Les lipides : de quoi s'agit-il ? Un peu de chimie pour éviter de parler naïvement d'acides gras

Les lipides sont-ils catégorie de composés très variée, et très hétérogène : il y a un un fossé, du point de vue moléculaire, entre des cires telles celles qui couvrent la surface d'une laitue, par exemple, et les triglycérides qui font l'essentiel d'une huile. 

Mais cette diversité moléculaire considérable est secondaire, quand on considère les aliments au premier ordre, car la majeure partie des corps gras est composé de triglycérides. Et c'est bien de ces composés dont il faut parler en tout premier.

 

Une huile, c'est un liquide constitué d'un très grand nombre de très petits objets qui sont des molécules, et ces molécules sont très majoritairement des molécules de triglycérides.

Certes, dans une huile, il y a des triglycérides différents, mais tous sont très analogue, assimilables à des pieuvres à trois tentacules. Généralement les "tentacules" des triglycérides sont bien plus longues que les têtes. Et les tentacules sont souples. 

Mais des molécules ne sont pas des pieuvres ; ce sont des "assemblages" d'atomes, avec, comme on le voit, des guillemets au mot "assemblage", car ce n'est pas seulement une juxtaposition : la liaison chimique, c'est quelque chose de très particulier, et fascinant. Voir http://hervethis.blogspot.com/2022/03/les-assemblages-mefions-nous-de-ce.html.

 A la différence d'une pieuvre, une molécule de triglycérides peut-être considéré comme un enchaînement de petites "boules" qui seraient les atomes de carbone, d'oxygène et d'hydrogène. 

Pour un composé tel qu'un triglycéride, qui est un composé que l'on dit "organique", la structure générale est donnée par l'enchaînement des atomes de carbone. Les autres atomes viennent en quelque sorte décorer l'ensemble, le "squelette" carboné. Chaque tentacule d'une de ces pieuvres est un enchaînement linéaire d'atomes de carbone. La tête des pieuvres est ce que l'on nomme un "résidu de glycérol", fait d'un enchaînement de trois atomes de carbone seulement, ce qui est bien moins que pour les tentacules, pour lesquels il y a couramment une vingtaine d'atomes de carbone enchaînés en ce que l'on nomme ainsi un "squelette" de carbone, un "squelette carboné". 

S'ajoutent à cela quelques atomes d'oxygène, mais surtout beaucoup d'atomes d'hydrogène : les chimistes savent que le carbone est "tétravalent", ce qui signifie que les atomes de carbone établissent très généralement quatre liaisons avec ses atomes voisins. En supposant qu'une atome de carbone soit au milieu d'une chaîne d'atomes de carbone, il aura deux atomes de carbone voisins, donc deux liaisons avec des atomes de carbone, et il reste deux liaisons possibles... avec des atomes d'hydrogène. 

Ajoutons que la chimie n'est guère compliqués : quand une molécule est ainsi faite d'atomes de carbone et d'hydrogène, on dit que c'est un composé hydrocarboné, ou hydrocarbure. La description est ainsi dans le nom, rien à retenir.

 

Au-delà de cette description générale, on voit la communication alimentaire parler d' "acide gras" : de quoi s'agit-il ?

 Disons immédiatement qu'il n'y a pas d'acides gras dans les corps gras, sauf exception et en quantité très faible. En revanche, une tentacule d'une pieuvre-triglycéride est ce que l'on nomme un "résidu d'acide gras", à savoir que, si on la regarde bien, on retrouve presque la structure moléculaire d'un composé nommé "acide gras"... à quelques atomes près qui sont ceux qui sont partis lors de l'assemblage d'une molécule de glycérol avec une molécule d'acide gras. 

Dans l'assemblage final, le triglycéride fruit d'une réaction chimique, il n'y a plus de glycérol et plus d'acide gras", mais des parties de la molécule de triglycéride qui ressemblent aux deux "réactifs", c'est-à-dire aux deux composés qui ont réagi. Bref, un triglycéride est fait d'un résidu de glycérol et de trois résidus d'acides gras. 

Une précision : on entend parler de résidus d'acides gras "saturés" ou "insaturés". De quoi s'agit-il ? Cela signifie que, quand les atomes de carbone sont comme décrit précédemment, chaque atome de carbone étant lié simplement à deux voisins, alors le résidu d'acide gras est "saturé", car il n'y a plus la possibilité d'avoir plus que 2 atomes d'hydrogène.

Mais dans certains résidus d'acides gras, des atomes de carbone sont doublement liés à un voisin, et, pour faire le compte de quatre liaison, cela ne laisse qu'une possibilité pour un seul atome d'hydrogène. 

