Modéliser pour comprendre : à propos de tomates farcies

Les tomates farcies ? Il y a les tomates, et il y a la farce... mais il y a surtout deux phénomènes.
Tout d'abord, il y a cette  lente transmission de la chaleur par conduction.
D'autre part la farce qui doit se tenir.

J'ai précédemment discuté la question de la conduction de la chaleur en évoquant sa lenteur dans certains matériaux et notamment dans l'eau ; le diamètre des tomates pouvant être notable, il faut penser que la cuisson sera longue : compter environ une heure au four à 180 degrés... comme pour un rôti, puisque les grosses tomates ont le même diamètre, et que seul cela entre en jeu.
Je ne reviens pas sur le mécanisme qui est l'agitation des molécules d'eau, laquelle se transmet de molécules en molécules, de l'extérieur vers l'intérieur des tomates.
Et c'est quand la température a suffisamment augmenté que les molécules de pectine des parois cellulaires peuvent être dégradés et que la tomate s'amollit.

 

Pour la chair, j'ai déjà signalé précédemment que les fibres musculaires sont coupées en segments, mais que ces fragments ne "collent" en une masse unique que si des protéines ont été libérées lors du hachage, et  peuvent coaguler à l'extérieur des fibres musculaires.
Les charcutiers savent parfaitement qu'il faut bien malaxer les viandes hachées si l'on veut avoir une certaine tenue.
Je trouve amusant d'observer que par le passé, on a attribué à l'emploi de sel des capacités de faire tenir les chairs d'une mêlée,  mais cela est en réalité assez secondaire et un malaxage mécanique convient bien,  mieux avec l'intérêt supplémentaire qu'on ne charge pas la chair de sel,  dont il ne faut pas abuser.

Modéliser pour comprendre : la cuisson du saumon

 
Mettons un morceau de saumon dans une poêle que nous chauffons.
On voit un "gradient" de cuisson s'établir de bas en haut.

Un gradient ? Cela signifie simplement que le bas est cuit, le haut est encore cru et la chair est de plus en plus cuite à mesure que l'on s'élève au-dessus de la surface chauffante.

Au fond, un gradient, c'est une variation, par exemple une croissance de la cuisson ou une augmentation du degré de coagulation.


Pourquoi ce résultat ?

La cuisson du saumon est un exemple de cuisson dite par conduction, à savoir que l'on applique la chaleur sur une partie externe et que l'énergie se propage progressivement de couche en couche vers l'intérieur de la pièce chauffée.

Qu'est-ce que cette chaleur et comment se propage-t-elle ?
 

La chaleur, l'énergie, cela se manifeste sous de nombreuses formes mais notamment par l'agitation des molécules et des atomes.
Ainsi, dans de l'eau, à la température ambiante, les molécules d'eau ont une vitesse moyenne d'environ 600 mètres par seconde et quand on chauffe, la vitesse des molécules d'eau augmente tant qu'elles finissent par quitter l'eau liquide, échappant à l'attraction que les molécules de la masse exercent sur les molécules de la surface.

Ce sont donc les molécules les plus rapides qui s'échappent.

Et je peux revenir à notre exemple, en conservant l'idée que chauffer, c'est augmenter la vitesse des molécules.
L'exemple de l'eau n'était pas pris au hasard : un morceau de poisson, un morceau de viande, un légume, un fruit, c'est majoritairement de l'eau.

Certes cette eau est "tenue" dans l'ingrédient, mais c'est quand même de l'eau. Un poisson, par exemple, c'est  75 % d'eau.

Et,  de ce fait la transmission de la chaleur dans le poisson se fait presque comme dans une matière qui ne serait faite que d'eau... avec cette différence qu'il n'y a pas de convection, ce mouvement qui s'observe dans une casserole d'eau ou de sauce que l'on  chauffe doucement le fond  : on voit le liquide monter par le centre de la casserole et redescendre sur les bords.

En effet, l'eau ou le liquide  chauffé  au fond de la casserole devient moins dense, de sorte qu'elle s'élève comme le ferait une montgolfière ;  mais le liquide se refroidit à la surface, redevient plus dense et donc redescend.

