jeudi 31 décembre 2015

Les étapes de la recherche scientifique

Rédigeant un billet, et voulant renvoyer mes amis vers une description de la méthode scientifique (pour les sciences de la nature, ou sciences quantitatives), je m'aperçois que cette description figure dans mon livre "{Cours de gastronomie moléculaire N°1 : Science, technologie, technique (culinaires), quelles relations ?}" (éditions Quae/Belin), mais qu'elle ne figure pas dans ce blog. Il faut absolument réparer cela.
A noter que la description que je donne a été testée devant les assemblées scientifiques les plus élevées, et notamment devant plusieurs lauréats du prix Nobel, ainsi que  devant des sommités des sciences chimiques, en de très nombreuses occasions, et tout particulièrement, le 4 juillet 2015, à Strasbourg (voir [http://www.canalc2.tv/video/1347->http://www.canalc2.tv/video/1347]2).
Comme personne ne m'a fait observer que j'étais dans l'erreur, je continue  de propager ma vision des choses (fondées, quand même, sur un examen soigneux de l'histoire des sciences et de l'épistémologie).

Je propose donc de considérer que la recherche scientifique se fait par les étapes suivantes, lesquelles constituent la "méthode scientifique" (pour les sciences de la nature, ou sciences quantitatives) :

1. identification d'un phénomène
2. quantification du phénomène
3. réunion des données quantitatives en "lois" synthétiques
4. par un processus d'induction, recherche des mécanismes quantitativement compatibles avec les lois identifiées, ce qui constitue une "théorie", un "modèle"
5. recherche de conséquences  de la théorie
6. tests expérimentaux de ces conséquences, ou "prévisions théoriques", en vue d'une réfutation, qui permettra de revenir à 1, et ainsi de suite à l'infini.

On ne  dira jamais assez que  toute théorie scientifique est fausse (disons insuffisante), et que l'on ne peut donc pas "démontrer scientifiquement", mais seulement réfuter. Autrement dit, l'activité scientifique produit des connaissances en réfutant les théories qu'elle produit.

On ne dira jamais assez, d'autre part, que les sciences de la nature ne sont pas un discours comme les autres : les théories, même si elles sont insuffisantes, comme on l'a vu plus haut, sont quantitativement compatibles avec les caractérisations quantitatives des phénomènes.
Les lois sont, évidemment, des façons synthétiques de donner des faits le plus juste possible, compte tenu des moyens de mesure à un moment donné, et les mécanismes proposés ne le sont pas au  hasard, mais parfaitement en accord avec les caractérisations quantitatives.

Et c'est ainsi que les sciences de la nature  sont particulières... et merveilleuses !

jeudi 24 décembre 2015

A propos de sel dans l'eau

Ce matin, un message : 
Nous sommes un groupe de TPE qui travail sur un mythe urbain : "Le sel élève le point d’ébullition de l’eau". 
Ce qui implique que lorsqu'on fait chauffer de l'eau pour une cuisson il faut mettre le sel lorsque l'eau est chaude.
Nous avons fait des expériences en laboratoire pour tester plusieurs sels, plusieurs eaux et 2 quantités de sels.
 Nous avons aussi pu voir que les eaux sans sel atteignaient le point d'ébullition de l'eau plus rapidement que les eaux avec du sel de table. Donc cela confirme le mythe, sauf lorsque nous mettons une importante quantité de sel (8% contre 0,2%), Auriez vous une idée pour expliquer cela ?
L'eau de source, l'eau du robinet, l'eau déminéralisée et l'eau minérale sont les quatre eaux que nous avons étudiées. Pourquoi l'eau déminéralisée est-elle l'eau la moins efficace que les autres ? Et pourquoi l'eau de source est-elle la plus efficace ? Est-ce que les substances chimiques contenu dans l'eau du robinet ont des impacts sur le temps d'ébullition de l'eau ?
Le sel de table, le sel de Gérande et le sel noir d'Hawaï, le sel rose d'Himalaya et le sel bleu de Perse sont les sels que nous avons étudiés. Sont-ils tous des sels de mer ? Et y a t-il une différence entre le sel de mer et le sel gemme ? Nous avons pu constater que le sel noir d'Hawaï était le plus efficace lorsque l'eau contenait 0,2% de sel mais nous nous demandons pourquoi. Savez vous si le charbon a un impact sur l'ébullition ?
J'ai répondu à nos jeunes amis que leur résultat m'étonne... d'autant plus qu'ils donnent des valeurs sans indiquer d'incertitudes, de sorte que, sans doute, les répétitions n'ont pas été faites. 
D'autre part, j'avais moi-même fait les comparaisons expérimentales de façon TRES contrôlée, et je n'ai pas vu de différence : parfois, l'eau salée avant d'être chauffée mettait plus de temps à bouillir que l'eau chauffée  pure, puis additionnée de sel ; parfois, c'était l'inverse. 

Surtout, ces expériences méritent d'être faites de façon très contrôlée. Dans le message de nos jeunes amis, de nombreuses précisions manquent, car les biais sont possibles partout. 
Par exemple, ils ne signalent pas que l'ajout de sel diminue la température de l'eau, et que l'ajout de sel augmente la température d'ébullition. 
D'autre part, il faut comparer des choses comparables, et s'il est logique que de l'eau salée mette plus de temps à bouillir que de l'eau pure (il y a, dedans, la masse du sel, qu'il faut chauffer aussi), il vaut mieux comparer les deux cas suivants : 
- on prend une casserole, on y met une masse d'eau pesée (précision de la balance ?), puis on pose la casserole sur un dispositif de chauffage et l'on attend l'ébullition ; on ajoute le sel (ce qui fait tomber l'ébullition), puis on mesure le temps à partir duquel on a formé de l'eau salée bouillante
- on prend une casserole, on y met la même masse d'eau que précédemment, la même masse de sel que précédemment, on pose la casserole exactement au même endroit du système de chauffage (ou mieux, on ne bouge jamais la casserole, afin que le contact soit  le même), puis on attend l'ébullition. 
Bref, le résultat de nos jeunes amis est douteux, d'autant que, pour comparer des expériences répétées, il faudra avoir donné une moyenne et un écart-type, et avoir comparé les résultats par un test statistique (ANOVA, Student...). 
Plus généralement, on voit bien, ici, la nécessité d'une description très détailles des matériels et des méthodes. Une "expérience de laboratoire", ce n'est pas le fait qu'elle soit faite dans un laboratoire : il faut surtout qu'elle soit faite sans biais ! 
Enfin, pour le sel  noir de Hawai, je ne suis certain qu'ilest noirci par du charbon. Les sites qui décrivent ce sel évoquent aussi des laves, ce qui me semble plus plausible. 

lundi 14 décembre 2015

dimanche 13 décembre 2015

Hier, lors d'une formation à des ingénieurs titulaires d'un doctorat, j'exposais un résultat mathématique que je connaissais quand j'étais adolescent (je ne répéterai jamais assez qu'il existe un merveilleux livre de mathématiques, publié aux éditions Mir (Moscou), de Nicolas Piskounov : Calcul différentiel et intégral). Dans le feu de l'exposition, je me suis surpris à dire "C'est élémentaire"... mais comme exposer des matières que  je connais à mes amis me sert à la fois à leur rendre service et à surveiller mes paroles, j'ai donc entendu ce "C'est élémentaire", alors que je voyais bien que cela ne l'était pas.

Etait-ce finalement élémentaire ? Oui pour moi ; non pour eux.

La suite sur http://www.agroparistech.fr/Elementaire.html

vendredi 11 décembre 2015

A propos de gougères


Ce matin, une question amusante  m'arrive par email :

{J'ai remarqué que vous aimez bien expliquer les réactions qui se passe dans un produit.
J'aurais aimé savoir si vous aviez un peu de temps à me consacrer pour m'expliquer comment obtient on  des "gougères" car je suis en train de travailler sur ce sujet pendant mon stage.
Si je comprends bien c'est la vapeur d'eau qui fais qu'un chou augmente son volume ? Faut-il avoir une perte d'eau importante ? Si elle est trop importante le chou gonflera-t-il comme même ?
De plus, est-il nécessaire d'avoir un déssèchement de la pâte. Mais  ne serait-il pas possible de créer une pâte à chou sans déssèchement mais en ayant une teneur d'eau optimal et la faire au "Cooking Chef" ?}

Tout d'abord, je ne sais pas si "j'aime expliquer" les réactions qui se passent dans les produits. Disons plutôt que mon objectif est d'identifier  des mécanismes et des phénomènes inédits, à partir des transformations culinaires. Il s'agit donc d'une question scientifique (je répète que la gastronomie moléculaire est une discipline scientifique, et non pas de la technologie), et pas technologique, mais  il est exact que la technologie bénéficie nécessairement des résultats scientifiques.

D'autre part, du temps à consacrer à quelqu'un qui étudie les gougères ? Non, je n'ai pas de temps pour cela, parce que ces demandes individuelles m'arrivent environ 30 fois par jour, et ma mission de service public ne consiste pas à faire des assistances techniques particulières... d'où des réponses collectives, que je fais ici, donc.

