Commençons par la sublimation.
Un exemple est celui que
l'on observe quand on met un morceau de viande dans un sac imperméable et
fermé, dans un congélateur, pendant très longtemps.
La viande semble
sécher un peu mais au fond guère car quand on la décongèle, on retrouve la
viande presque comme on l'avait mise. Un peu plus dure, toutefois, et, ce qui est intéressant à observer, c'est l'apparition
de glace dans le sac. Comment cette glace est-elle apparue ?
Dans la viande congelée, la microscopie aurait montré que l'eau de la viande forme des cristaux de glace, mais, en outre, un "super microscope" aurait peut-être montré une couche d'eau liquide autour de ces cristaux : une couche de molécules ?
En tout cas, il semble donc que l'eau est passé de l'état de glace
dans la viande à l'état de glace à l'extérieur de la viande.
Le niveau "supramoléculaire", maintenant, c'est celui des associations de molécules et le
niveau moléculaire correspond aux "réactions" entre molécules, aux changements des molécules lors de réarrangements de leurs atomes.
Sans attendre, disons qu'il n'y a pas de transformation moléculaire dans la sublimation : les molécules finales sont les mêmes que les molécules finales ; ces dernières n'ont
pas été brisées, ne se sont pas associées en nouvelles molécules par des réactions. Il n'y a pas eu de réactions "chimiques".
C'est au niveau
supramoléculaire, des "regroupements de molécules" par des "interactions faibles" qu'il s'est passé quelque chose. Pour expliquer cela, commençons par considérer de l'eau liquide : un super-microscope montrerait qu'elle est faite d'objets très petits (que l'on nomme des molécules d'eau), qui bougent en tous sens, qui
grouillent, à des vitesses qui dépendent de la température : dans
l'eau liquide, les molécules peuvent bouger beaucoup, mais quand on
refroidit de l'eau, alors les molécules ralentissent, se collent les unes aux autres, s'associent, s'empilent régulièrement (pensons à des tas d'oranges, à des cubes), formant des cristaux de glace. Les molécules vibrent
encore sur place, mais ne peuvent plus changer de position. C'est cela, la
glace.
D'ailleurs j'ajoute aussitôt que l'expérience initiale de viande congelée pourrait
se faire avec un glaçon que l'on mettrait dans un sac : là encore on verrait de
la glace arriver dans le sac en dehors du glaçon. C'est toujours cela le
phénomène de la sublimation.
Comment cela a-t-il eu lieu ? En
réalité, dans les molécules d'eau à la surface de la glace, il y en a de
plus ou moins rapides, et les plus rapides peuvent s'échapper ; comme elles arrivent alors dans un milieu (l'air) où la température est inférieure à la température de congélations, elles ralentissent... et forment des cristaux de glace.
Au fond, cela ressemble à ce que l'on observe quand on chauffe de l'eau dans une casserole : les plus rapides des molécules s'échappent de l'eau liquide, arrivent dans l'air, lequel est froid, de sorte que les molécules d'eau s'associent à nouveau, formant des gouttelettes
d'eau. En réalité, la fumée au-dessus d'une casserole où l'on
chauffe de l'eau est faite de goutte d'eau, et ce sont des gouttes que l'on voit, pas les molécules individuelles du gaz nommé vapeur.
Mais c'est
là un autre phénomène que je ne veux pas discuter maintenant. La sublimation, c'est
le mouvement des molécules d'eau, à partir de l'état solide (la glace), jusque dans
l'état gazeux (l'air du sac), puis de nouveau à l'état de glace (celle du sac, à l'extérieur de la viande).
Passons maintenant au phénomène de l'hydrolyse
L'hydrolyse, contrairement à la sublimation, ne concerne pas les associations de molécules, mais leurs réactions. Dans l'hydrolyse, les molécules en fin de transformation, sont différentes des molécules initiales. L'hydrolyse est une réaction (chimique).
J'insiste un peu pour faire comprendre : si l'on part d'une molécule, quelle qu'elle soit, elle est faite d'atomes, liés par des "liaisons chimiques".
Par exemple, si l'on casse une molécules (par exemple en chauffait très fort : pensons à la préparation du caramel), alors on obtient de nouvelles molécules, les atomes de la molécules initiales s'était liés de façons différentes. En l'occurrence, il s'agirait là d'une dissociation. Mais on peut aussi imaginer que des molécules de deux sortes différentes réagissent et s'associent : ce serait, par exemple, une condensation. Bref, il y a des réactions différentes, et les hydrolyses sont des fragmentations particulières, avec l'intervention de molécules d'eau, qui apportent des atomes d'hydrogène et d'oxygène.
