La Gastronomie Moléculaire

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1 La Gastronomie Moléculaire La gastronomie moléculaire est une discipline scientifique qui étudie les phénomènes physiques à l'œuvre lors des préparations culinaires. Elle allie la physique/chimie et la gastronomie. C'est une approche nouvelle de l'art culinaire, qui devient alors une science. La cuisine moléculaire est la mise en pratique de la gastronomie moléculaire. Quand on parle de cuisine, on parle d'une activité, alors que la gastronomie constitue le côté théorique, les connaissances. Parmi les grands chefs de cuisine moléculaire, on peut notamment citer Pierre Gagnaire (grand chef cuisinier français), qui travaille en étroite collaboration avec Hervé This. Thierry Marx (cuisinier français), est également un nom connu dans le milieu de la cuisine moléculaire. Où fait-on principalement de la gastronomie moléculaire? La gastronomie moléculaire est majoritairement mise en pratique à l'inra (durant des séminaires), dans des laboratoires, et dans des restaurants de cuisine moléculaire, de plus en plus nombreux. Cependant, elle est de plus en plus expérimentée chez les particuliers (amateurs). Qui est Hervé This? Hervé This (1955) est un physico-chimiste français à l'i.n.r.a (Institut National de la Recherche Agronomique), qui fait partie du groupe de Gastronomie Moléculaire. Il est également attaché à la Direction scientifique Nutrition humaine et Sécurité des Aliments, et travaille au Collège de France, au Laboratoire de chimie des interactions moléculaires (en collaboration avec J.M. Lehn, spécialiste de la chimie supramoléculaire, et prix Nobel de chimie). C'est une donc figure scientifique relativement importante et renommée. De plus, il s'est vu décerné une cinquantaine de prix et récompenses, dont notamment : - Membre nommé de l'association Française pour l'avancement des Sciences (1997); - Félicitations du Jury du Prix de l Académie nationale de cuisine pour ses deux ouvrages Les Secrets de la casserole et Révélations gastronomiques (1998); - Nommé Membre d honneur de l Académie nationale de cuisine (1998); - Diplôme d'excellence de l Académie nationale des arts et sciences du goût (2000). C'est en 1988 qu'il créé le concept de gastronomie moléculaire, avec l'aide de Nicholas Kurti, physicien britannique.

2 Principes de base Voici quelques principes fondamentaux mis en œuvre dans la réalisation de la cuisine moléculaire. Ils sont illustrés par quelques recettes. 1. L'émulsion 2. La gélification 3. La mousse 4. L'effervescence 5. La sphérification 6. Les cuissons 7. Autres phénomènes 1. L'émulsion : Définition : une émulsion est un mélange fondamentalement hétérogène, souvent blanchâtre mais pas nécessairement, de deux liquides non miscibles, typiquement l'eau et l'huile, dont l'un forme des gouttelettes microscopiques en suspension dans l'autre grâce à l'action d'un "émulsifiant". Démarche expérimentale pour montrer le rôle de l'émulsifiant dans la réalisation d'une émulsion Le but de cette expérience est de démontrer qu'il est nécessaire d'ajouter un émulsifiant pour obtenir une émulsion d'huile dans l'eau. L'eau et l'huile versées dans un bécher puis mélangées avec un agitateur se mélangent. Dès l'arrêt de l'agitation, les deux phases se séparent très rapidement. [De gauche à droite sur les photos] Pour réaliser une émulsion il est donc nécessaire d ajouter un additif : L'émulsifiant. Apport d un jaune d'œuf, qui à des propriétés émulsifiantes (grâce à la lécithine). Après agitation, on distingue dans la partie centrale une émulsion huile/eau avec en dessous une phase aqueuse et au dessus une phase huileuse. Visiblement la quantité d'émulsifiant n'a pas été suffisante car l'émulsion est partielle.

3 2. La gélification : Définition : C est le passage d un état fluide (liquide) à un état de gel (semi-solide). C est un solide qui peut avoir des propriétés allant de mou et ductile à dur et cassant. La gélification est une réaction qui se déroule dans nos plats au quotidien. Par exemple, la gélification à lieu lors de la cuisson d un os ou bien lors de la confection d'une confiture. Pour obtenir une gélification on doit utiliser un additif : un gélifiant. On en trouve naturellement dans les fruits (pectine), les protéines animales (collagène) ou dans de nombreuses algues comme l agar-agar, le carraghénane ou l alginate de sodium. Expérimentation sur la gélification à l agar-agar : Vérifier quelles sont les conditions pour que la gélification à l agar-agar se produise : a. En fonction de la température : On prépare une solution d eau et de sirop et d agar-agar (50g+50g+2g=102g) que l on fait chauffer. A l aide d une seringue, on réalise 5 prélèvements à des moments différents que l on verse dans des ramequins à refroidir ½ h. On note les observations sur la qualité de la gélification : consistance molle, moyenne, ferme. Chauffage d une solution de sirop à 2% d agar-agar Durée d ébullition Pas d ébullition 1 min 2 min 3 min 4 min Observations b. En fonction du dosage d agar-agar : On prépare 4 solutions d eau et de sirop (50g+50g=100g) que l on porte à ébullition pendant 3 minutes. Dans la solution 1, il n y a pas d agar-agar, dans la solution 2, on verse 0,5 g d agar-agar, dans la solution 3, 1 g et dans la solution 4, 1,5 g. On porte ces solutions à ébullition, comme précédemment, on laisse refroidir une ½ h et on note les observations : consistance molle, moyenne ou ferme... Solution : Dosage d agaragar 0 0,5 g 1 g 1,5 g 2g Observations