Les gougères, enfin ? La question est traitée en détail dans mon livre {{Révélations gastronomiques}}. Cela dit, je peux ajouter quelques points ici.

Oui, c'est bien l'eau qui s'évapore au contact de la plaque de cuisson qui fait gonfler les choux... puisque, en réalité, les gougères ne  sont autres que des choux au fromage.

 "Faut-il avoir une perte d'eau importante ?" : la question est étrangement posée... surtout, il y a ce "il faut", qui s'apparente à "on doit", qui cache souvent l'essentiel. Il faudrait cela pourquoi ? Sans savoir ce que pense mon interlocuteur à ce sujet, disons que s'il y a évaporation de l'eau, alors le chou gonfle, et le gonflement est d'autant plus grand que plus d'eau s'évapore... à condition que la vapeur soit retenue par la croûte supérieure.
La question est la suivante : les choux subissent à la fois ce gonflement, en raison d'une évaporation de la base, mais  aussi  un croûtage de la surface supérieure, d'une migration des bulles de vapeur dans la masse (comme dans  un soufflé, où, à travers la porte vitrée du four, on voit les bulles crever à la surface), et d'une coagulation de la masse, en raison de la présence de l'oeuf.
Et l'on se reportera à deux séminaires de gastronomie moléculaire de 2015, que  nous avons consacrés aux gougères : [http://www.agroparistech.fr/Les-seminaires-de-gastronomie,3092.html.->http://www.agroparistech.fr/Les-seminaires-de-gastronomie,3092.html] Les comptes rendus sont sur ce site, et l'on peut s'inscrire, pour les recevoir automatiquement, en envoyant un email à icmg@agroparistech.fr.

 Est-il nécessaire d'avoir un dessèchement de la panade ? Cela n'est pas clair, à ce jour, et tout dépend notamment des proportions d'eau  et de farine de la panade. Surtout, le dessèchement permet d'introduire de l'oeuf tout en conservant une tenue qui évite l'étalement.

Vive l'Etude !

jeudi 3 décembre 2015

De retour d'Irlande

L'Ambassade de France en Irlande m'a invité, il y a quelques jours, à présenter la gastronomie moléculaire et la cuisine note à note en Irlande (Cork, Dublin).

Lors de cette mission, j'ai rencontré des journalistes, et voici le lien pour un entretien à la radio :
http://www.rte.ie/radio/utils/radioplayer/rteradioweb.html#!rii=9%3A20885266%3A19148%3A%3A

Vive la gourmandise éclairée ! 

mardi 1 décembre 2015

dimanche 29 novembre 2015

Une question à propos de crème anglaise

Hier, on m'a interrogé sur la crème anglaise, et j'ai produit un billet du blog sur ce thème : qu'est-ce que la crème anglaise ? 
Aujourd'hui, sur à ce billet, je reçois le message suivant : 
 
Bonjour,
je viens de lire votre article très intéressant sur la crème anglaise.
Peut-on remplacer la totalité du lait par une purée de fruits?
Je me pose la même question pour une crème pâtissière.
Si oui, devons-nous ajouter, soit:
1/ de la poudre de lait à notre purée en fonction de la quantité de cette dernière de manière à avoir un taux de protéines et matières grasses équivalentes au lait?
2/ un gélifiant comme de la pectine et du jus de citron, (et là, je n’emploie pas le bon terme, veuillez m’en excuser), pour stabiliser notre mélange?
3/ un autre procédé qui ferait que ça fonctionne.
 
Donc, la question : peut-on remplacer lait par de purée de fruits ? Oui, et même par du jus de fruits : la coagulation de l'oeuf, qui donne de la consistance, se produit quoi qu'il arrive, mais on aura soin d'augmenter un peu la quantité d'oeuf, car le lait apporte des protéines, qui viennent s'ajouter à celles du jaune d'oeuf, alors que les fruits n'en contiennent que peu. 
Et la préparation ne sera pas une crème anglaise, mais une crème de fruits. 
 
De même, pour une crème pâtissière : la différence tient seulement à l'empesage de l'amidon, qui donne de la consistance à un liquide. 
La matière grasse ? On pourrait même ajouter  de l'huile, si l'on voulait : des gouttes de matière grasse sont toujours des gouttes de matière grasse... pour ce qui est de la consistance. Pour le goût, c'est bien différent, car le beurre contient mille parfums que l'huile n'a pas. 

Un gélifiant comme de la pectine ? Cette dernière prend à froid, mais pas à chaud, de sorte que l'on risque soit une préparation figée (à froid), soit une préparation trop liquide. 

Surtout, tout cela  est bien beau, mais, avant de mettre des rustines, j'aurais dû inviter mon correspondant à répondre à la question (hélas jamais posée, en cuisine) : 

Que veut-on faire ? Pourquoi ?



samedi 28 novembre 2015

Qu'est-ce que la crème anglaise ?

Les mets classiques connaissent des variations innombrables, mais nous ne sommes pas tous habilités à dire, à décider, ce qu'est un chat, ou un tournevis, ou une équation... Les mots nous dépassent, et même si des ignorants utilisent  parfois les mots dans des acceptions idiosyncratiques, il vaut mieux savoir ce que l'on dit, et recourir au meilleur dictionnaire de la langue française que je connaisse : le Trésor de la langue  française informatisé.

Hélas, ce dernier n'est pas "fortiche" en cuisine, et c'est ainsi que, pour décrire les "bavarois", il se réfère à un dictionnaire professionnel de 1962. C'est avoir la mémoire bien courte, de sorte que je propose plutôt que nous nous référions non pas au Dictionnaire gastronomique, qui est plein d'erreurs que l'éditeur ne veut pas corriger (cela lui coûterait trop d'argent), non pas au Guide culinaire, qui est également très  fautif (en plus de n'être signé que  d'Escoffier, alors qu'il fut écrit par Phileas Gilbert et Emile Fetu, également), mais plutôt à des ouvrages comme celui de Carême (L'art de la cuisine française au XIXe siècle), ou de Menon, ou de La Varenne, ou de L.S.R....

Et, en tout cas, je propose de combattre absolument le Codex alimentarius, qui supporte que l'on fasse de la béarnaise avec de la graisse végétale et des arômes d'échalotes. Luttons contre cette intrusion minable du "commerce", luttons pour que les mots français désignent ce que la France a produit, et non pas une cuisine abatardie  par le lucre. 

Bref, qu'est-ce qu'une crème anglaise ? Là, la cuisine moderne est fautive, parce qu'elle a détourné une préparation classique en conservant un nom qui est maintenant usurpé. Dans le livre de Carême, et d'autres de la même époque, on voit que la crème anglaise est une préparation que l'on obtient avec des jaunes d'oeufs, du sucre, du lait. Il faut  16 jaunes d'oeufs par litre de lait, de sorte que, quand on cuit cette préparation, elle épaissit, par formation de micro-grumeaux de protéines.

Aujourd'hui, on macère de la vanille dans le lait : pourquoi pas... mais c'est un goût particulier. Aujourd'hui, on n'utilise que 8 jaunes par litre de lait... mais la sauce est alors bien différente de la sauce anglaise, et c'est pourquoi je propose de ne pas la nommer "crème anglaise", mais seulement "crème anglaise allégée". Sans quoi, c'est  déloyal, malhonnête ! 

Au fait, que se passe-t-il quand on fait une crème anglaise, ou une crème anglaise allégée ? 

Observons d'abord que le premier geste professionnel de la recette consiste à fouetter des jaunes d'oeuf avec du sucre. Là, le sucre vient se dissoudre dans l'eau des  jaunes (un jaune d'oeuf, c'est 50 pour cent d'eau), en même temps que la préparation blanchit : le fouet introduit des myriades de bulles d'air.

Puis on ajoute le lait : alors les bulles d'air se dispersent dans le lait et "l'eau sucrée" des jaunes se mêle à l'eau du lait. En effet, le lait, c'est de l'eau, avec des gouttes de graisses dispersées dans l'eau, la teneur en protéines étant forte dans l'eau du lait, et autour des gouttelettes de matière grasse. 
Puis on cuit : alors les protéines en solution dans  l'eau coagulent, formant des grumeaux  qui sont dispersés dans l'eau.

Finalement, l'eau sucrée qui forme la "phase continue" contient, dispersés, des bulles d'air, des micro-grumeaux de protéines, des gouttelettes de matière grasse.


Pourquoi ajouter de la chantilly à de la purée de fruit dans laquelle on a déjà incorporé de la gélatine quand on veut faire un bavarois ?

Pourquoi ajouter de la crème chantilly à de la purée de fruit dans laquelle on a déjà incorporé de la gélatine quand on veut faire un bavarois ? Parce que le bavarois est un gâteau qui se fait à base de crème chantilly ! Sa "définition" est : "des pommes, de la crème chantilly, collé". 