Ce qui est important d'ajouter dans cette description, c'est que l'eau est mauvais conducteur de la chaleur et d'ailleurs on le voit bien dans la poêle avec le saumon : la partie la partie cuite n'évolue que lentement point et il ne sert pas à grand-chose de chauffer très fort : il faut du temps pour que la chaleur se propage vers l'intérieur, que tout le poisson soit cuit, de bas en haut.

A propos de gribiche

 

Ayant discuté de la sauce gribiche, je reçois un commentaire :

En Südtirol, où j'habite, il existe une variante de la sauce gribiche appelée sauce de Bolzano, qui est servie avec des asperges. Elle consiste essentiellement en jaune d'œuf cuit mélangé à du vinaigre et de l'huile, du blanc d'œuf cuit finement haché et de la ciboulette. Il ne m'est jamais parvenu d'obtenir une consistance à la mayonnaise avec du jaune d'œuf cuit. L'émulsion qui se forme s'effondre trop rapidement.

Il faut d'abord observer qu'il y a une différence entre une sauce gribiche et une sauce tartare, par exemple, mais il est vrai qu'il existe une catégorie de sauces émulsionnées qui contiennent de l'oeuf cuit, blanc seul, ou jaune seul, ou blanc et jaune.  Parfois, seul le blanc est cuit et le jaune est cru.
En décembre 2018, nous avions expérimenté à ce propos, lors d'un séminaire de gastronomie moléculaire, et l'on trouvera le compte rendu ici : https://icmpg.hub.inrae.fr/travaux-en-francais/seminaires/resultats

Cela étant, une émulsion est une émulsion, et il faut une phase continue (plus de 5 % du volume de l'émulsion) et une phase dispersée (souvent, de l'huile). Or, dans le jaune d'oeuf cuit, il n'y a pas de liquide, puisque l'eau est piégée dans le gel qui est formé par la coagulation des protéines. Faire alors une émulsion ? Ajoutons de l'eau, du bouillon, du vinaigre, du vin, une tomate broyée,  du jus de citron, du jus d'orange, bref, de l'eau qui aura du goût. Et alors, aucun problème.

Modéliser pour comprendre : des œufs en gelée

 Nous voulons faire des œufs en gelées et nous commençons par foncer un
ramequin avec une tranche de jambon.
Puis nous pochons un œuf et le déposons sur le jambon.
Nous préparons alors une gelée que nous coulons sur le tout.
Au moment de servir, il n'y aura plus qu'à démouler.

Que dire de toute cette procédure ?

Généralement, on ne dit pas grand-chose du jambon, que l'on achète, sauf à considérer qu'il puisse être déjà un peu salé : cela imposera de moins saler la gelée.

D'autre part, il ne faudra pas que le jambon  colle aux parois lors du démoulage.
S'il n'avait pas été présent, c'est la gelée qui serait venue directement au contact des parois, de sorte que le trempage du ramequin dans de l'eau chaude pendant quelques  dizaines de secondes aurait suffi à fondre la couche externe de la gelée, facilitant  le démoulage.
Avec le jambon, peut-être faudra-t-il recourir à l'emploi d'abord le ramequin avec un film transparent alimentaire. Ou bien, on peut couler une mince couche de gelée avant de déposer le jambon  :
- cela aura l'intérêt de permettre de démouler facilement
- on y gagnera une couche brillante, engageante, à l'extérieur
- on pourra y placer des décorations, telles que feuilles d'estragon, lamelles de champignons, etc.

Vient la cuisson de l'œuf poché.

Cette fois, il faut se préoccuper de l'objectif : avoir le blanc pris, mais le jaune encore liquide. A cette fin, on sait qu'une cuisson dans l'eau bouillante, à 100 °C donc, ne doit pas dépasser 3 minutes. D'autant que, si l'on coule la gelée encore chaude, elle poursuivra la cuisson de l'oeuf déjà poché, de sorte que l'on pourrait réduire la durée de pochage à 2 minutes ou 2 minutes seulement.

Il a parfois été écrit qu'il fallait saler l'eau de la cuisson pour bien pocher les oeufs, mais ce n'est pas juste : les expériences que j'ai faites montrent que si l'effet du vinaigre est net, celui du sel est quasi inexistant. Et c'est ainsi que je verse toujours une rasade de vinaigre cristal dans mon eau de pochage des oeufs (le vinaigre de vin produit une couleur pas toujours souhaitée). Et je sale très peu, parce que le sel vient dans l'oeuf poché.

