TP Cuisine moléculaire - 2012/2013 Projet Esstin - Lycée Margueritte

 
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TP Cuisine moléculaire - 2012/2013 Projet Esstin - Lycée Margueritte
 
                          	
  
       TP	
  	
  Cuisine	
  moléculaire	
  
	
  
                                                              o   k:
                                                      Fa ceb o
                                                   ge
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                       u is nous                      e Mar
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                                t E ss ti
                                               12 / 2013
                              e           20
                         Proj
                                                                          1
TP Cuisine moléculaire - 2012/2013 Projet Esstin - Lycée Margueritte
 
	
  
	
     	
  

                     2
TP Cuisine moléculaire - 2012/2013 Projet Esstin - Lycée Margueritte
Introduction	
  	
  
                                                                                       	
  
Quelle	
  est	
  la	
  différence	
  entre	
  la	
  cuisine	
  classique	
  et	
  la	
  cuisine	
  moléculaire	
  ?	
  
	
  
La	
   cuisine	
   moléculaire	
   	
   est	
   une	
   discipline	
   qui	
   recherche	
   les	
   mécanismes	
   des	
   phénomènes	
   qui	
  
interviennent	
   durant	
   une	
   transformation	
   culinaire.	
   	
   La	
   première	
   apparition	
   de	
   ce	
   terme	
   est	
  
survenue	
   en	
   mai	
   1992,	
   	
   il	
   est	
   inventé	
   par	
   Nicolas	
   Kurti,	
   physicien	
   d'Oxford,	
   et	
   Hervé	
   This,	
   physico-­‐
chimiste	
  français.	
  Les	
  spécialistes	
  font	
  la	
  différence	
  entre	
  la	
  cuisine	
  et	
  la	
  gastronomie.	
  En	
  effet	
  la	
  
gastronomie	
  représente	
  la	
  recherche,	
  c'est	
  l'étude	
  des	
  phénomènes	
  culinaires,	
  alors	
  que	
  la	
  cuisine	
  
est	
  l'application	
  de	
  ces	
  phénomènes,	
  Hervé	
  This	
  le	
  précise	
  bien	
  d'ailleurs,	
  pour	
  lui	
  la	
  gastronomie	
  
moléculaire	
  n'est	
  pas	
  de	
  la	
  cuisine	
  c'est	
  une	
  science.	
  Il	
  existe	
  plusieurs	
  techniques	
  spécifiques	
  à	
  la	
  
cuisine	
  moléculaire.	
  
	
  
I.	
  La	
  sphérification	
  	
  
	
  
Cette	
  technique	
  consiste	
  à	
  mettre	
  une	
  préparation	
  liquide	
  sous	
  forme	
  de	
  sphère.	
  C'est	
  la	
  texture	
  
donnée	
  au	
  liquide	
  qui	
  rend	
  cette	
  technique	
  remarquable.	
  Pour	
  cela	
  il	
  faut	
  utiliser	
  de	
  l'alginate	
  de	
  
sodium,	
  celui-­‐ci	
  à	
  la	
  capacité	
  de	
  se	
  gélifier	
  en	
  contact	
  de	
  calcium.	
  
	
  
	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Sphérification	
  de	
  perles	
  de	
  menthe	
  
                                                                                  	
  
                                                                       Protocole	
  :	
  
                                                                            	
  
Pour	
  créer	
  les	
  sphères	
  :	
  	
  
	
  
      - 5cl	
  de	
  sirop	
  à	
  la	
  menthe	
  
      - 5cl	
  d’eau	
  pauvre	
  en	
  calcium	
  
      - 1,5g	
  d’alginate	
  de	
  sodium	
  (gélifiant	
  extrait	
  d’algues	
  brunes)	
  
	
  
Pour	
  le	
  bain	
  de	
  calcium	
  :	
  
	
  
      - 1g	
  de	
  chlorure	
  de	
  calcium	
  
      - 10cl	
  d’eau	
  
	
  
1ère	
  étape	
  :	
  	
  
	