Expliquons plus en détail. La compote de pommes,ce sont des pommes qui ont été cuites, éventuellement avec du  sucre, pour le goût. La préparation reste du type physico-chimique des "suspensions", à savoir que la phase continue qui disperse toutes les matières est un liquide, de sorte que l'ensemble peut s'écouler, au-delà d'un seuil. 
Pour  la gelée de pommes, en revanche, c'est un "gel", à savoir que la phase continue est un solide. Ce solide est un réseau (comme une toile d'araignée dans  toutes les directions), qui résulte de la cuisson des pommes : quand cette cuisson est prolongée, des composés nommés "pectines" sont extraits des pommes, et, au refroidissement, ces composés qui sont comme des fils se lient entre eux pour  faire le réseau. 
Le bavarois, ce n'est ni de la compote, ni de la gelée. C'est une préparation où les pommes cuites sont liées par de la crème  chantilly et de la gelée. La crème chantilly apporte beaucoup, à la fois en tenue et en légèreté, mais  surtout en goût : ah, une bonne crème  chantilly  ! Et la gélatine fait tenir le mélange  de pommes cuites et de crème fouettée... parce que la crème fouettée retomberait si elle n'était pas ainsi "collée". 

Des blancs en neige pourraient-il remplacer la crème chantilly ? Certainement, mais la préparation ne serait alors plus un bavarois, mais une mousse de pommes !

dimanche 15 novembre 2015

Pourquoi les agences de santé sont indispensables

On lit dans Aaron J. Ihde, The Development of Modern Chemistry (Dover, New York, USA, 1984, p 440) :
"Pendant 30 ans, après la publication d'Accum, la seule demande d'une réforme, en Angleterre, fut celle qui fut exprimée dans un tract à sensation publié anonymement en 1830. En 1850, Alphonse Normandy publia un livre qui eut du succès, Handbook of Commercial Analysis, qui recommendait une inspection au microscope des aliments et médicaments. Peu après, Arthul Hill Hassall raporta que, au microscope, on pouvait distinguer le café de la chicorée, du blé grillé, des poussières et des divers adultérants. Il fut chargé par Thomas Wakley, éditeur d'un journal médical indépendant, The Lancet, de diriger une Commission sanitaire analytique pour examiner les autres aliments. Des rapports furent publiés régulièrement. Sur 36 échantillons de café, seuls 3 étaient purs ; de l'alun était présent dans 49 échantillons de pain. Sur 28 échantillons de piment de Cayenne, 4 seulement étaient purs ; 13 contenaient du  minium (oxyde de plomb) et l'un contenait du vermillon (du sulfure de mercure). La quasi totalité des bonbons étaient colorés avec du chromate de plomb, du minium, du vermillon, de l'arsenate de cuivre, de la céruse (carbonate de plomb).

Qui a dit que des agences d'état telle que la DGCCRF (direction générale de la concurrence, de la consommation et de la répression des fraudes) étaient inutiles ?
Faisons confiance à nos experts, et ne laissons pas le commerce vendre n'importe quoi.

Faut-il être inquiet pour faire de la science ?

 Voila la déclaration  que me fait un ami …  inquiet, et, évidemment je ne peux m'empêcher de  discuter la chose,  car elle résonne  avec un vieux souvenir : il y a plusieurs années, on m'a déjà  prétendu la même chose pour la,philosophie, ou encore pour l'art.


Voir la suite sur http://www.agroparistech.fr/Faut-il-etre-inquiet-pour-faire-de.html

vendredi 13 novembre 2015

Suis-je exagérément rigoureux quand je réclame que les résultats de mesures soient assortis d'une estimation de l'incertitude avec lesquelles les mesures sont déterminées ?

Dans un billet précédent,  j'ai considéré la question des résultats de mesure, de l'incertitude avec laquelle ces résultats sont déterminés,  et de la raison pour laquelle on ne peut donner de résultats de mesure qu'assortis d'une estimation de cette incertitude. Ici,  je veux discuter une question différente, à savoir si ma réaction personnelle -de colère- est justifiée quand on me présente des résultats de mesure sans estimation de l'incertitude (je dis les choses en abrégeant un peu les formulations justes, parce que l'énoncé parfait serait encombrant) ?

D'abord les faits : quand un étudiant, un livre, une brochure, un document, un interlocuteur, un article me tendent un résultat de mesure sans l'assortir d'une estimation de l'incertitude, je hurle... et je vois souvent que mes interlocuteurs jugent cette réaction excessive. Je me suis interrogé sur ma réaction : pourquoi se mettre en colère ? Après tout, il n'y a pas mort d'homme...
Considérons un exemple. On me propose une valeur de 46. Quand les règles de bonne pratique scientifique sont utilisées, le chiffre 6 est "significatif", ce qui signifie qu'il porte en lui une estimation de l'incertitude. Toutefois, une personne qui afficherait ce chiffre alors que la valeur n'est connue qu'à 10 près nous tromperait. Autre exemple courant : un appareil de mesure donne une valeur de 78,633324. Si je sais que trois répétitions de la même mesure ne peuvent donner que des valeurs comme 78, 81, 79, alors je vois que l'affichage de toutes les décimales est indu.
Dans les deux cas, quelle est la faute ? C'est soit de l'ignorance, soit de la négligence, soit de la malhonnêteté. L'ignorance est le cas le plus courant, et elle est excusable : nous sommes tous l'ignorant d'un autre, plus savant que nous, et pourvu que nous  cherchions à nous améliorer, rien n'est grave, et mon sursaut n'a pas de raison d'être.
Toutefois, bien souvent, l'ignorance va de pair avec la négligence, et cela me semble bien plus grave. On voit une valeur sur un cadran, et on reporte la valeur sans s'interroger. Ce n'est pas de l'ignorance, mais de la paresse, ou, disais-je, de la négligence, ce qui est une façon de mépriser ses interlocuteurs. Tout comme l'est une copie un peu cochon d'un étudiant. En réalité, quand on analyse bien la chose, il s'agit de dire à son interlocuteur qu'on ne l'aime pas, ou, en tout cas, pas assez  pour faire mieux que le résultat médiocre qu'on lui propose. Là, le sursaut devient légitime.
Enfin, il y a la malhonnêteté, et, pour expliquer ce point, je propos de considérer cette brochure technico-commerciale d'un fabricant d'appareil scientifique, qui donne un exemple de mesure avec des chiffres qui ne sont pas significatifs : c'est trompeur, car l'appareil ne peut pas afficher la précision qui est donnée. Trompeur, malhonnête... De quoi me faire sursauter.
 Bref, je crois que cette analyse me donne raison de sursauter, quand je vois un résultat de mesure sans affichage de l'incertitude avec laquelle cette mesure est connue !

Jamais de mesure sans estimation de l'incertitude.



Dans la catégorie des bonnes pratiques en science, il y a des données élémentaires, et l'une d'entre elles est qu'une mesure doit toujours être assortie d'une estimation de sa qualité.

Pour expliquer la chose, je propose de considérer l'exemple d'une balance de précision, que l'on utilise pour peser un objet, par exemple un principe actif pour la réalisation d'un médicament. Dans un tel cas, on comprend qu'il est hors de question de se tromper sur la mesure, car ces produits sont extraordinairement actifs, de sorte que la vie des patients en dépend.
Nous avons donc à peser correctement ce principe actif, et voilà pourquoi nous utilisons une balance de précision. Évidemment cette balance aura été contrôlée, car il serait dramatique d'utiliser une balance fausse. Contrôlée ? Cela signifie qu'un contrôleur sera venu avec un étalon, et qu'il aura  comparé la masse connue de l'étalon avec la masse affichée par la balance. Cela se pratique en général une fois par an, car ces contrôles sont coûteux. De sorte que, puisque l'intervalle entre deux contrôles est très long et qu'il peut se passer mille choses pendant un an (la foudre qui dérègle la balance, un choc qui la fausse...), on aura intérêt à contrôler soi-même ses balances à intervalles bien plus cours (un  jour, une semaine au maximum), notamment à l'aide d'étalons secondaires, que l'on aura  préparé la façon suivante : on prend un objet inusable, par exemple un bout de métal ou de verre que l'on conserve précieusement  dans un bocal, sur un coton ou sur un papier afin qu'il ne puisse pas s’abîmer,  et, et on le confronte à l'étalon primaire, le jour où le technicien contrôleur vient contrôler les balances. Sur la boîte qui contiendra cet étalon secondaire, on note  la masse déterminée, et chaque matin ou chaque semaine, on sort l'étalon secondaire, que l'on conserve à côté de la balance, et on le pèse, afin de s'assurer que la balance donne une valeur juste.