En tout cas, pour comprendre la coagulation d'un blanc d'oeuf, il faut imaginer que ce dernier est fait de molécules d'eau et de molécules de protéines, ces dernières étant comme des pelotes repliées sur elles-mêmes.
Quand on ajoute un acide à du blanc d'oeuf, ou à de l'eau qui le contient, alors les pelotes se déroulent parce que certaines de leurs parties se chargent électriquement, les charges du
même signe se repoussant.
Le déroulement des pelotes conduit quasi instantanément à leur association par des atomes de soufre qui étaient enfouis au cœur des pelotes quand elles étaient repliées.
Ces atomes de soufre qui se trouvent exposés par l'ouverture des pelotes se lient, formant des ponts entre des molécules de protéines, et s'établit ainsi un grand filet, un "réseau" tridimensionnel, analogue à une toile d'araignée qui emplirait la totalité d'une pièce, avec les molécules de protéines liées les uses par des liaisons chimiques particulières qui sont nommées pont des sulfures.
C'est ainsi que si toutes les molécules de protéines sont associées par de telles liaisons chimiques, alors l'ensemble des molécules de protéines forment un système que les chimistes nomment un gel.
Certains gels sont transparents, et d'autres opaques. Ici, c'est un gel opaque, pour des raisons que je donnerai une autre fois. En tout cas, si l'on a fait coaguler le blanc par-dessus le jaune en le repliant à la spatule, alors on obtient bien un œuf poché, correctement nommé poché d'ailleurs parce qu'une poche est formée autour du jaune.

Pour la gelée

Passons à la gelée, qui s'obtient à partir d'une solution aqueuse à laquelle on a donné du goût, c'est-à-dire de la saveur et de l'odeur, et où l'on a dissous de la gélatine.

Les molécules de gélatine sont formées à partir de tissus animaux par traitement thermique dans de l'eau  :  les molécules de ces protéines nommées "collagènes", qui forment le tissu collagénique autour des fibres musculaires de la viande, sont  un peu dégradées quand on cuit les viandes, os, cartilage, et ces molécules (pensons à des fils, puisque, dans ce cas, ce sont des pelotes déroulées) passent en solution. Après séchage de cette solution-là, on obtient la gélatine, matière que l'on peut obtenir sous forme de poudre ou de feuilles.
Placée dans l'eau chauffée, cette gélatine se dissout, ce qui signifie que les molécules de gélatine se dispersent parmi les molécules d'eau.

Or ces molécules de gélatine peuvent être isolés à chaud, mais elles s'associent, à froid,  par des liaisons chimiques faibles, notamment celles que l'on nomme des   liaisons hydrogène. C'est ainsi que les solutions de gélatine gélifient à les températures d'environ 30 degrés.
Cette nouvelle gélification correspond à l'association des molécules de gélatine en un grand filet, un réseau, ou sont piégées les molécules d'eau, comme pour le blanc d'oeuf.
D'ailleurs le blanc d'oeuf qui coagule est nommé gel chimique tandis
que la gélatine qui prend est nommée gel physique, ou thermo-réversible :  ce qui signifie que ce gel de gélatine fond  à la chaleur mais reprend en gel au refroidissement, et cela plusieurs fois de suite jusqu'au point où les molécules de gélatine seront trop dégradées pour assurer la formation du gel.

À propos de ces dénominations de gel physique ou chimique : le domaine de l'un ou de l'autre correspond aux énergies mises en œuvre. En effet, entre les molécules, il peut y avoir des liaisons très faibles telles  qu'il en existe dans l'huile, entre les molécules d'huile :  ce sont principalement des liaisons nommées liaisons de van der Waals.
Puis par exemple entre les molécules d'eau, il y a des liaisons un peu plus fortes qui sont nommées liaisons hydrogène.
Entre les protéines du blanc d'oeuf qui coagulent, les ponts disulfures dont il a été question sont des liaisons environ 7 à 8 fois plus fortes que les liaisons hydrogène.
Et dans les molécules, entre les atomes qui constituent les molécules, il y a des liaisons encore plus fortes qui sont nommées liaisons covalentes. Stricto sensu, les ponts disulfure font partie des liaisons covalentes mais elles sont un peu moins fortes que celles qui  s'établissent, par exemple entre deux atomes de carbone dans une molécule de méthane, d'éthane,  de propane .