  
      - Mélanger	
   le	
   sel	
   de	
   calcium	
   et	
   l’eau	
   en	
   fouettant	
   jusqu’à	
   complète	
   dissolution	
   de	
   la	
   poudre	
  
            de	
  calcium	
  (laisser	
  reposer	
  10min)	
  
	
  
2ème	
  étape	
  :	
  	
  
	
  
      - Mélanger	
   l’eau	
   pauvre	
   en	
   calcium	
   au	
   sirop	
   de	
   menthe.	
   Ajouter	
   l’alginate	
   de	
   sodium	
   en	
  
                                     pluie	
  fine	
  tout	
  en	
  fouettant	
  (éviter	
  d’incorporer	
  trop	
  d’air)	
  

                                                                                                                                                                   3
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3ème	
  étape	
  :	
  	
  
	
  
     - Remplir	
  une	
  pipette	
  de	
  la	
  préparation	
  et	
  verser	
  la	
  préparation	
  goutte	
  à	
  goutte	
  dans	
  le	
  bain	
  
          de	
   calcium.	
   Après	
   30	
   secondes	
   environ,	
   récupérer	
   les	
   perles	
   formées	
   à	
   l’aide	
   d’une	
  
          passoire	
  
	
  
4ème	
  étape	
  :	
  	
  
	
  
     - Rincer	
  les	
  perles	
  dans	
  un	
  bain	
  d’eau	
  claire	
  
          	
  
                                                                     Explications	
  :	
  	
  
                                                                            	
  
L’alginate	
   de	
   sodium	
   	
   de	
   formule	
   NaC6H7O6	
   est	
   formé	
   d’une	
   longue	
   chaîne	
   composée	
   de	
  
groupements	
  carboxyles	
  COO-­‐	
  et	
  d’ions	
  sodium	
  Na+	
  
	
  
	
                                                              L’alginate de sodium : NaC6H7O6
	
  
Le	
   bain	
   de	
   calcium	
   est	
   constitué	
   d’ions	
   calcium	
   de	
   formule	
   Ca2+.	
   Lorsque	
   la	
   préparation	
   contenant	
  
l’alginate	
  de	
  sodium	
  «	
  tombe	
  »	
  dans	
  le	
  bain	
  de	
  calcium,	
  chaque	
  ions	
  Ca2+	
  prend	
  la	
  place	
  des	
  ions	
  
Na+	
   et	
   	
   	
   se	
   lient	
   à	
   deux	
   	
   ions	
   carboxyles	
   COO-­‐,	
   créant	
   ainsi	
   la	
   fusion,	
   autrement	
   dit	
   la	
  
polymérisation,	
  des	
  chaines	
  d’alginate	
  de	
  sodium.	
  Ce	
  processus	
  entraine	
  alors	
  	
  la	
  formation	
  d’un	
  
gel	
  à	
  la	
  surface	
  de	
  la	
  sphère	
  créée.	
  	
  
	
  
                                                                                                                                                                   4
 
                                                                                          	
  
       Formation d'un gel                     	
  
                                              	
  
Questions	
  :	
  	
  
	
  
Que	
  remarque-­‐t-­‐on	
  au	
  bout	
  de	
  quelques	
  minutes	
  au	
  niveau	
  de	
  la	
  texture	
  ?	
  Pourquoi	
  ?	
  
	
  
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….…………………………………………………………………………………………..…
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………	
  
	
  
Quelle	
  solution	
  pourrait	
  on	
  apporter	
  afin	
  d’éviter	
  ce	
  problème	
  ?	
  
	
  
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….…………………………………………………………………………………………..…
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………...	
  
	
  
              Solutions	
  :	
  ………………………………………	
  
	
  
II.	
  La	
  gélification	
  	
  
	
  
La	
   gélification	
   consiste	
   à	
   transformer	
   un	
   liquide	
   en	
   gel.	
   Le	
   gel	
   est	
   un	
   état	
   de	
   matière	
   situé	
   entre	
   le	
  
solide	
   et	
   le	
   liquide.	
   Certains	
   ingrédients	
   polymères*,	
   les	
   hydro	
   colloïdes*,	
   lorsqu'ils	
   sont	
   mis	
   en	
  
solution,	
  ont	
  la	
  capacité	
  de	
  se	
  gélifier,	
  tout	
  cela	
  dépend	
  de	
  l'association	
  des	
  macromolécules	
  entre	
  
elles.	
  La	
  gélification	
  se	
  fait	
  en	
  plusieurs	
  étapes.	
  