Soit donc une balance dont on connaît la fiabilité. On peut maintenant peser le principe actif. Je n'indique pas ici les bonnes pratique de la pesée... mais je signale qu'elles existent, et que peser ne se résume pas à simplement peser. Bref, on  place l'objet à peser sur la balance et l'on obtient une valeur. Le problème des balances de précision, c'est qu'elles sont ... des balances de précision, à savoir des instruments extrêmement sensibles à leur environnement. Il y a les courants d'air d'inévitables, il y a le bruit électrique dans  les circuits électroniques de la balance quand il s'agit d'une balance électronique, il y a les vibrations... Bref, il y a mille raisons d'être certain que la valeur donnée par la balance sera inexacte, et cela est une donnée du monde, inévitable. D'ailleurs, la balance affiche un certain nombre de chiffres significatifs, et comme la valeur exacte que l'on cherche n'a aucune raison de tomber exactement sur un des barreaux de l'échelle (en mathématiques, on dirait que la probabilité que cela survienne est nulle),  on comprend que, au mieux, la valeur affichée ne peut pas être connue avec une précision qui soit meilleure  que  l'écart  entre deux indications (graduations) de la balance.
Puisqu'il est inévitable que la valeur mesurée soit imprécise, la question est de savoir quelle est cette imprécision. Imaginons que l'on pèse trois fois le même objet sur la même balance et que l'on obtienne trois fois la même valeur. Alors on pourra considérer que l'écart entre les graduations de la balance est une estimation de l'incertitude que l'on a sur la valeur affichée. Mais avec les balances de précision, il en va généralement autrement, à savoir que trois mesures successives donnent trois valeurs légèrement différentes, auquel cas on calcule un écart type, c'est-à-dire une estimation de la répartition des valeurs que peut donner la balance. Mais cela est une autre histoire qu'il faudra raconter une autre fois.

Revenons donc à l'essence de  la question : quand nous pesons un objet, nous devons donner une valeur et une estimation de la précision avec laquelle on connaît cettte valeur. Cette règle est absolument générale, en sciences  de la nature. Pour toute expérience, pour toute mesure, nous devons afficher un résultat avec une estimation de sa qualité. Car, en réalité, on ne fait que très rarement des mesures pour des mesures, et l'on cherche surtout à comparer le résultat d'une mesure à un résultat d'une autre mesure ou bien à une valeur de référence.
Par exemple,  si l'on mesure la température dans un four, la mesure de la température sera généralement comparée à la valeur voulue de la température, ou à la température de consigne. La question très générale est donc de comparer.
Commençons par le plus simple, c'est-à-dire la comparaison d'un résultat de mesure avec une valeur  fixe. Par exemple, quand on fabrique des yaourt, si l'on affiche  sur le pot une masse de 100 grammes, il est admis que la masse d'un yaourt particulier ne soit pas exactement égale à 100 grammes, mais qu'elle en diffère moins qu'une certaine quantité. Là, la question est simple, puisque l'écart doit être inférieur à la tolérance.  Simple...  en apparence, puisque la valeur mesurée n'est pas exactement connue ! Supposons que l'on ait mesuré 95 grammes avec une incertitude de 5 grammes. La masse exacte du yaourt pourrait être de  100 ou de 90 grammes. Si la tolérance est de 5 gramme, la masse de 100 grammes conviendrait, mais la masse de 90 grammes serait intolérable.
Maintenant, si nous voulons savoir si deux objets ont la même masse, on sera conduit à peser chacun des objets et à obtenir deux  valeurs, deux résultats de mesure assortis chacun d'une incertitude, et voilà pourquoi on  enseigne dans les Grandes Ecoles d'ingénieurs et dans les université les calculs statistiques,  qui permettent d'estimer  si deux mesures sont ou non significativement différentes. Je ne vais pas faire dans un billet de blog la théorie de cette affaire, mais j'espère avoir indiqué correctement pourquoi, finalement, une mesure sans une estimation de l'incertitude sur cette mesure ne vaut  rien. En particulier pour la comparaison de deux mesures, des statistiques nécessitent l'estimation de cette incertitude, laquelle donne une indication de la répartition des mesures que l'on pourrait faire d'un objet.
Dans la vraie vie, dire que  deux  grandeurs sont différentes sous-entend toujours « significativement ». J'invite en conséquence tous les étudiants à se forger une espère de radar intellectuel  qui les conduira à sursauter quand ils verront une valeur sans estimation de l'incertitude avec laquelle cette valeur est connue. Certes, parfois, dans des tables, dans des livres, dans des publications, on verra des données sans incertitudes. Si ces livres sont de bonne qualité, c'est que cette incertitude est exprimée par les chiffres qui sont affichés, et qui doivent donc tous être "significatifs". Un bon enseignement des sciences de la nature commence donc par une discussion de cette question : que sont des chiffres significatifs ? Que sont les règles d'affichage des données ? 
Ces règles ne sont pas absolument intuitives, et elle doivent donc être apprises... et retenues pendant toute la scolarité… et après ! Rien de tout cela n'est difficile, mais cela demande un peu de soin, d'attention, et un entraînement progressif qui conduit à bien internaliser des réflexes,  en vue de bonnes pratiques scientifiques ou technologiques.
Dans la famille « les bonnes pratiques en sciences » je voudrais « les ajustements ».

Supposons que l'on ait obtenu une série de résultats de mesure. Il arrive fréquemment, en sciences de la nature, que l'on cherche à voir comment cette série varie.

Un exemple ? On cherche à connaître la quantité d'eau dans une viande : on met la viande dans une étuve, et l'on pèse à différents temps bien choisis,


La suite sur  : http://www.agroparistech.fr/Dans-la-famille-les-bonnes.html

samedi 7 novembre 2015

Pour comparer, il faut… comparer !


Ce matin je reçois d'étudiants une photographie des blancs d’œufs en neige qui auraient été additionnés d'un peu de vinaigre. Ces étudiants me signalent que le vinaigre fait beaucoup d'effet sur le foisonnement, mais quand je leur demande s'ils ont fait un contrôle, ils s'étonnent de la demande, ne la comprennent pas, même.
Pourtant, n'est-il pas "naturel" de penser que pour voir une amélioration, il faut voir deux états : le blanc d'oeuf battu en neige sans vinaigre et le même blanc battus en neige avec du vinaigre ?
Mon objectif n'est pas, ici, de me plaindre du niveau des étudiants qui ne cesserait de baisser, mais je suis intéressé de comprendre


La suite sur http://www.scilogs.fr/vivelaconnaissance/pour-comparer-il-faut-comparer/

mardi 3 novembre 2015

A propos d'une carrière

Une question bien posée, ce matin :


Monsieur THIS, bonjour.
Je me permet de vous envoyé ce mail, en espérant ne pas trop vous déranger.
Je suis un étudiant qui a reçu son diplôme  de xxx il y a un an. Malheureusement je n'ai pas su quoi faire après ce diplôme, et c'est alors que ma passion pour la cuisine est revenu. Ayant conscience que la cuisine ne sera pas ma vocation, je me suis alors tourné vers la gastronomie moléculaire.
Je me suis tout d'abord renseigné sur la gastronomie moléculaire.
J'ai beaucoup apprécié de pourvoir m'instruire directement via les réponses que vous donnez à vos interlocuteurs.
Je souhaite bien évidement continuer mes études dans le domaine de la science, plus précisément dans la chimie. Ne sachant pas quel cursus/formation choisir afin d'intégrer l'INRA par la suite, je viens solliciter votre précieuse aide.
Pourriez-vous me conseiller une éventuelle poursuite d'étude possible, me permettant d'accomplir mon projet professionnel ?
Je ferai toutes les études nécessaire afin de pouvoir effectuer des recherches par la suite, dans la gastronomie moléculaire.
Ma réponse a été circonstanciée, parce que... c'est bien normal d'aider des jeunes qui terminent par une phrase telle que la précédente. Voici  ma réponse : 

Bonjour et merci de votre message.
Si je me suis bien exprimé sur mes sites,  vous avez compris que la gastronomie moléculaire se fait donc à l'université ou dans des équipes de recherche scientifique, ce qui impose master, thèse, post-doc, concours administratifs de chargé de recherche ou de maître de conférence.
Bien sûr, on peut participer à différents niveaux, aussi bien comme ingénieur d'étude que  comme directeur de recherche. En gros, les scientifiques sont ceux qui aiment les équations, le calcul, alors que des ingénieurs d'études feront des expérimentations. Pour les deux carrières, il y a des concours administratifs.
Il y a  aussi des possibilités de faire de l'enseignement, dans des lycées hôteliers, par exemple, et c'est une autre voie, mais  bien sûr, la recherche ne sera pas la même.

Tout cela étant dit, il est sans doute bon de répéter que l'industrie alimentaire a besoin de gens compétents, intelligents, entreprenants, innovants, créatifs, rigoureux... et qu'elle offre des salaires bien supérieurs à ceux de la fonction publique, avec sans doute moins de contraintes administratives. Je ne cesse de le répéter, et je sais  que le travail de recherche et développement dans ces sociétés peut être très proche de celui de nos laboratoires. Là, il est sans doute bon de faire une école d'ingénieur et/ou un master, tel ce Master IPP d'AgroParisTech, ou le Master Food Innovation and Product Design que nous avons créé avec les universités de Lund, Dublin et Naples.