4 3. La mousse : Définition : Mélange d un liquide et d un gaz. Faire mousser consiste à incorporer des bulles de gaz dans un liquide et que le résultat soit stable. Plus un liquide est visqueux plus les bulles de gaz incorporées sont stables dans le mélange. Cependant, pour qu une mousse ne retombe pas, on a recours à un tensio-actif. Exemple : Pour faire mousser de l eau : Les bulles remontent très vite à la surface et s échappent dans l air tandis que l eau retombe dans le récipient. On besoin d un tensioactif le savon pour maintenir une pellicule d eau autour de l air. Les blancs en neige : En cuisine, on peut faire une mousse avec du blanc d œuf. Cette mousse est appelée «blancs en neige». L'ovalbumine, protéine faisant partie du groupe des albumines tient le rôle de tensioactif. Astuce : Pour augmenter le volume de blanc en neige : à partir d'une même quantité de blanc il suffit d'augmenter le volume d'eau pour augmenter significativement le volume de mousse obtenu. C'est donc la quantité d'eau qui limite la quantité de mousse. Les mousses solides sont des bulles de gaz dispersées dans un solide. Ex : le pain, la meringue sont des mousses liquides solidifiées par la cuisson (évaporation de l eau). La mousse chantilly Matériel pour un groupe d'élèves Une casserole 20 cl d'eau + arôme alimentaire (ou jus d orange, sirop de menthe, ) 250 g de chocolat 1 fouet 1 lit de glaçons Durée : 20 min Objectif : Obtenir une émulsion et une mousse sans avoir recours aux émulsifiants et tensioactifs classiques. Rappeler la définition d'une émulsion : dispersion d'un liquide dans un autre liquide avec lequel il ne se mélange pas. Mousse : mélange stable d un liquide et d un gaz. Principe : Réaliser une émulsion (chocolat + eau) et la stabiliser en la refroidissant rapidement (lit de glace). En fouettant cette émulsion, on introduit de l air qui se trouve piégé dans le mélange refroidi rapidement ayant pour effet la transformation en mousse. Déroulement : Dans une casserole chauffez doucement 20 cl d'un liquide parfumé et 250 g de chocolat jusqu à l obtention d une sauce légèrement crémeuse.

5 Retirez la casserole du feu et posez-la sur un lit de glace. Fouettez rapidement ce mélange à l'aide d'un fouet en cherchant bien à introduire de l'air. Au début quelques grosses bulles d'air apparaîtront en surface sans tenir. Quand la préparation aura suffisamment refroidi, celle-ci gonflera en blanchissant. Augmentez le fouettage afin d observer la transformation en mousse. Conclusion : On prend conscience ici des différents états de la matière en fonction de la température. Le froid fait office à la fois d émulsifiant et de tensioactif. 4. L effervescence : Définition : L'effervescence est la formation de bulles de gaz à l intérieur d un liquide. Elle se produit au contact d'un acide et d'une base. Par exemple, prenons un mélange d'acide citrique et de bicarbonate de sodium en poudre, que l'on solubilise dans de l'eau ; il se déclenche une réaction chimique qui libère du dioxyde de carbone (CO2). Mise en évidence du dégagement gazeux : Matériel : Un flacon à col étroit. Un ballon de baudruche. 5 cl de vinaigre. 5 g de bicarbonate de soude. Lorsque le bicarbonate tombe dans le vinaigre, on observe une effervescence et un dégagement gazeux matérialisé par le gonflement du ballon. Détermination du gaz libéré : Matériel : Un flacon (pot de confiture vide). Du vinaigre. Du bicarbonate de soude. Une bougie chauffe-plat. Des allumettes. Pré-requis : Les enfants doivent savoir que le feu a besoin d oxygène pour s entretenir. Le dioxyde de carbone stoppe la combustion. Expérience 1 : On place dans le bocal 3 g de bicarbonate de soude. On verse dessus une rasade de vinaigre. L effervescence commence. On allume une allumette que l on introduit lentement dans le bocal, celle-ci s éteint Il n y a plus assez d oxygène dans le bocal pour entretenir la combustion. Expérience 2 : Ensuite on allume la bougie et on verse lentement le gaz du bocal au-dessus de la flamme, celle-ci s éteint Le dioxyde de carbone dégagé a stoppé la combustion de la bougie. cf.: Le sucre pétillant : Le sucre pétillant se présente sous forme de petits morceaux d un mélange de sucres dans lesquels une petite quantité de gaz carbonique a été insérée. Ce même gaz est aussi introduit dans les boissons gazeuses. Pour confectionner le sucre pétillant, le mélange de sucres est chauffé, puis refroidi en présence de gaz carbonique sous pression de sorte que les morceaux de sucre formés emprisonnent du gaz. Lorsque les morceaux de sucre fondent ensuite sur la langue, ou lorsqu ils sont croqués, le gaz est libéré, créant un effet pétillant semblable à une effervescence.