Il	
   existe	
   plusieurs	
   sortes	
   de	
   gel	
  ;	
   les	
   gels	
   fondants,	
   les	
   gels	
   élastiques	
   et	
   les	
   gels	
   cassants.	
   Nous	
  
nous	
  intéresserons	
  uniquement	
  aux	
  gels	
  cassants	
  dans	
  ce	
  Tp.	
  
	
  
                                                                                                                                                                              5
 

	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  	
  Perles	
  cassantes	
  de	
  miel	
  
                                                                                 	
  
                                                                      Protocole	
  :	
  	
  
Pour	
  créer	
  les	
  perles	
  de	
  miel	
  :	
  	
  
      - 50g	
  de	
  miel	
  liquide	
  
      - 5cl	
  d’eau	
  
      - 1g	
   d’agar-­‐agar	
   (gélifiant	
   extrait	
   d’algues	
   rouges,	
   permet	
   d’obtenir	
   des	
   gels	
   cassants	
   qui	
  
           tiennent	
  à	
  chaud	
  mais	
  pour	
  des	
  	
  températures	
  inférieures	
  à	
  80°C)	
  
      - 50cl	
  d’huile	
  de	
  pépin	
  de	
  raison	
  ou	
  de	
  tournesol	
  très	
  froide	
  
	
  
1ère	
  étape	
  :	
  	
  
	
  
      - Placer	
   l’huile	
   de	
   tournesol	
   au	
   réfrigérateur	
   quelques	
   heures	
   avant	
   la	
   préparation	
   de	
   la	
  
           recette.	
  
	
  
2ème	
  étape	
  :	
  	
  
	
  
      - Dans	
  une	
  casserole,	
  chauffer	
  l’eau	
  et	
  le	
  miel.	
  Ajouter	
  l’agar-­‐agar	
  en	
  pluie	
  fine	
  et	
  mélanger	
  
           au	
   fouet	
   en	
   évitant	
   d’incorporer	
   trop	
   d’air.	
   Porter	
   à	
   ébullition	
   pendant	
   2	
   à	
   3	
   minutes	
   en	
  
           remuant.	
  
	
  
3ème	
  étape	
  :	
  	
  
	
  
      - Retirer	
  du	
  feu	
  et	
  laisser	
  refroidir	
  10min	
  à	
  température	
  ambiante.	
  
	
  
4ème	
  étape	
  :	
  	
  
	
  
      - Prélever	
  la	
  préparation	
  au	
  miel	
  à	
  l’aide	
  d’une	
  pipette,	
  et	
  la	
  verser	
  goutte	
  à	
  goutte	
  dans	
  le	
  
           récipient	
  haut	
  rempli	
  d’huile	
  très	
  froide.	
  
	
  
5ème	
  étape	
  :	
  	
  
	
  
      - Récupérer	
   les	
   perles	
   dans	
   une	
   passoire	
   et	
   les	
   rincer	
   sous	
   l’eau	
   claire	
   pour	
   enlever	
  
           l’excédent	
  d’huile.	
  
           	
  
                                                                                                                                                                 6
 
                                                                         Explications	
  :	
  
                                                                                	
  
L’agar-­‐agar	
   est	
   un	
   gélifiant	
   extrait	
   d’algues	
   rouges.	
   Il	
   se	
   dissout	
   à	
   chaud	
   dans	
   des	
   préparations	
  
contenant	
   de	
   l’eau.	
   Les	
   macromolécules*,	
   c'est-­‐à-­‐dire	
   de	
   très	
   grandes	
   molécules,	
   forment	
   alors	
  
des	
  pelotes	
  statiques,	
  la	
  chaîne	
  du	
  	
  polymère*	
  se	
  déplie	
  et	
  forme	
  des	
  liaisons	
  avec	
  les	
  molécules	
  
d'eau.	
  Le	
  dépliement	
  va	
  découvrir	
  des	
  zones	
  hydrophiles*	
  et	
  hydrophobes*	
  	
  sur	
  ces	
  chaînes.	
  A	
  ce	
  
stade	
  la	
  solution	
  est	
  désorganisée.	
  