Attention : dans tous les cas, il faut être parmi les meilleurs  : que ce soit pour être retenu en master, comme pour être pris en thèse, ou pour être embauché par l'industrie.
Ne pas se décourager, toutefois : tout cela n'est qu'une question de travail.
Vive l'Etude !

vendredi 23 octobre 2015

lundi 19 octobre 2015

Amusant : il reste des confusions

Ce matin :

Bonjour,
Pouvez-vous me dire comment je peux m'inscrire à la conférence Cuisine moléculaire du 16 novembre, et me préciser la salle dans laquelle elle se déroule?
Merci
Meilleures salutations,



Et ma réponse évidente :

Bonjour
Je ne fais pas de conférence de cuisine moléculaire depuis 1994, car cette forme de cuisine est périmée, comme l'indiquent le fichier joint ainsi  que le lien http://www.agroparistech.fr/La-cuisine-moleculaire-est-depasse.html.
En revanche, nous tenons tous les mois des séminaires de gastronomie moléculaire, au cours desquels nous explorons publiquement des "précisisions culinaires".
Ces  réunions se tiennent le plus souvent dans l'amphithéâtre du 4e étage de l'Ecole supérieure de cuisine française du Centre Jean Ferrandi de la Chambre de commerce de Paris, au 28 bis rue de l'abbé Grégoire, 75006 Paris, de 16 à 18 heures.
J'ajoute votre adresse email sur la liste de distribution, afin que vous soyez informé des éventuels changements de lieu ou date.
bonne journée

Comment réussir ses soufflés ?

Je considère la question sur http://www.agroparistech.fr/A-propos-de-souffles.html

bonne lecture !

samedi 26 septembre 2015

Les exhausteurs de goût

On m'interroge ce matin sur les exhausteurs de goût. De quoi s'agit-il ?

Avant de plonger dans la réponse,  il est sans doute bon de l'analyser un peu car souvent les mots nous induisent en erreur. Dans la question, donc, il y a « exhausteur », et  il y a « goût ». Commençons par le second terme.  Le goût est la sensation synthétique que nous avons quand nous mangeons un aliment. Certains ont  proposé  de nommer cela la flaveur, mais le mot est complètement inutile, puisque nous avons déjà le mot « goût »  en français.
Il y a  donc le goût,  sensation synthétique qui  est composée de plusieurs sensations élémentaires,  comme par exemple la couleur, qui influence évidemment le goût (la preuve c'est qu'une  pâte de fruits colorée en bleu est considérée comme une pâte de cassis,  alors même qu'il peut s'agir simplement de pomme et que le colorant n'a pas de goût). Puis il y  a l'odeur anténasale, due aux molécules odorantes qui montent dans les narines quand l'aliment approche de la bouche. Il y a ensuite la consistance, perçue par les capteurs de  pression que sont notamment les dents, raison pour laquelle on aura intérêt à demander au dentiste de préserver le plus possible les dents naturelles. Il y aura le chaud et le froid, il y aura la saveur, qui est due à  des cellules réceptrices des papilles. Il y aura les piquants les frais, etc.
Finalement , stricto sensu, un exhausteur de goût, c'est  (ce doit être) un produit ou une substance (je distingue les deux parce que le premier est produit, fabriqué, et l'autre pas), un produit ou une substance, donc, qui augmentent  le goût.
La difficulté c'est que,  si le goût est une sensation  multimodale, alors que signifie son « augmentation » ? On pourrait imaginer un produit ou substance qui augmente l'odeur, mais diminue la saveur,  ou bien qui augmente le piquant, mais diminue la saveur, et ainsi de suite ; le goût serait-il augmenté alors qu'une de ses composantes diminue ? Et puis, si un élément augmente l'odeur, simplement, il augmente le goût, non ? « Exhausteur de goût » signifierait-il seulement exhausteur de saveur ? Alors parlons plus justement d'exhausteur de saveur… Le problème, avec cette proposition, c'est que des spécialistes prennent comme exemple d'exhausteurs de goût le sel (chlorure de sodium), qui, effectivement, augmente le goût… dans un cas où il augmente l'odeur. Ils signalent qu'un potage de légumes qui n'est pas salé a peu de goût (de légumes), mais en prend quand on ajoute du sel. L'effet est patent, et n'importe qui peut faire l'expérience… mais le mécanisme d'action du sel est alors que le sel évapore davantage des molécules odorantes des légumes, de sorte que nous les percevons mieux ; en outre, il donne de la saveur salée. Bref, dans un tel cas, le sel est surtout un exhausteur de goût parce qu'il est un exhausteur d'odeurs, et un agent de sapidité.
Restons avec sel, puisqu'il est à l'origine d'un effet merveilleux, que l'on observe quand on compare du Schweppes, boisson sucrée et amère, avec du Schweppes légèrement salé : le sucré  est augmenté par le sel, et l'amertume réduite. Le mécanisme est inconnu, mais l'effet est manifeste. Alors le sel est-il un exhausteur de saveur ? S'il augmente le sucré, oui ; mais s'il réduit l'amer, non ! Ce type de cas est constant, et voilà pourquoi je crois que nous aurions raison d'être très attentif à l'usage des mots, et notamment à leur usage par la réglementation.
Concentrons-nous sur les saveurs, puisque c'est souvent là que certains industriels prétendent avoir des exhausteurs de goût. Il faut tout d'abord savoir qu'il n'existe PAS quatre saveurs, qui seraient le salé, le sucré, l'acide ou l'amer : la dégustation des composés purs montre bien qu'il y a des sucrés et des amers, par exemple. Quels composés donnent ces sensations ? Le glucose, fructose, saccharose ou les édulcorants donnent des sensations différentes en intensité et en qualité. Mieux, ces saveurs peuvent avoir un "décours" sucré différents. Par exemple, l'aspartame peut avoir un arrière goût métallique, ou la stévia (on devrait dire le rébaudioside A, puisque la stévia n'est pas un édulcorant, mais une plante) une saveur de réglisse. D'autres composés aussi sont sapides : les sels minéraux. Par exemple, le chlorure de calcium est très amer, et un autre sel de calcium, tel le lactate de calcium n'a pas cette amertume, ce qui semble indiquer que ce n'est pas l'ion calcium qui est  responsable de l'amertume. Le chlorure serait il amer ? Non : le chlorure de sodium, notre sel de table qui contient l'ion chlorure,  n'est pas amer mais  salé.
Soyons donc prudents avec les discours que nous entendons, à propos des saveurs, sans oublier de discuter la question des acides aminés, ces briques élémentaires qui constituent les protéines dont nous sommes faits, le reste étant principalement de l'eau. Dans des traités de de chimie alimentaire un peu rapides et simplistes,  il est décrété hâtivement que les acides aminés sont soit sucrés, soit amers,  mais je propose de goûter une fois ces composés pour s'apercevoir que ce tableau est bâclé. Par exemple, la tyrosine, qui fait ces cristaux présents dans le fromage de comté, n'est pas sucrée, ni amère, ni salée, ni acide. La théorie des quatre saveurs, que les physiologistes savent parfaitement fausse depuis longtemps, continue de faire des ravages intellectuels jusque chez les "spécialistes" de la gustation… sans doute parce qu'il y a de l'ignorance de leur part, mais aussi, sans doute, parce qu'il y a une question de mots qui n'est pas réglée. Par exemple, quelle est la saveur de la réglisse ? S'il n'y a pas le sucre ajouté,  la réglisse n'est pas salée, pas sucrée, pas acide et pas amère ; elle a une  saveur de réglisse,  raison pour laquelle on aurait intérêt à ne pas parler de quatre saveurs. L'éthanol de la vodka, ensuite, a d'abord une odeur très perceptible mais il a engendre aussi une sensation « trigéminale » de brûlant… et une saveur particulière d'éthanol.
Alors quatre saveurs ?  Cinq saveur ? Six saveurs ? Les études de  microscopie de cellules réceptrices des papilles ont montré que des composés différents activent des cellules différentes des papilles, et deux cellules voisines ne réagissent pas aux mêmes composés, de sorte que, finalement, on a sans doute par le mot « saveur » une sensation très globale,  due à des tas d'activités cellulaires différentes, donc à des tas de saveurs élémentaires particulières.
Un mot à propos du  prétendu « umami », pour lesquels une grosse société japonaise fait beaucoup de pression sur le milieu scientifique. Le mot a été introduit par un industriel qui voulait vendre du monoglutamate de sodium, et  c'est aujourd'hui la confusion la plus complète,  jusque dans les publications scientifiques qui sont parfois signées par... des personnes du service de communication de ladite société !  Oui, le monoglutamate de sodium, parfois nommé simplement glutamate de sodium, ou MSG,  a une saveur très particulière... ce qui est normal puisque c'est un acide aminé (ou plus exactement son sel) et que nous avons vu  que les acides aminés sont sapides. En revanche, serait-ce « la cinquième saveur » ? Certainement pas, puisque nous avons aussi la réglisse, l'éthanol, etc. 
Pour l'instant l'industrie alimentaire n'a pas fait le ménage dans ces affaires d'exhauteurs de goût, et elle continue d'utiliser le monoglutamate de sodium (je n'ai rien contre l'utilisation de ce produit), qu'elle qualifie d'exhausteur de goût. D'autres composés de ce type ont été identifiés,  tels les inositides, et l'on trouvera toute une série de ces produits dans les tablettes de bouillon qui sont largement vendues dans le supermarché.
Cela dit, là encore, il faut s'interroger sur les mots, car « tablette de bouillon » : de quoi s'agit-il ? Il y environ deux siècles, Augustin Parmentier avait proposé de faire réduire du bouillon de viande pour en faire des tablettes, que l'on dissolvait avec de l'eau, selon un procédé culinaire ancien. Puis les industriels ont pris l'idée, et, progressivement, ils ont ajouté des glutamates et inositides comme on ajoute du sel. Pour certains, le glutamate a un goût de viande… mais pour être juste, il faut comparer les solutions obtenues par ces tablettes avec de vrais bouillons. Ce n'est pas le même goût du tout !
Oublions cette question très particulière du glutamate, et revenons à la question des exhausteurs de goût. Quel crédit pouvons-nous  accorder à des personnes qui en parlent sans avoir analysé ce dont-il s'agit ? Je vais m'éloigner un peu, mais je tiens à observer que la question est la même que de savoir quel crédit accorder à une publication scientifique dont on se met à douter, parce que l'introduction manque de références, dont la partie "Matériels et Méthodes" manque de précisions utiles à l'appréciation des résultats, dont le texte contiendrait des phrases fautives, telle « la saveur est la composante essentielle du goût ». Que faire ? C'est une grave question, et apprendre à y répondre constitue sans doute une partie importante du travail scientifique.
Revenons à nos exhausteurs de goût. Que pouvons-nous penser si la personne qui évoque cette notion devant nous confond goût, saveur, flaveur, etc. ? Je me souviens de colloques scientifiques que  j'organisais, où nous avons vu se succéder à la tribune des scientifiques que j'avais contribué à inviter (au fond, d'assez bons spécialistes de leur domaine) et qui utilisaient le mot « goût » dans des acceptions différentes. Il y avait ceux qui  groupaient l'odeur rétronasale et la saveur, excluant les sensations trigéminales ; il y avait  ceux pour qui toutes les sensations chimiques étaient dans la saveur, il y avait ceux  qui parlaient de saveur seulement, et ainsi de suite. Je crois la situation actuelle désastreuse, et j'appelle de mes vœux un colloque où nous déciderions en commun de mieux nommer les différentes sensations. Dans la discussion, on n'oubliera pas le mot « arôme », qui, en français,  désigne l'odeur des plantes aromatiques, que cette odeur vienne par la voie anténatale,  c'est-à-dire les narines,  ou par les fosses rétronasales. Dans les deux voies, il s'agit des mêmes molécules,  peut-être pas libérés dans les mêmes proportions,  car la déstructuration des  aliments par la mastication conduit à des libérations différentes,  d'autant que la température est différente dans l'aliment  et dans la bouche. Quand même,  en français,  l'arôme est l'odeur des plantes aromatiques, des aromates. Dee sorte que, pour l'intérêt des citoyens et, donc, de notre société tout entière, on aurait raison d'interdire le mot « arôme » pour désigner les compositions et les extraits que le monde industriel produit ; ces derniers sont souvent merveilleux, mais ce ne sont pas des arômes au sens du dictionnaire, même si la réglementation l'a temporairement accepté.
Pour certains de mes collègues, l'arôme est l'odeur rétronasale. C'est un usage idiosyncratique, et,  là encore,  une discussion collective s'impose.  Bref, la question des exhausteurs de goût est difficile, et pas réglée, d'autant que, quand un  industriel dispose d'un avantage concurrentiel pour donner plus de goût à ses produits, il vend des préparations sans dire comment il les a obtenues, ou ce que c'est (et je pense que c'est légitime). Comme les composés qui contribuent au goût peuvent être très puissants, leur identification -par des méthodes de chimie analytique- peut être très compliquée, d'autant que cette question intéresse d'abord les industriels, et que la science n'y a pas mis beaucoup son nez. Il y a quelque temps, j'avais proposé de faire une banque de données trigéminales, sur internet, mais la proposition n'a pas eu de succès, et pour cause. La clé du goût, c'est la clé du succès de l'industrie alimentaire, qui n'a aucune raison de donner son savoir à toute la communauté. C'est la grande question des brevets, des licences, des savoir faire protégés.
Pour conclure, après  avoir dressé tout ce tableau, je recommande (à moi-même ; mes amis feront ce qu'ils jugeront bon) d'avoir la plus grande prudence face à des mots que nous ne comprenons pas, et dont nous ne trouvons pas la définition simplement, ailleurs que chez des commerçants. Il reste beaucoup de travail à faire, aussi,  pour la physiologie sensorielle !