On pourrait faire réagir une telle molécule, et ajouter des atomes d'hydrogène, passer d'un composé insaturé à un composé saturé. Et, évidemment, certains résidus d'acides gras peuvent avoir plusieurs insaturations. 

Tout cela a des conséquences physiques et chimiques, la plus populaire étant la fusion à des températures différentes : des graisses animales, plus saturées sont solides à température ambiante, alors que les huiles, plus insaturées, sont liquides. Les insaturations ne sont pas la clé absolu du phénomène, et la longueur des résidus d'acides gras est essentielle, aussi.

On voit, finalement, que je n'ai pas parlé de la constitution moléculaire des cires, ou du carotène beta, ce composé qui donne la couleur aux carottes et qui fait également partie de la famille des lipides. Je propose de garder cela pour un autre billet, car cette fois-ci, les différences sont considérables, même si les composés appartiennent à la famille des lipides, laquelle est approximativement définie comme les molécules des aliments qui ne sont pas solubles dans l'eau. 

S'ajoute donc la question : quand une molécule est-elle ou non soluble dans l'eau ? Mais cela est une autre histoire qu'il faudra considérer une autre fois.

Je ne vais quand même pas ennuyer mes amis avec des rudiments de chimie, mais...

 Hier, dans un cercle scientifique qui ne comportait pas de chimistes, j'ai fait une petite enquête : mes amis savaient-ils ce qu'est un "aldéhyde" ? 

Et la réponse a été pire que je ne m'y attendais : un sur quatre seulement avait une vague idée (souvenir) de ce dont il s'agissait. 

Ce n'est une critique de personne, mais un constat, dont il faut tenir compte pour le champ de la vulgarisation scientifique. Et cela me conduit à faire état de mes "états d'âme" : voyant récemment que des cuisiniers manquaient de rudiments de chimie, j'ai décidé d'en donner dans mon blog d'AgroParisTech : <http://www2.agroparistech.fr/-Des-notions-de-chimie-pour-mieux-cuisiner-.html. 

Je m'étais dit que cela ne méritait pas de figurer sur un blog lu par des amis scientifiques, mais avais-je raison ? 

 

Que les scientifiques soient éclairés, je n'en doute pas... mais je doute de leurs connaissances de chimie. 

 Et, de ce fait, je me demande si j'ai bien fait de réserver pour un blog destiné à une audience de cuisiniers des notions de chimie qui peuvent s'adresser à tous ?

 Là, ce matin, je viens de préparer un billet sur les "lipides"... mais je suis bien sûr qu'il y a lieu de donner des explications à tous... car la catégorie chimie des lipides est très diverse, et il y a lieu de bien expliquer. 

Bref, je crois qu'il n'y a pas lieu de segmenter le groupe de mes amis : à moi de faire des textes si captivants que tous les liront.

Emulsionner, foisonner, suspendre

Le monde de la cuisine parle beaucoup d'émulsionner, peu de foisonner, et pas de suspendre. 

Pourtant, il est bien rare qu'il émulsionne ; il est bien plus fréquent de voir foisonner, et il est très fréquent de voir suspendre.

 

Commençons par des définitions, pour ces termes dont la cuisine n'a pas l'apanage, ni de raison de changer le sens.

Une émulsion, c'est une dispersion d'un liquide dans un autre liquide qui n'est pas miscible (= ne se mélange pas) au premier. 

Une mousse, c'est une dispersion de bulles d'un gaz dans un liquide (pour une mousse liquide) ou dans un solide (pour une mousse solide. 

Une suspension, c'est la dispersion d'un solide divisé dans un liquide. 

 

Des exemples

Un exemple d'émulsion : la sauce mayonnaise, où l'huile est divisée en gouttelettes qui se dispersent dans l'eau apportée par le vinaigre et par le jaune d'oeuf (un jaune d'oeuf, c'est pour moitié de l'eau). 

Un exemple de mousse : le blanc d'oeuf battu en neige, où le fouet introduit des bulles d'air, qui viennent se disperser dans l'eau du blanc d'oeuf (un blanc d'oeuf, c'est 90 pour cent d'eau). 

Un exemple de suspension : une crème anglaise, une sauce béarnaise, il y a de l'oeuf qui coagule en grumeaux microscopiques, solides, dispersés dans l'eau (du lait, du vin...).

 

Et un "exercice", pour bien comprendre

 Imaginons que l'on mette un peu d'agar-agar (une poudre) dans de l'eau, puis que l'on chauffe : l'agar-agar se dissout dans l'eau, et l'on a... une solution. 