	
  
En	
   refroidissent	
   le	
   polymère	
   s'ordonne	
   en	
   formant	
   des	
   doubles	
   hélices,	
   les	
   chaînes	
   s'associent	
  
entre	
  elles.	
  On	
  observe	
  des	
  zones	
  de	
  jonction	
  entre	
  les	
  molécules,	
  il	
  s’agit	
  de	
  liaisons	
  faibles,	
  ces	
  
jonctions	
   forment	
   un	
   réseau	
   tridimensionnel	
   qui	
   fige	
   l’eau.	
   En	
   effet,	
   l’eau	
   est	
   	
   en	
   quelque	
   sorte	
  
prisonnière	
  des	
  macromolécules,	
  d’où	
  la	
  substance	
  de	
  gel.	
  	
  
	
  
La	
  quantité	
  de	
  gélifiant	
  importée	
  dans	
  la	
  solution	
  joue	
  un	
  rôle	
  important.	
  Si	
  celui-­‐ci	
  est	
  importé	
  en	
  
trop	
  grande	
  quantité,	
  il	
  y	
  aura	
  trop	
  de	
  jonctions,	
  ce	
  qui	
  favorise	
  la	
  formation	
  d’agrégat,	
  le	
  gel	
  est	
  
alors	
  rigide	
  et	
  non	
  utilisable.	
  
	
  
Questions	
  :	
  	
  
	
  
Pourquoi	
  utilise-­‐t-­‐on	
  de	
  l’huile	
  pour	
  récupérer	
  les	
  perles	
  ?	
  Et	
  pourquoi	
  de	
  préférence	
  froide	
  ?	
  
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….…………………………………………………………………………………………..…
……………………………………………………………………………………………………………………….………………………………..	
  
	
  
Que	
  se	
  passerait-­‐il	
  si	
  la	
  proportion	
  d’agar-­‐agar	
  incorporée	
  est	
  trop	
  faible	
  ?	
  
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………….…………………………………………………………………………………………..…	
  
                                       	
  
                                                                                                                                                              7
 
III.	
  Enjeux	
  et	
  intérêt	
  du	
  développement	
  de	
  la	
  cuisine	
  moléculaire	
  
	
  
La	
  cuisine	
  moléculaire	
  présente	
  des	
  enjeux	
  importants,	
  notamment	
  d'un	
  point	
  de	
  vue	
  industriel	
  :	
  
commercialisation	
  de	
  plats	
  préparés,	
  mais	
  elle	
  présente	
  également	
  des	
  intérêts	
  culinaire,	
  
scientifique	
  et	
  aussi	
  pour	
  la	
  santé	
  dans	
  certains	
  cas.	
  
	
  
Intérêts	
  culinaires	
  :	
  Elle	
  permet	
  de	
  développer	
  de	
  nouvelles	
  saveurs	
  et	
  également	
  de	
  nombreuses	
  
combinaisons	
  d’aliments,	
  des	
  mariages	
  souvent	
  impossibles	
  ou	
  impensables	
  dans	
  la	
  cuisine	
  
traditionnelle.	
  Les	
  composés	
  chimiques,	
  le	
  plus	
  souvent	
  des	
  additifs,	
  remplacent	
  certains	
  aliments	
  
de	
  la	
  cuisine	
  traditionnelle	
  (par	
  exemple	
  pour	
  le	
  gout).	
  
	
  
Intérêt	
  scientifique	
  :	
  Elle	
  a	
  pour	
  but	
  d’étudier	
  les	
  phénomènes	
  physique	
  et	
  chimique	
  mis	
  en	
  œuvre	
  
lors	
  de	
  la	
  préparation	
  de	
  plats	
  cuisinés.	
  Ceux-­‐ci	
  nous	
  permettent	
  de	
  mieux	
  comprendre	
  ce	
  qui	
  se	
  
passe	
  dans	
  nos	
  casseroles.	
  
