L'épaississement de la farine chauffée dans l'eau

 
L'épaississement de la farine chauffée dans l'eau ? Dans nombre de préparations culinaires telles que les velouté, la crème pâtissière, etc., on chauffe de la farine dans de l'eau, et l'on obtient un épaississement, en même temps qu'une opacification. Pourquoi ?

La farine, comme les fécules, est principalement composée de grains d'amidon : de petits grains qui paraissent blancs, mais sont en réalité transparents, la blancheur résultant de réflexion de la lumière généralement blanche à leur surface.

Ces grains sont des couches concentriques, tels des cernes arbres, et chaque couche est composée de molécules de deux types : des molécules d'amylose, et des molécules d'amylopectine.

Toutes ces molécules d'amylose ou d'amylopectine sont des "polymères", à savoir des enchaînements de motifs élémentaires. Plus précisément, ce sont des "polysaccharides" : les motifs élémentaires sont des résidus de sucres, et principalement des résidus de glucose.

La différence essentielle entre les molécules d'amylose (il y en a plusieurs sortes, mais elles sont très semblables) et les molécules d'amylopectine (il y en a également diverses sortes), c'est que les molécules d'amylose sont linéaires, comme des chaînes, tandis que les molécules d'amylopectine sont ramifiées, comme des arbres.

Quand un grain d'amidon se trouve dans l'eau chaude, le mouvement d'agitation des molécules d'eau permet de venir déloger les molécules d'amylose de la surface du grain : ces molécules d'amylose "fuient" vers la solution, tandis que des molécules d'eau s'infiltrent entre les molécules d'amylopectine, et se lient d'ailleurs à elles.

Cette entrée de l'eau fait gonfler le grain, et les forces (on parle de "liaisons hydrogène") entre les molécules d'eau et les molécules d'amylopectine maintiennent le grain gonflé... un certain temps : quand on chauffe trop longtemps, la structure gonflée se défait, surtout quand on agite la solution (mixeur).
Et c'est ainsi que les sauce épaissie qui sont cuites trop longtemps finissent par se refluidifier.

La crêpe ? C'est très simple... et très compliqué

 La crêpe ? C'est très simple... et très compliqué

Je m'aperçois que je n'ai peut-être pas bien décrit la formation des crêpes.

Le mécanisme essentiel est le gonflement des grains d'amidons chauffés dans de l'eau, l'interprénétration de grains voisins, puis un peu d'évaporation d'eau.

Oui, à la base,  il y a donc des grains d'amidon, qui viennent de la farine ou de la fécule.
Et cette farine peut être de blé, de sarrasin, de riz... On peut utiliser une farine ou une fécule (de maïs, de pomme de terre)...

Ces grains d'amidon, chauffés dans l'eau, gonflent considérablement au point de s'interpénétrer.

Ce qui produit  une couche continue, gonflée,  qui,  en séchant un peu, formera la crêpe.

Mais je n'ai pas expliqué le mécanisme de ce gonflement qui a pour nom "empesage de l'amidon".

A cette fin, il est bon de savoir que les grains d'amidon sont organisés en couches concentriques, comme les cernes d'un tronc d'arbre.

Ces cernes, ces couches concentriques, sont composés de deux sortes de molécules :
- des molécules d'amylopectine : ramifiées, comme des arbres
- des molécules d'amylose : linéaires, comme des fils.

Dans les deux cas, ces molécules sont faites de maillons enchaînés qui sont essentiellement ce que l'on nomme des "résidus de glucose", c'est-à-dire des molécule de glucose qui ont perdu quelques atomes en réagissant, lorsqu'elles se sont enchaînées.

Ces arbres et ces fils sont imbriqués dans les couches concentriques des grains amidon, mais quand on chauffe les grains d'amidon dans l'eau, alors les "fils"  peuvent migrer vers la solution, tandis que les arbres restent en place et que les molécules d'eau s'introduisent dans les grains, entre les "arbres".

De la sorte, comme de l'eau rentre et que la structure des grains est défaite par la perte des "fils", les grains d'amidon gonflent.

Évidemment, ce n'est pas du tout ou rien : il y a des molécules d'amylose qui restent dans la structure concentrique, il y a des arbres qui en partent, mais ce que j'ai décrit est un  mouvement général.

Quand des grains voisins gonflent jusqu'à se rencontrer, alors les arbres s'interpénètrent,  s'enchevêtrent, et cela forme une couche qui devient continue avec essentiellement les arbres et de l'eau.

Puis,  quand l'eau s'évapore, alors il reste une couche continue avec moins d'eau, plus forte, plus solide,  et c'est cela, une crêpe.