Puis, si l'on atteint l'ébullition, puis que l'on refroidit, alors on obtient un gel. Là, l'eau forme une "phase" continue, tout comme l'agar-agar, qui fait une sorte de filet à trois dimensions. 

Quand on passe ce gel dans un chinois, alors le gel est divisé en petits morceaux de gel : c'est donc un gel divisé, mais certainement pas une émulsion, ni une mousse, ni une suspension. Si l'on avait broyé le gel dans de l'huile, alors on aurait obtenu un "debye" : une dispersion des particules de gel (solides) dans un liquide... et cela aurait été une suspension. Pas une émulsion, pas une mousse. 

Et si l'on met moins de 5 pour cent d'agent gélifiant (gélatine, agar-agar, etc.) dans de l'eau ? Là, il n'y a pas assez de matière gélifiante pour que toute la masse soit gélifiée, et l'on obtient une dispersion de micro-gels : encore une suspension.

Une règle : je ne parle que de ce que je comprends

 

Dans les présentations orales d'étudiant, il y a un défaut qu'il est important de corriger : on ne doit pas prononcer des mots que l'on ne comprend pas.

En réalité, cette erreur n'est pas réservée aux étudiants, car,  sur la place publique, on voit nombre de personnes parler de choses dont elles n'ont aucune idée : pesticides, perturbateur endocrinien, fibre, et cetera.

Considérons ce dernier exemple des "fibres" : ceux qui se piquent de diététique vont nous dire que "les fibres sont essentielles pour le microbiote". Mais savent-ils bien ce que sont les fibres ?

Ce n'est qu'un exemple, et j'aurais pu faire une liste très longue : caramélisation, réaction de Maillard, choc thermique, osmose, méthodologie...

La plupart du temps, quand j'entends ces mots, si j'interroge pour que mon interlocuteur m'explique ce qu'il désigne ainsi, je n'ai pas de réponse, et c'est évidemment très gênant pour lui/elle.

Oui, souvent, les mots ne sont que des mots, et ils ne recouvrent pas de concepts compris par celui qui dit les mots. C'est seulement des cailloux dans un chemin, des étapes d'un récit... qui n'a guère de sens.

Oui, il y a lieu, au minimum, pour commencer, à s'interroger sur les mots que nous disons ou écrivons.

Pas de jugement de valeur : soyons factuels

 
Dans une des revues dont je m'occupe, je reçois d'un collègue, qui avait accepté d'être l'éditeur d'un manuscrit, le retour des rapporteurs, que je dois transmettre aux auteurs.

Je prends bien soin, chaque fois que je fais une telle transmission, de bien vérifier que les commentaires sont anonymes, tout d'abord, mais aussi factuels et, en l'occurrence, bien m'en prend, car un des deux rapporteurs écrit "ce manuscrit est médiocre".

Il s'agit là d'un jugement de valeur, intolérable, qui n'a pas sa place dans une évaluation d'un manuscrit : c'est à la fois inutile et blessant, et c'est la marque d'un petit esprit... incapable de faire une telle évaluation.

Surtout, voir ce commentaire dans une évaluation mon montre que mon message aux rapporteurs n'est pas encore passé  :  on ne leur demande pas si les manuscrits sont bons ou mauvais : on leur demande factuellement d'indiquer ce qui doit être amélioré dans le manuscrit qui est soumis.  Et aux éditeurs : ils doivent veiller à ne pas transmettre de tels jugements.

En corollaire de cette observation, je comprends qu'il y a lieu de publier un article qui explique ce qui doit être fait et ce qui doit être évité, quand on évalue un manuscrit.

Je vois aussi que nos enseignements doivent inclure une formation à l'évaluation des manuscrits.

Et mieux encore, je crois qu'une telle formation pourrait être envisagée  dès le mater : j'imagine par exemple de mettre les étudiants dans la position d'évaluation pour des manuscrits qu'on leur fournirait, car cela leur serait plus facile que de produire eux-mêmes des manuscrits publiables, car on voit mieux la paille dans l'oeil du voisin que la poutre dans son propre œil.

Des recettes scientifiques ? Cela ne peut pas exister

 Dans un de ces sites de cuisine qui arrivent dès que l'on tape le mot "recettes",  je vois évoquées des "recettes scientifiques",  et il faut dire ici une telle expression n'a aucun sens.

Oui, cela n'a pas de sens, parce qu'une recette, c'est de la cuisine, tandis que les sciences de la nature sont la production la production de connaissances.