La	
  peau	
  du	
  poulet	
  rôti	
  croustille,	
  pourquoi	
  ?	
  Un	
  steak	
  brunit	
  quand	
  on	
  le	
  cuit,	
  pourquoi	
  ?	
  Un	
  blanc	
  
d’œuf	
  transparent	
  et	
  liquide	
  devient	
  blanc	
  et	
  solide	
  quand	
  on	
  le	
  chauffe,	
  	
  pourquoi	
  ?	
  Quelle	
  en	
  est	
  
l’explication	
  physique	
  ou	
  chimique?	
  	
  	
  
	
  
Intérêts	
  pour	
  la	
  santé	
  :	
  D’autre	
  part,	
  certaines	
  protéines	
  alimentaires	
  ont	
  des	
  propriétés	
  
allergisantes	
  au	
  mauvaise	
  pour	
  la	
  santé,	
  il	
  est	
  donc	
  indispensable	
  de	
  pouvoir	
  substituer	
  certains	
  
aliments	
  dans	
  des	
  recettes.	
  De	
  nouveau	
  l'exemple	
  de	
  l’œuf,	
  c'est	
  un	
  aliment	
  intéressant	
  au	
  niveau	
  
physico-­‐chimique	
  :	
  il	
  présente	
  un	
  pouvoir	
  émulsifiant,	
  moussant	
  et	
  coagulant.	
  Cependant,	
  il	
  a	
  une	
  
forte	
  teneur	
  en	
  cholestérol.	
  Ainsi,	
  par	
  exemple	
  dans	
  la	
  préparation	
  d’un	
  flan,	
  l’œuf	
  est	
  un	
  
coagulant	
  qui	
  peut	
  être	
  substitué	
  par	
  de	
  l’agar-­‐agar.	
  	
  	
  
	
  
Conclusion	
  	
  
	
  
A	
  partir	
  de	
  trois	
  expériences,	
  nous	
  avons	
  pu	
  montrer	
  quelques	
  applications	
  de	
  cuisine	
  moléculaire.	
  	
  
	
  
A	
  la	
  différence	
  de	
  la	
  cuisine	
  traditionnelle,	
  il	
  s'agit	
  d'une	
  approche	
  plus	
  scientifique	
  et	
  d’une	
  
utilisation	
  de	
  nouveaux	
  ingrédients	
  apportant	
  un	
  «	
  plus	
  »	
  à	
  la	
  préparation.	
  Tant	
  bien	
  au	
  niveau	
  de	
  
la	
  texture,	
  des	
  formes	
  et	
  de	
  l’esthétique	
  comme	
  nous	
  avons	
  pu	
  le	
  montrer,	
  qu'au	
  niveau	
  du	
  goût,	
  
du	
  coût	
  ou	
  même	
  des	
  ingrédients	
  utilisés.	
  Elle	
  permet	
  la	
  compréhension	
  d'un	
  point	
  de	
  vue	
  
chimique	
  et	
  physique	
  (moléculaire)	
  de	
  ce	
  qu'il	
  se	
  passe	
  dans	
  nos	
  assiettes.	
  	
  
	
  
C’est	
  pourquoi	
  son	
  développement	
  représente	
  un	
  enjeu	
  très	
  important,	
  particulièrement	
  de	
  nos	
  
jours	
  où	
  de	
  nombreuses	
  exigences	
  et	
  contraintes	
  venant	
  des	
  consommateurs	
  viennent	
  s'ajouter	
  
(allergies,	
  prix,	
  goût,	
  effet	
  sur	
  la	
  santé,	
  esthétisme	
  etc…).	
  
	
  
                                                                     Lexique	
  :	
  
	
  
Polymère	
  :	
  substance	
  composée	
  de	
  macromolécules	
  
Macromolécule	
  :	
  très	
  grande	
  molécule	
  qui	
  possède	
  une	
  masse	
  moléculaire	
  élevée	
  
Hydrophobe	
  :	
  insoluble	
  dans	
  l’eau	
  
Hydrophile	
  :	
  soluble	
  dans	
  l’eau	
  

                                                                                                                                                          8
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