Je vous présente l'amylose et l'amylopectine

Le problème, avec les mots "amylose" et "amylopectine", c'est d'abord la présence de l'y. Mais ce n'est pas tout : la maladie de la vache folle a popularisé l'expression "dépôts amyloïdes", tandis que l'on trouve "pectine" dans "amylopectine".
Et tout le monde s'y perd !

Bon, pour le y, disons que je n'y peux rien, pas plus que pour le notre de syllabes supérieur à trois pour "amylopectine". Pour amylose, pas de relation directe, et pas de rapport entre amylopectine et pectine... sauf que ce sont des polysaccharides (aie : encore un mot de plus de trois syllabes !).

Partons simplement, du grain de blé. Quand on le mout, on fait de la farine, laquelle est composée de petits grains blancs et de protéines... comme on  peut s'en apercevoir en effectuant une "lixiviation"  : on part de farine, on pétrit avec un peu d'eau jusqu'à avoir une boule ferme, puis on malaxe doucement dans l'eau ; c'est là que l'on voit une poudre blanche sortir, et sédimenter, tandis qu'il reste entre les doigts une matière à la fois visqueuse et élastique, qui a été nommée "gluten" au 18e siècle. Le gluten est en réalité un mélange de plusieurs protéines.

Mais c'est la poudre blanche qui va nous intéresser. Cette poudre, c'est de l'amidon. Elle est formée de petits grains d'amidon, ellipsoïdaux, avec des tailles qui dépendent des espèces végétales.

Et chaque grain est fait (je simplifie un peu) de couches concentriques.
Dans chaque couche, des molécules linéaires (comme des fils) et des molécules ramifiées (comme des branches, ou des arbres).

Dans les deux cas, les molécules linéaires ou ramifiées sont faites d'enchaînement de petites parties qui sont toutes identiques... et semblables à des molécules de glucose, à quelques atomes près. C'est la raison pour laquelle on dit que ces molécules linaires et ramifiées sont des "polysaccharides", et, mieux, des polymère du glucose.

Ah, j'y arrive : les molécules linéaire sont des amyloses, et les molécules ramifiées sont des amylopectines.

Le pain moelleux

Pourquoi le pain rassis redevient-il moelleux quand on le met au four ? La question tient au fait que le rassissement des produits panifiés n'est pas toujours une simple perte d'eau : le "rassissement" inclut la perte d'eau, mais pas seulement, comme nous allons le voir.

Partons d'eau et de farine, ce qui est commun à tous ces produits ; la cuisson produit un "empesage",  à savoir que, notamment, les grains d'amidon de la farine absorbent l'eau, gonflent et se soudent en formant un "gel" nommé empois. Ce gel, c'est la mie, souple et translucide.

Quand les produits sont stockés, la mie perd certainement de l'eau, ce qui correspond à un séchage ; or les séchages sont associés à des durcissements, conformément à un des 14 commandements de la cuisine, édictés dans mon livre Mon histoire de cuisine.

Mais, avant cette perte d'eau,  il y a surtout une "rétrogradation de l'amidon". Pour comprendre de quoi il s'agit, il faut savoir que les grains d'amidon de la farine sont composés de molécules de deux sortes : des molécules d'amylose et des molécules d'amylopectine. Les premières sont comme de minuscules fils, et les secondes comme de minuscules arbres.
Lors de la cuisson, des molécules d'amylose peuvent migrer hors des grains qui gonflent, et elles vont alors flotter dans l'eau qui environne ces grains tandis que de l'eau migre dans les grains, ce qui les fait gonfler.
Mais, au cours du stockage, ces molécules d'amylose migrent et se réassocient en zones "cristallines", sans eau. Cette réassociation correspond à une mie plus "rigide", plus dure. L'eau est présente, mais pas organisée comme il le faudrait... et c'est ainsi que ce rassissement-là peut être combattu par un réchauffage, qui resolubilise les molécules d'amylose dans l'eau, ce qui réassouplit le pain.
Il ne retrouve pas ses qualités initiales pour autant, puisqu'il y a quand même de l'eau perdue par séchage, mais on récupère pendant quelque temps un résultat acceptable.

A noter que du pain sec fait une très bonne chapelure, du pain perdu, un ingrédient pour un pain de poisson, etc.