Cuisson de steak et tir à l'arc

L'analyse de la cuisson d'un steak se trouve sur  :

http://www.agroparistech.fr/Cuisson-de-steak-et-tir-a-l-arc.html


Cette analyse débouche  à la fois que :
- un questionnement à  propos d'enseignement de l'art culinaire
- une réflexion sur les interviews de cuisinier

mercredi 23 septembre 2015

Les sauces brunes sont-elles des émulsions ?

Absolument  : une sauce brune traditionnelle, montée au beurre, donc, est bien une émulsion!
Un mouillement tel qu'un fond brun, c'est une phase "aqueuse", puisque l'on est parti d'une solution aqueuse (eau pure, vin, bouillon, etc.) que l'on a concentré par "réduction" (une partie de l'eau est évaporée). Bien sûr, la réduction ne se limite pas à une augmentation de la concentration en solutés dans l'eau, et il y a aussi des réactions, notamment à l'origine de la couleur et du goût. Mais, finalement, on obtient quand même une solution aqueuse concentrée.
Si l'on ajoute du beurre à  cette solution aqueuse ("eau"), le beurre fond, libérant 82 % de matière grasse, et 18 % d'eau (au maximum, selon la loi). Cette "eau" libérée (le petit lait)  va se mélanger avec l'eau du mouillement, mais la matière grasse libérée, elle, forme des gouttelettes qui sont dispersées dans la phase aqueuse. Bref, on obtient une dispersion de gouttelettes de matière grasse dans une phase aqueuse, et c'est précisément cela une émulsion.
Donc oui, la sauce brune est émulsionnée.
Ajoutons de surcroît que cette émulsion n'est pas stable, car en réalité aucune émulsion n'est stable. Il y a seulement des émulsions moins instables que d'autres.
Et, pour la bonne bouche, il me faut ajouter que, selon la façon dont on a monté au beurre, on peut obtenir une simple émulsion, ou bien une émulsion foisonnée (si l'on a utilisé un fouet et introduit des bulles d'air). Toutefois la "bonne pratique classique" recommande de vanner seulement, pendant que le beurre fond, et, là, il n'y a pas de bulles d'air : la sauce est une simple émulsion, pas une émulsion foisonnée.



lundi 21 septembre 2015

Un bon livre

Chers Amis
Puis je vous recommander :
La gourmandise et la faim, histoire et symbolique  de l'aliment (1730-1830), par Jean Claude Bonnet (Le livre de poche) ?

Bonne lecture

Encore une question, à propos de crème au beurre

Voici la question :
Je fais une crème type aux amandes, un beurre foisonné et du sucre. J'incorpore les œufs 1 à 1, et quand la crème est à la limite de trancher,  j'incorpore du chocolat fondu. L'appareil deviens lisse et homogène. Pourquoi ? 

L'interprétation, maintenant : 
Observons que  mon interlocuteur me donne peu d'indications, sur les quantités... et les amandes. Je vais faire comme si la poudre d'amande ne jouait donc aucun rôle, ce qui est probable.
Si l'on bat du beurre avec du sucre, ce dernier peut venir se dissoudre dans l'eau qui est dispersée sous la forme de gouttelettes à l'intérieur  de la matière grasse du beurre. On forme donc un sirop dispersé dans une matière grasse, ce qui reste une "émulsion de type eau dans huile" (c'est la terminologie).
Puis, quand on ajoute des oeufs, on ajoute du liquide, et, notamment des composés tensioactifs (qui facilitent l'émulsion) et de l'eau.
Toutefois une émulsion ne se soutient pas quand la proportion de "phase dispersée" (ici l'eau) devient excessive. C'est pourquoi, je crois, la crème est  à la limite de trancher.
Ajouter du chocolat fondu à ce stade ? Le chocolat, c'est en gros du gras et du sucre... de sorte que l'on fait de nouveau  augmenter la proportion de matière grasse, et tout redevient comme si l'on avait moins d'eau.

A quoi bon répondre à ce type de questions, sachant qu'elles sont en nombre infini, et que cela prend du temps sur la recherche ?
D'abord, les phénomènes culinaires sont essentiels, parce que ce sont des invitations à la recherche scientifique. Ici, c'est un phénomène intéressant, qui fait intervenir les "inversions de phase", ce  qui  est quelque chose de compliqué.
Ensuite, mon interprétation est toute théorique, et j'invite les collègues à la discuter, car sans étude expérimentale de ma part, c'est une sorte de devinette que je fais.
Pour l'"industrie" (je parle, comme les Canadiens, de toutes les activités de production, de l'artisanat à l'industrie), la question est essentielle, parce que des règles fixes faciliteraient le travail : ma réponse est donc, à nouveau, à explorer le phénomène... ce qui est l'objet de la gastronomie moléculaire.

