énergie potentielle, il y a des quantités, des équations dont je vous prive (oui, je dis bien : je vous en prive, parce que la beauté des équations est merveilleuse).

Pour les atomes, c'est un peu pareil que pour les billes et les montagnes : de même, les atomes s'associent en molécules quand il y a des possibilités de liaison chimique sont satisfaites, et les physico-chimiste ont introduit une sorte d'énergie potentielle chimique, ce que l'on  nomme aussi des forces de liaisons chimiques. Les liaisons les plus faibles sont nommées liaisons de van der Waals, et il y en a entre les molécules de l'huile (ce que l'on nomme des triglycérides, mais j'y reviendrai) ; puis il y a des "liaisons hydrogène", par exemple entre les molécules d'eau, plus fortes que les précédentes ; et puis, beaucoup plus fortes, les "liaisons covalentes", c'est-à-dire les liaisons qui lient les atomes entre eux pour former des molécules, au lieu simplement de faire coller les molécules entre elles, comme dans les liquides ; enfin les forces électrostatiques, pour les atomes ou molécules chargés électriquement, ce qui assure la solidité des cristaux de sel, par exemple.

Cette première description permet d'expliquer certains phénomènes : par exemple, s'il n'y avait pas de liaisons hydrogène entre les molécules d'eau, qui sont de petites molécules, l'eau s'évaporerait quasi instantanément. Les liaisons hydrogène sont comme une sorte de glu, entre les molécules d'eau.
De même, pour les molécules d'huile, les liaisons de van der Waals sont une colle, bien plus faible... mais l'huile ne s'évapore guère, parce que les triglycérides sont de très grosses molécules, bien plus lentes (à température ambiante) que les molécules d'eau.
Examinons maintenant la constitution de ces molécules. Pour l'eau, c'est simple : chaque molécule d'eau est faite d'un atome d'oxygène lié à des atomes d'hydrogène, en une structure en forme de V. A la température ambiante, la vitesse moyenne des molécules d'eau est de 650 mètres par seconde.
Pour les molécules de triglycérides, la structure des molécules est plus compliquée : il faut imaginer une sorte de peigne avec des dents souples. Le manche est fait de trois atomes de carbone enchaînés linéairement, et chaque atome de carbone est lié par un atome d'oxygème à une longue chaîne d'atomes de carbone qui sont eux mêmes liés à un, deux ou trois atomes d'hydrogène. J'omets volontairement des détails, pour signaler seulement que de telles molécules ont un nombre d'atomes de carbone total de l'ordre de 20 à 100, avec un peu plus d'atomes d'hydrogène, et six atomes d'oxygène. Bref, une telle molécule est bien plus grosse qu'une molécule d'eau, et bien plus lente, aussi : la vitesse moyenne est seulement de 90 mètres par seconde.
En quoi cela fait-il une différence ? Imaginons que nous avancions assez lentement, en ligne droite, et que nous passions près d'un ami, que nous cherchons à attraper seulement en fermant les doigts. Si notre énergie de vitesse est faible, alors nous pourrons en entraîner notre ami avec nous ; en revanche, si nous allons très vite, nous ne parviendrons pas à l'entraîner. De même, des molécules lentes sont très sensibles aux liaisons possibles, même quand elles sont faibles, comme dans l'huile. Et comme les molécules de triglycérides peuvent donc s'attacher les unes aux autres, elles ne s'évaporent pas, sauf à atteindre environ 300 à 400 degrés.

Avec cela, nous en savons assez pour revenir à la question initiale, sur la miscibilité. Considérons de l'eau, et imaginons que nous voulions y mettre une molécule de triglycéride. Quand la molécule de triglycéride arrive dans l'eau, elle établit des liaisons de van der Waals avec les molécules d'eau... ce qui nous conduirait à penser que l'huile peut se dissoudre dans l'eau... Mais cela est réfuté par les faits !

Pourquoi l'huile ne se dissout-elle alors pas dans l'eau ? Parce que, quand la molécule de triglycéride est introduite dans l'eau, elle oblige les molécules d'eau à se disposer autour d'elle d'une façon spécifique, déterminée par la structure moléculaire du triglycéride. Or c'est une découverte essentielle de la physique du 19e siècle que d'avoir compris que le monde évolue spontanément vers le désordre, pas vers l'ordre. Une molécule de triglycéride qui ordonnerait des molécules d'eau ferait évoluer le monde vers un état plus ordonné... ce qui "coûterait" de l'"énergie de désordre"... de sorte que cela n'arrive pas, en pratique.
Bref, si l'huile ne se dissout pas dans l'eau, c'est une question d'"énergie de désordre". Et nous avons maintenant les deux idées indispensables pour savoir si les huiles sont miscibles entre elles...

 A cela près que tout ce que je viens d'expliquer est inutile, comme je l'avais annoncé initialement. Nous aurions dû commencer par analyser que chaque huile est déjà un mélange d'un nombre parfois très grand de triglycérides différents. Et si on mélange deux mélanges, qui sont des mélanges de triglycérides distincts seulement par la proportion des divers triglycérides, pourquoi ne se mélangeraient-ils pas, alors qu'ils sont les mêmes constituants ?