6 5. La sphérification : Définition : La sphérification est une technique de gastronomie moléculaire qui constitue à mettre une préparation liquide sous forme de sphères grâce à des algues brunes (l alginate de sodium). C est une réaction chimique : Une solution qui contient de l alginate de sodium en contact avec des sels de calcium se gélifie instantanément. La forme sphérique est la forme de la goutte qui tombe d un comptegoutte, elle garde cette forme lorsqu elle entre dans le bac de sels de calcium. Sphérification inverse : Elle consiste à plonger une préparation liquide contenant naturellement du calcium (produits laitiers, crème anglaise, ) ou à laquelle on rajoute du chlorure de calcium ou du lactate de calcium dans un bain d alginate. C'est en fait l'inverse de la sphérification dite basique. On obtient donc des ravioles avec une peau solide entourant un cœur liquide. De nombreux exemples vidéo sur internet : Il suffit d inscrire «perles d alginate» ou «sphérification» ou encore «sphérification inverse» dans votre moteur de recherche. 6. Les cuissons : a. La caramélisation : Elle intervient lors de la cuisson. C'est une réaction des sucres, qui va entrainer des modifications de couleur et de goût des aliments : c'est une réaction de brunissement non enzymatique (qui ne se fait pas par les enzymes*). Le caramel se forme lorsque l'on chauffe du sucre (saccharose) et de l'eau. En chauffant le mélange, l'eau s'évapore et le saccharose se dissocie en 2 sucres simples : le glucose et le fructose. Quand la température va augmenter, ces sucres simples vont se recombiner et former de nouvelles molécules, colorantes et aromatiques : le caramel. *enzyme : substance organique qui change la vitesse d'une réaction chimique b. Les réactions de Maillard : Les réactions de Maillard sont elles aussi, des réactions de brunissement non enzymatique, intervenant lors de la cuisson. Ces réactions se retrouvent notamment dans la fabrication du pain, la cuisson des viandes, etc. Ces réactions font intervenir des sucres avec des acides aminés (protéines). Un ensemble de dégradations thermiques complexes (aldolisations, rétro-aldolisations, scissions, oxydations, déshydratations, polymérisations, etc.) va conduire à la formation de composés bruns, aromatiques et sapides*. *sapide : qui a du goût 7. Autres phénomènes : a. La migration : Le phénomène de migration est le déplacement de composés (couleurs, arômes, etc.,...) d'un milieu vers un autre milieu. Ces migrations sont favorisées par l'augmentation de température.

7 Exemples : - Perles du Japon (perles de tapioca) mentholées. Pour cela, on chauffe de l'eau et du sirop de menthe dans une casserole. Quand le mélange est en ébullition, on ajoute les perles de tapioca, et on laisse cuire pendant 1/2 heure environ. Le tapioca étant un produit sec (comme les pâtes ou le riz), quand il est placé dans un liquide, il se produit une migration du liquide vers l'intérieur des perles. Les composés du sirop de menthe vont donc se retrouver dans les perles de tapioca, et à la fin, on obtient des perles de tapioca mentholées. - Riz au curry : Après absorption complète du mélange eau-curry, le riz a une belle couleur orangée. b. Sweet Yolk (coagulation des protéines de l'œuf à 67 C) La coagulation des protéines de l'œuf dépend de plusieurs agents physico-chimiques (température, ph,...). On va donc obtenir un jaune d'œuf différent, de texture, en fonction de la température. Ici, l'œuf est chauffé au four basse température, pendant 2 heures à 67 C. Entre 65 et 68 C, les protéines du jaune d'œuf n'ont pas encore toutes coagulé, c.-à-d. que toutes les protéines ne se sont pas encore liées pour former un solide. La texture de l'œuf va donc être très particulière, puisqu'elle va être malléable. On va donc pouvoir déformer, et modeler ce jaune d'œuf. Par exemple, on peut confectionner des bonbons en roulant des petits morceaux dans du sucre vanillé. Les paragraphes 5 et 6 sont ici à titre d informations personnelles car difficiles et dangereuses à réaliser en classe primaire. Merci à Eva Constantin, Marine Fleury et Cléor Cayla pour leur excellent TP sur la cuisine moléculaire ( ainsi qu à Anne Cazor pour son Petit précis de cuisine moléculaire, A. Cazor & C. Liénard. Web :