Le séchage du pain au chocolat

Une question d'il y a quelques jours :

Je me permets de vous contacter pour une question relative au pain au chocolat : il m'arrive de ne pas manger immédiatement un pain au chocolat que j'ai acheté, de sorte que je le laisse dans le sachet de la boulangerie sans prendre de précaution particulière, et, le lendemain, il a forcement perdu de l'humidité. 
Lorsque j'imagine un pain au chocolat qui reste sur une table, je pense en générale que la table va protéger le pain au chocolat sur le dessous et que le reste va être plus dur.
Quand je trempe alors le pain au chocolat dans du lait, je remarque que les bords sont bien plus difficile à rendre humide que le reste. Pourquoi mon pain au chocolat n'est-il pas séché uniformément ?
Ce n'est jamais par le dessus qu'il sèche. Il est bien plus sec aux extrémités, alors que les bords du pain au chocolat ne touchent pas forcément le papier du sachet qui, par capillarité, pourrait absorber l'humidité du pain au chocolat. J'ai déjà remarqué le même phénomène lorsque le sachet de mon pain au chocolat était bien ouvert ou même sans protection ou durant la nuit.
Je n'ai pas essayé de mettre mon pain au chocolat en position verticale la nuit pour voir si cela change quelque :)
Que se passe-t-il au niveau moléculaire ? Les liaisons hydrogène  avec les molécules d'eau les pousseraient-elles à fuir l'évaporation et à se concentrer au centre ?
Je remarque aussi que les miettes dans le lait se regroupent au centre du bol de lait lorsque je le pose dans l’évier sans finir de le boire,  et cela aussi m'intrigue. Le phénomène est plus visible avec des miette de cookies ! :)
Je vous remercie pour votre attention, en espérant ne pas vous avoir dérangé avec mes questionnements un peu farfelus. Cordialement.

C'est un gros morceau, et il y a en réalité plusieurs questions. Tout d'abord, le "séchage" des produits panifiés n'est pas toujours une simple perte d'eau : le "rassissement" inclut la perte d'eau, mais pas seulement, comme nous allons le voir.
Partons d'eau et de farine, ce qui est commun à tous ces produits ; la cuisson produit un "empesage",  à savoir que, notamment, les grains d'amidon de la farine absorbent l'eau, gonflent et se soudent en formant un "gel" nommé empois. Ce gel, c'est la mie, souple et translucide.
Quand les produits sont stockés, la mie perd certainement de l'eau, ce qui correspond à un séchage. Mais il y a pire, à savoir une "rétrogradation de l'amidon".
Pour comprendre de quoi il s'agit, il faut savoir que les grains d'amidon de la farine sont composés de molécules de deux sortes : des molécules d'amylose et des molécules d'amylopectine. Les premières sont comme de minuscules fils, et les secondes comme de minuscules arbres. Lors de la cuisson, des molécules d'amylose peuvent migrer hors des grains, et elles vont alors flotter dans l'eau ; mais, au cours du stockage, ces molécules migrent et se réassocient en zones "cristallines", sans eau. Cette réassociation correspond à une mie plus "rigide", plus dure. L'eau est présente, mais pas organisée comme il le faudrait... et c'est ainsi que ce rassissement-là peut être combattu par un réchauffage, qui resolubilise les molécules d'amylose.
Pour les molécules, peu importe donc la position, le contact avec le papier ou avec la table !

A propos du trempage, je manque d'informations pour interpréter, mais il est clair que la perte réelle d'eau est plus nette sur les bords qu'au centre. Et là, ce n'est pas une rétrogradation qui est en cause, mais bien le séchage, semble-t-il.
Enfin, il y a les miettes qui se regroupent dans le bol, et là, il faudrait faire des études plus poussée, mais je peux quand même signaler que si des miettes grasses incurvent la surface de l'eau sous elle, elles en abaissent le niveau, de sorte que des miettes voisines peuvent glisser vers le bas, et se réunir.

L'art n'est pas la technique !

On me demande s'il faut cuire beaucoup ou peu les crèmes pâtissières...

C'est une confusion entre la question technique, et la question artistique.
Ce que la technique peut dire, c'est que l'amidon s'empèse à chaud, dans l'eau, les grains perdant des molécules d'amylose (comme des fils microscopiques), l'eau venant s'infiltrer entre les molécules d'amylopectine restantes (des arbres microscopiques), faisant gonfler les grains. Ce que la technique peut également dire, c'est que, quand on cisaille la sauce, en la chauffant longtemps, les grains sont détruits, et la sauce se fluidifie... Et ainsi de suite, mais rien de tout cela ne dira ce qui est "meilleur", car le meilleur, c'est le plus que bon ; or le bon (et le meilleur) ne relève pas de la technique, mais de l'art.
Par exemple, ceux qui aiment les crèmes pâtissières épaisses les voudront épaisses ; d'autres les préféreront plus fluides... Chacun son goût, chacun son "meilleur" !

Ne confondons jamais la technique et l'art... sans compter que la cuisine, c'est d'abord du lien social : pour que la cuisine soit bonne, il faut certes la technique, il faut certes l'art, mais il faut surtout la façon de la faire pour nos hôtes !

PS. Ajoutons aussi que la meilleure crème pâtissière n'existe pas, même pour un individu particulier : selon les jours, on a le droit de préférer l'une ou l'autre ; selon les autres ingrédients du mets, on peut approprier la crème...