Des questions à propos de spiritueux

Des questions ? Je partage les réponses :


En premier lieu, je ne sais si je dois employer le terme arôme ou parfum à propos boissons spiritueuses.
La réponse à cette question qui n'est pas posée explicitement est la suivante :

mercredi 16 septembre 2015

Exhausteurs de goût : de quoi s'agit-il ?

On m'interroge ce matin à propos des exhauteurs de goût... et j'ai donc produit une réponse que je podcaste, temporairement :
https://tice.agroparistech.fr/coursenligne/main/document/document.php?cidReq=GM&curdirpath=/Podcasts%20audio

Cela étant, ma correspondante a des questions complémentaires (en italiques), auxquelles je réponds ici :

Ai-je bien compris :  est-ce que glutamate et umami sont identiques puisque ce serait le goût- je dis goût  à défaut d’un autre terme-
des acides aminés? 
Ce n'est pas tout à fait cela. Pour l'umami, pour commencer, je propose de penser que cela n'existe pas, autrement que chez certains "commerçants". Si les Japonais eux-mêmes (et mieux, ceux qui vendent du monoglutamate de sodium, MSG) admettent que  l'umami est la saveur des dashi, ces bouillons d'algues qui contiennent deux acides aminés, à savoir l'alanine et l'acide glutamique, alors l'umami n'est pas une saveur élémentaire, puisque alanine et acide glutamique ont chacun une saveur. 
De ce fait, aussi, le MSG est une  saveur différente, puisque l'acide glutamique n'est pas le glutamate de sodium. 
Je propose que nous parlions des saveurs des acides aminés et que  nous oublions le "baratin" de l'umami.
Mais si c’est le cas, pourquoi la viande de type boeuf blanc- bleu belge est-elle si insipide, alors qu’une entrecôte bien grasse a du( bon) goût ?
Pourquoi une viande peut-elle avoir du goût ? Souvent (voir mon livre Les Secrets de la Casserole), le goût des viandes repose notablement sur leur  gras, lequel dissout les composés odorants, hydrophobes pour beaucoup (on parle plus précisément de log(P), mais je ne veux pas entrer dans les détails). Je ne connais pas le boeuf belge, mais  est-il assez persillé (présence de gras, donc) ? Et, d'autre part, l'alimentation qu'on lui donne donne-t-elle du goût à cette graisse éventuelle, parce qu'elle apporterait des composés odorants intéressants ?

Le gras justement ou plutôt sa sensation. J’ai lu qu’on vient de l' identifier comme un goût ou une sensation à part entière alors que, si j’ai bien entendu, il y aurait 10 ans de cela.
 Pour la perception du gras (et non pas des composés odorants hydrophobes qui sont dissous dans le gras), oui, c'est une découverte de Besnard et al., d'il y a dix ans. Il y a effectivement une sensation spécifique des acides gras à longue chaîne (on se souvient que le gras, lui, n'est pas fait d'acides gras, mais de triglycérides ; il faut l'intervention d'enzymes de la bouche  pour détacher des acides gras à partir des triglycérides) qui donnent une sensation dont on discute en ce moment de la nature : ce n'est semble-t-il pas une saveur, ni une odeur, ni une action trigéminale, mais une sensation médiée de façon particulière. Disons goût pour faire simple, pour l'instant, bien que cette sensation ne puisse être isolée de la consistance, par exemple. 
Enfin, c'est un scandale qu'une université américaine ait présenté un travail récent sur ce  thème comme une grande découverte, alors que cela fait dix ans que nos collègues ont publié cela. Décidément, la communication peut être la pire des choses... comme le disait déjà  Platon dans un de ses dialogues sur la rhétorique (plus spécifiquement le Gorgias).
C’est vrai que je m’y perds alors qu’au départ, je voulais comprendrece qui fait que certaines substances, à savoir le sucré-je vais continuer à le mettre au singulier- et le gras activent dans le cerveau les circuits de la récompense.
Pourquoi  voulez vous conserver "le sucré" alors que la dégustation de composés sucrés montre des différences ? En quoi cela gênerait-il de parler "des sucrés" ? Dans le premier cas, on dit quelque chose de faux, mais dans le second cas, c'est juste. N'avons-nous pas le devoir de contribuer à la connaissance de notre entourage ?

dimanche 13 septembre 2015

Encore un séminaire merveilleux !

Lundi dernier, nous avons tenu un séminaire de rentrée autour de la question suivante : les viandes perdraient-elles plus de jus quand elles sont piquées ?
La question est lancinante en cuisine : tous les cuisiniers que je connais admettent qu...

La suite sur 
http://www.agroparistech.fr/Encore-un-seminaire-merveilleux.html

samedi 12 septembre 2015

Quels travaux sont-ils de la gastronomie moléculaire, et lesquels n'en sont-ils pas ?

Comment délimiter la gastronomie moléculaire ? Nous avions eu la discussion lors de notre colloque international, et elle resurgit aujourd’hui, lors d’une correspondance avec des amis cuisiniers.
Maisavant toute chose, je veux prendre la précaution -avec insistance- de dire que...

La suite sur  :
http://www.agroparistech.fr/Quels-travaux-sont-ils-de-la.html

De la gastronomie moléculaire citoyenne ( ;-) ! )

 On vient de me poser une question des plus difficiles, à savoir comment l'étude des précisions culinaires s'intègre à la gastronomie moléculaire, et comment elle s'articule avec nos études très fondamentales d'aujourd'hui.

A la réflexion, la question s'éclaircit si l'on considère la méthode des sciences de la nature, puisque  la gastronomie moléculaire est, on le répète, une activité de ce type. Pour la recherche scientifique, donc, les travaux s'effectuent de  la façon suivante :
- observation d'un phénomène,
- quantification de ce phénomène,
- réunion en lois synthétiques (équations) des données quantitatives obtenues par les mesures,
- recherche de mécanismes  quantitativement compatibles avec ces lois, c'est-à-dire avec les équations établies,
- recherche d'une conséquence de la théorie constituée par l'ensemble des équations dégagées,
- et, enfin, test expérimental de cette conséquence.
Tout travail effectué à propos d'une ou plusieurs de ces étapes participe donc de la recherche scientifique qu'est la gastronomie moléculaire. Notamment les précisions culinaires ont un rapport avec la toute première étape.
En effet, pour la cuisine, des phénomènes qui ont été signalés par les praticiens, du moins par les auteurs de livres de cuisine, ne sont pas toujours avérés. Or les mathématiciens savent bien qu'il est inutile d'aller caractériser des objets mathématiques qui n'existent pas. Avant de chercher des mécanismes des phénomènes que la tradition culinaire nous signale, nous  devons d'abord établir l'existence de ces phénomènes,  et les explorations que je faisais initialement, l'étude des précisions culinaires,  sont précisément de telles vérifications préalables. Nous devons établir les faits avant de les examiner. Cette règle n'est pas limitée à la science, car l'un des anciens directeurs du journal Le Monde le disait en  d'autres mots  : d'abord les faits, puis les interprétations.
Les précisions culinaires, transmises oralement ou par écrit, sont innombrables, et le livre Les précisions culinaires montre bien que si certaines sont parfaitement justes, d'autre sont complètement fausses. Cela conduit à s'interroger sur la raison pour laquelle les précisions culinaires fausses ont été transmises, mais, ayant déjà fait des propositions pour  explorer cette question, et, ne cherchant pas moi-même, pour des raisons de stratégie scientifique, à suivre les pistes que j'avais alors tracées, je propose de m'arrêter là, et je renvoie à mon livre.
Nos travaux actuels, sur la bioactivité des gels, n'ont effectivement rien à voir avec cette toute première étape, mais la raison en est que, dans le champ exploré, nous avons réussi à aller plus loin que cette première étape du travail scientifique, qui, au moins pour ce qui me concerne, a constitué le début de travail de gastronomie moléculaire, depuis le 16 mars 1980.
Pour autant, le travail d'exploration des précisions culinaires est loin d'être terminé, et, mieux, il ne fait que commencer, puisque se créent aujourd'hui des centres de gastronomie moléculaire dans divers  pays, où des collègues devront faire eux-mêmes l'exploration des précisions culinaires de leur propre pays. C’est à ce titre que je suis heureux de voir que les étudiants de notre master international Food Innovation and Product  Design, ont comme exercice de recueillir des recettes de leur pays, de sélectionner des précisions culinaires présentes dans ces recettes, et de les tester expérimentalement. Est ainsi donnée une impulsion pour qu'ils poursuivent  les travaux dans leur propre pays et  pour que, quand ils auront des résultats, nous puissions faire de la gastronomie moléculaire comparative, c’est-à-dire que nous aurons de meilleures chances d'explorer les raisons pour lesquelles les précisions culinaires ont été transmises.
Notre travail fondamental est moins accessible aux  « citoyens », puisqu'il faut beaucoup de calculs et de moyens expérimentaux perfectionnés, tant il est vrai que l'analyse chimique ne se fait plus aujourd'hui comme il y a un siècle. Dans un billet précédent, je me suis amusé de ce que l’on nomme la science citoyenne, ou collaborative, ou participative : on aura reconnu dans les trois adjectifs précédents des mots bien à la mode, qui sont d'ailleurs souvent utilisés de façon démagogique. Pourtant il est exact que les enfants, les adolescents, les adultes peuvent parfaitement participer à ce travail d' exploration des précisions culinaires, car, souvent, il est bien simple de tester expérimentalement les prescriptions qui sont données. Et c'est pour cette raison  qu'il est important de créer une sorte de musée des précisions culinaires, où l'on donnera à tous le résultats des tests, afin de faire avancer l'art culinaire.

dimanche 6 septembre 2015

Je m'étonne et je réponds

Ce matin, une question :

Réalisant mes viennoiseries à la maison, au sujet du beurre que l’on utilise pour réaliser le tourrage, y aurait il un procédé “ de tempérage” que l’on puisse réaliser avec un beurre commercial pour se rapprocher des caractéristiques d’un beurre vendu uniquement aux professionnels qui font leurs croissants?... sans parler de la température de fusion, uniquement sur la plasticité de ce beurre, pour pouvoir le travailler sans que ce dernier ne se déchire ?