Insistons : hydro pour eau, lyse pour division. Et une molécule d'eau est faite d'un atome d'oxygène lié à deux atomes d'hydrogène. Toutes les molécules d'eau sont identiques : toutes ont un atome d'oxygène lié à deux atomes d'hydrogène.
Mais arrivons, comme nous l'avons annoncé en début de billet, à la méthode : d'abord un exemple macroscopique, en l'occurrence, nous examinons la cuisson des nouilles dans de l'eau.
Supposons que nous partions de nouilles dont toutes les molécules sont des molécules d'amylose.
L'amylose est un des deux composés de ces petits grains blancs qui constituent la fécule ou l'amidon. Ces grains sont faits de couches concentriques de deux sortes de molécules, qui ont pour nom amylose et amylopectine. Autrement dit, un grain d'amidon est fait de molécules d'amylose et de molécules d'amylopectine.
Pour mieux nous représenter les choses, pensons que les molécules d'amylose sont comme des "fils", et les molécules d'amylopectine comme des arbres (ramifiés).
Concentrons-nous pour simplifier sur les molécules d'amylose. On peut les comparer à des fils, comme je viens de le faire, mais on pourrait aussi dire que ce sont des chaînes, linéaires, parce qu'elles sont formées par la répétition d'un
même motif : des atomes organisés en "anneaux", lesquels sont nommés "résidus de D-glucose".
Ne nous focalisons pas sur la difficulté de ce nom, et prenons-la seulement pour désigner les anneaux.
Si nous chauffons les nouilles dans
l'eau, si nous "cuisons", alors il se passe un phénomène que nous
ne voyons pas à l'oeil nu, mais qui est bien réel pourtant et que l'on peut
mettre en évidence en utilisant un réactif nommé liqueur de Feheling : la liqueur de Feheling est un liquide bleu qui a la propriété de
devenir rouge quand il est en présence de molécules de D-glucose.
Or, avant la cuisson, la liqueur de Fehling bleu reste bleu e
quand on la met dans la casserole avec les nouilles et l'eau. Mais après la cuisson, elle devient
rouge... ce qui est le signe que les molécules d'amylose ont
été dégradées, et ont libéré du D-glucose dans l'eau : des anneaux ont été détachés des chaînes, et cette réaction est une "hydrolyse", parce qu'il a fallu une réaction des chaînes d'amylose et des molécules d'eau.
Dans la réaction, les molécules d'eau ont apporté des atomes d'oxygène et des atomes d'hydrogène, qui se sont répartis entre le bout des chaines coupées et les résidus de D-glucose ; recevant des atomes, les résidus de D-glucose se sont transformés en molécules de D-glucose.
Il y a de nombreuses hydrolyses en cuisine, avec des "polysaccharides", comme précédemment, mais aussi quand des protéines sont chauffées : là aussi, dans certaines
conditions, les molécules de protéines peuvent perdre de leurs anneaux : des "résidus d'acides aminés" se transforment en molécules d'acides aminés, qui viennent dans l'eau environnante.
Un autre exemple celui de l'hydrolyse des triglycérides.
Cette fois-ci, nous partirons des matières grasses alimentaires, qui ne
sont pas faites d'acides gras comme on le dit trop souvent (ce qui est
une grave erreur), mais de molécules de triglycérides.
Ces molécules de
triglycérides sont comme des pieuvres à trois tentacules souples. Le corps des pieuvres est-ce qu'on nomme un résidu de glycérol, et chacun
des tentacules souples est ce que l'on nomme un résidu d'acides gras.
Là
encore, j'insiste qui pour dire qu'il n'y a pas de molécules de glycérol dans une molécule de
triglycéride ; il n'y a qu'un groupe d'atomes qui ressemble à celui du
glycérol... mais il en manque point. De même pour les acides gras : ils ne
sont pas présents dans la molécule de triglycérides, mais il y a des
groupes d'atomes qui ressemblent à ceux des molécules d'acides gras et il manque des
atomes pour faire les molécules acides gras.
Quand on s'y prend bien, on peut
faire l'hydrolyse des triglycérides c'est-à-dire une réaction chimique où
l'eau va intervenir (le préfixe hydro du mot hydrolyse), pour
apporter des atomes qui vont s'ajouter aux atomes des résidus de glycérol, lequels
partiront sous la forme de molécules de glycérol, et l'eau apporte aussi des atomes aux
résidus d'acides gras pour former des molécules acides gras. L'hydrolyse d'une molécule de
triglycéride forme une molécule de glycérol et trois molécules
d'acide gras.
Certes, je comprends qu'il faudrait des images pour encore mieux fixer les idées, mais déjà, si on lit tout ce qui précède lentement, en cherchant à bien comprendre chaque mot, on devrait y arriver !