Bien sûr, la compréhension de phénomènes permet d'envisager de nouvelles recettes, et mon livre Inventions culinaires ne fait que cela : j'ai introduit des recettes nouvelles, ces inventions, en utilisant des résultats obtenus lors de  mes travaux scientifiques. Mais pour autant ces recettes sont pas "scientifiques" : ce sont des résultats de la science, seulement.

J'insiste un  peu parce que déjà Auguste Escoffier avait écrit -il confondait tout-  que la cuisine progresserait jusqu'au point de devenir "scientifique"... mais il voulait simplement dire "rigoureuse", parce que la cuisine ne deviendra jamais scientifique : un art n'est pas une science de la nature.

Et il faut répéter que la cuisine doit s'adapter à la variabilité des ingrédients. Un praticien qui utiliserait toujours les mêmes proportions pour ses pâtes n'obtiendrai pas des résultats réguliers car les farines peuvent changer du tout au tout même dans un type particulier ; deux langoustines voisines ne cuiront pas de la même façon, etc. Bref, on  aura beau standardiser les procédés, la diversité des ingrédients conduira à l'hétérogénéité des résultats.

Mais je me suis éloigné  : des recettes inspirées par les résultats scientifiques ? J'observe tout d'abord qu'il y a des recettes rationalisées.
Par exemple, quand Marie-Antoine Carême faisait ses mayonnaises à la cuiller en bois, cela lui prenait environ 15 minutes. En revanche, aujourd'hui, la compréhension des émulsins permet de faire la même chose en quelques dizaines de secondes. La recette a été rationalisée.
D'autre part, il y a des recettes débarrassées des précisions culinaires réfutées par l'expérience (comme nous le faisons chaque mois dans les séminaires de gastronomie moléculaire). Ce sont des recettes assainies et ce sont elles qui méritent le nom de recette sans qu'il soit nécessaire d'ajouter un adjectif qualificatif
Il y a aussi des recettes qui sont des inventions modernes, soit parce qu'on utilise des ingrédients nouveaux (alginates, carraghénanes, etc.), soit que l'on utilise des principes nouveaux,  par exemple pour le chocolat chantilly. Et là, il s'agit de recettes de "cuisine moléculaire", puisque c'est précisément le terme que j'ai introduit en 1999 pour parler justement.

Et puis, il y a la cuisine de synthèse, dont  la forme artistique a pour nom cuisine note à note.
 
 Dit aussi, j'espère que c'est plus clair et je rappelle mon objectif qui n'est pas de vendre du papier mais d'aider mes amis à mieux comprendre le monde, et à mieux cuisiner. Il en va de la gourmandise !
 

Tradition ? Héritage ? Les créateurs regardent quand même devant eux !

 Dans des discussions avec des collègues européens, pour la préparation d'une réponse à un appel d'offre scientifique, il est question de tradition et d'héritage.
Je ne cesse de répéter à mes amis que la cuisine est certes un héritage mais pas forcément un bon héritage mais pas forcément un bon héritage : nos séminaires de gastronomie moléculaire montrent une grande majorité d'idées techniques, héritées, complètement fausses. Il serait idiot de transmettre cet héritage, qui s'assimile à un cabanon vermoulu  qui nous serait légué.

Je crois au contraire qu'il est de notre mission d'assainir tout ça, de mettre au musée des idées anciennes (pour se réserver d'essayer de comprendre pourquoi elles ont été transmises) et de ne garder que ce qui doit l'être.

Et puis, la tradition : l'esclavage n'a-t-il pas été traditionnel ? Il y ait lieu de se méfier du mot, de ne pas être trop vite réactionnaire.

Sans compter qu'à regarder dans le rétroviseur, on ne regarde pas la route devant nous !
Je ne peux m'empêcher de penser que Mozart serait bien étonné d'arriver plusieurs siècles après son époque et de voir que rien n'a changé, lui qui a bouleversé la musique de son temps. Je ne peux m'empêcher de penser de Monnet serait consterné de revenir aujourd'hui et de voir  la peinture inchangée.
Et ainsi de suite. D'ailleurs, ce que nous apprécions dans les grands créateurs, c'est précisément leurs innovation,  leur dépassement de ce que certains nomment traditions ou héritage.

J'ajoute enfin, pour la cuisine, que la plupart des préparations classiques, traditionnelles, ne sont en réalité pas construites et mériterait de l'être.
Un cassoulet, c'est une accumulation sans beaucoup de travail. Une choucroute de même.
Il y a lieu, si l'on veut obtenir des résultats gustatifs supérieur, de construire les plats. On pourrait garder la saucisse et les haricots dans le premier cas, les charcuteries et le chou dans le second, mais il y a lieu de construire, d'organiser, de donner du sens à ces accumulations qui n'en ont pas.