A vrai  dire, la question m'a un peu étonné, car j'utilise n'importe quel beurre pour mes propres feuilletages, mais je me suis renseigné... et j'ai vu des choses stupéfiantes. Par exemple, dans un forum, à propos du "beurre de tourage" :

- qu' a-t-il de plus que les autres beurres ?  
- il est " sec " 
- avantage ? 
- le beurre , comme les autres matières grasses , est composé de différentes molécules appelées "acides gras" ; ils sont "responsables "de la texture de la matière grasse (en fonction de la température ambiante) ;  dans le beurre appelé "sec" dans le milieu pro, les acides gras "fermes" sont en grande quantité ; c'est pour ça que ce beurre est "dur", mais il contient autant de matière grasse qu'un beurre tendre ; dans celui-ci, par contre, la proportion d'"acides gras mous" sera plus importante ; l'huile est composée d'acides gras "liquides". 


Là, il faut  vraiment rectifier.  Non, le beurre n'est pas fait de matière grasse : il est composé de matière grasse, d'eau et de protéines, souvent dissoutes dans l'eau, mais pas seulement.
Pour la matière grasse, que l'on peut séparer de l'eau en faisant un beurre clarifié, elle n'est pas composée d'acides gras, mais de triglycérides. Oui, il y a environ 400  millions de divers triglycérides dans la  matière grasse laitière, mais il y a beaucoup plus de  molécules. Chaque sorte de triglycéride est un "composé" particulier, et, pour chaque composé, il y a des milliards de molécules  (un composé est une matière dont toutes les molécules sont identiques).
Pour les triglycérides, maintenant, il y a, comme dans un peigne à trois longues dents souples, le "manche" et les "dents". Les différents triglycérides diffèrent par les "dents", qui sont soit courtes, soit longues, soit très souples, soit moins souples. Ces dents ne sont pas des "acides gras", mais des "résidus d'acides gras".
Et le mélange qu'est la matière grasse peut être "fractionné", par cristallisation : en principe, on fond entièrement la matière grasse, puis on la refroidit un peu, afin de récupérer une partie qui cristallise ; puis on refroidit un peu plus, et l'on récupère une autre partie, et ainsi de suite. On produit ainsi différentes fractions, qui ont des comportements de fusion différents.
C'est d'ailleurs ainsi que l'on fait des préparations à tartiner : avec un peu de triglycérides qui fondent difficilement, et restent bien cristallisés, solides, à la température ambiante, on crée une sorte de réseau, d'architecture creuse, où l'on met des triglycérides qui fondent facilement, et qui sont liquides à la température ambiante, plus autant d'eau que  l'on veut (par "eau", j'entends notamment le petit lait), ce qui "allège" du point de vue calorique.

De ce fait, on comprend
- que l'on peut réaliser cela chez soi
- que l'on peut ajouter de l'eau si l'on a envie... et cette eau peut-être du thé, du café, du jus de citron, du bouillon de viande, du vin, du rhum, du cognac, de la bisque...
- que l'on peut obtenir sur mesure des beurres aux consistances variées... surtout si l'on comprend de surcroît les comportements de cristallisation (en cristallisant rapidement, on a de petits cristaux, mais en cristallisant lentement, on a de  gros cristaux).

Bon croissants !

PS. Bien plus dans mon livre "Mon histoire de cuisine", éditions Belin.

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 ?

samedi 8 août 2015

A propos de cuivre et de confitures

Cet après midi, d'un correspondant :

Cherchant des informations sur l'intérêt des casseroles en cuivre, je découvre votre article sur le site espace-sciences  : http://www.espace-sciences.org/archives/bassines-en-cuivre-et-confiture. 
Malheureusement, il me laisse un peu perplexe, surtout votre dernière proposition d'expérience : faire deux confitures avec dans l'une un apport de sulfate de cuivre qui provoque le gel de la confiture, ce qui amène à la conclusion que le cuivre favorise la prise des confitures.
Je me demande plus particulièrement :
- quelle est la participation du souffre apporté par le sulfate ? (en dehors de probablement rendre la confiture immangeable ?  ;-) )
- est-ce que le cuivre joue un rôle de catalyseur (et donc se retrouve intégralement en fin d'expérience, par exemple après décantation), ou nécessite-t-il d'être dissous dans la confiture ? Votre phrase "le cuivre a réuni ces molécules" me laisse penser que nous serions dans le second cas, mais alors est-il raisonnable de penser que la cuisson dans une bassine en cuivre arracherait suffisamment de cuive aux parois pour participer efficacement à la prise ?

Merci à notre ami de me donner l'occasion d'apporter des précisions.

Oui, l'expérience décrite est merveilleuse, et je la redonne : on prend deux récipients en pyrex (pour lesquels il n'y aura pas d'échange avec le contenu), et l'on y chauffe, par exemple au four à micro-ondes, des quartiers d'orange avec un peu d'eau  et de sucre (c'est une expérience, pour l'instant). Puis, on ajoute une cuillerée de sulfate de cuivre (surtout ne pas le consommer !) dans un récipients, on chauffe alors à nouveau  les deux récipients, et on laisse refroidir.
On obtient alors, quand les quantités ont été bien choisies, des résultats parfaitement différents : quand on n'a pas de sulfate de cuivre, la préparation reste coulante, mais, avec le sulfate de cuivre, on a un gel ferme (et bleu  ; surtout ne pas le consommer !).
Cette expérience montre que des "ions divalents" comme le cuivre peuvent "ponter" les pectines (imaginons des fils qui flottent dans l'eau apportée par l'orange), ce qui renforce le réseau, contribue à la fermeté du gel.

Cela étant, pour répondre à notre ami, ce n'est pas tant le soufre qui est dangereux que le sulfate de cuivre, et sans doute plus l'ion cuivre que l'ion sulfate. Pour expliquer un peu, partons du sulfate de cuivre : il se présente sous la forme de cristaux d'un joli bleu.
 Résultat de recherche d'images pour "sulfate de cuivre"

Quand on met ces cristaux dans de l'eau, ils se dissolvent, libérant des atomes de cuivre (Cu) qui ont perdu deux de leurs électrons (raisons pour laquelle on les nomme des ions Cu2+), et des groupes faits d'un atome de soufre (S) lié à quatre atomes d'oxygène (O), plus deux  électrons ; ce sont ces derniers qui sont les ions sulfate (SO4 2-).



Les pectines, elles, sont des molécules dont on peut simplifier la description en indiquant qu'elles sont faites par la répétition, des milliers de fois, d'un sucre particulier qui est nommé acide galacturonique. Et ces molécules portent des groupes "acide carboxylique" faits d'un atome de carbone (C), lié à deux atomes d'oxygène, dont un est lié à un atome d'hydrogène (H).
Selon l'acidité du  milieu, ces groupes peuvent ou non se repousser, mais pour que les pectines se lient et forment l'architecture de la gelée, il faut que ces groupes n'aient pas perdu leur atome d'hydrogène (d'où l'ajout utile de jus de citron dans les confitures, par exemple)... ou bien que des ions "divalents", comme l'ion cuivre, pontent les pectines.



 

Cela étant, j'avais fait l'expérience décrite plus haut parce que j'avais également vu, dans une bassine en cuivre bien propre, où des framboises avaient été laissées quelques dizaines de minutes, que le cuivre avait été considérablement attaqué. Il passe donc du cuivre en solution, quand on cuit dans des bassines en cuivre, ce que l'on savait sans doute dans le temps, puisque l'on recommandait formellement de ne jamais laisser séjourner les confitures dans les bassines en cuivre.
Mais, surtout, je propose de remplacer les ions cuivre par d'autres ions divalents... et le calcium fait l'affaire ! Oublions le cuivre en cuisine !

Le cuivre joue-t-il un rôle de catalyseur ? Un catalyseur est un corps qui déclenche une réaction, mais se retrouve non consommé par la réaction, quand celle-ci a eu lieu. Ici, le cuivre participe à la réaction : il est "consommé" dans le pontage des pectines, de sorte que non, ce n'est pas un catalyseur. Donc oui, mon correspondant a raison de penser que le cuivre est dans la confiture... hélas, puisque le cuvire est toxique !