Je propose un ordre de grandeur : si l'on compte pour 1 la force d'une liaison de van der Waals, on comptera pour 10 la force d'une liaison hydrogène, pour 75 la force d'un pont disulfure, pour 100 la force des liaisons covalentes. Et l'on n'oubliera pas des forces électriques entre des parties électriquement chargées de molécules : cette fois, il peut y avoir des forces encore plus fortes que les liaison covalentes. Telles les forces électriques qui s'exercent entre les atomes de sodium et les atomes de chlore dans un cristal de sel, de chlorure de sodium.

Un dépôt brun ?

 Ce matin, un correspondant, professeur de cuisine, éclaire ma journée. Je donne son message ci-dessous, mais, surtout, je la commente, et je réponds à ses questions :


Permettez-moi tout d'abord de vous exprimer toute ma reconnaissance pour le travail immense que vous avez accompli au service d'une meilleur compréhension de la chimie de la cuisine en particulier. Depuis quelques années, chaque passage derrière les fourneaux est l'occasion pour moi d'humblement vous imiter, en étudiant, modifiant certains paramètres, tout en cherchant à contrarier les mandarins qui souvent ne semble laisser aucune latitude dans le geste à exécuter. Evidemment, je fais tout cela dans le cadre modeste de ma cuisine, sans ambition de diffusion au delà de mon cercle familial, avec, comme il se doit un certain nombre d'échecs (comme dernièrement un cake chèvre-courgette insipide...). Tout cela me met en joie (et les échecs me stimulent !)
J'apprécie également votre érudition, votre regard affuté sur la mission du scientifique, et votre style parfois lapidaire quand il s'agit de dénoncer une erreur grossière. J'essaie modestement de relayer un peu de tout cela au travers de mon enseignement des sciences physiques depuis plus de vingt ans.
Voilà ma toute dernière interrogation. Je ne parviens pas à éviter le dépôt marron se formant au fond de la casserole quand je prépare une béchamel. Je me suis demandé en fait si elle ne présentait pas un intérêt gustatif, en faisant l'hypothèse qu'il y ait une part de réaction de Maillard. Et même s'il s'agit d'une carbonisation des sucres, sa dispersion (par une action mécanique, je ne vois que ça) présenterait-elle un intérêt ?
Merci pour votre attention de ce jour et votre oeuvre en général

Et voici mes commentaires et réponses :

Permettez-moi tout d'abord de vous exprimer toute ma reconnaissance pour le travail immense que vous avez accompli au service d'une meilleur compréhension de la chimie de la cuisine en particulier.
Merci, mais ce n'est pas fini, et notamment parce que nous tenons chaque mois les séminaires de gastronomie moléculaire. Pour s'y inscrire (gratuitement) : icmg@agroparistech.fr
Pour lire les comptes rendus de 25 ans de séminaires mensuels :
https://icmpg.hub.inrae.fr/travaux-en-francais/seminaires/resultats


Depuis quelques années, chaque passage derrière les fourneaux est l'occasion pour moi d'humblement vous imiter, en étudiant, modifiant certains paramètres, tout en cherchant à contrarier les mandarins qui souvent ne semble laisser aucune latitude dans le geste à exécuter.

Il y a là une vraie question, qui avait été d'ailleurs débattue lors d'un séminaire : pourquoi nos tests expérimentaux n'ont-ils pas été faits plus tôt ? Et, finalement, la réponse semble être que nos amis ne savent pas comment faire les tests. Or les séminaires ont précisément cette fonction: enseigner à faire des tests, à varier, à ne pas répéter sans comprendre.
Et là, grand bonheur, je vois que le monde culinaire veut comprendre !

Les mandarins ? Ce sont sans doute de petits esprits, dont l'Autorité n'est souvent que prétention (mais je connais quelques personnalités remarquables qui sont à l'affut de toute explication, tout résultat, toute connaissance utile).
Voir notamment mon billet https://hervethis.blogspot.com/2026/03/mefions-nous-de-lautorite-en-cuisine.html


 Evidemment, je fais tout cela dans le cadre modeste de ma cuisine, sans ambition de diffusion au delà de mon cercle familial, avec, comme il se doit un certain nombre d'échecs (comme dernièrement un cake chèvre-courgette insipide...). Tout cela me met en joie (et les échecs me stimulent !)
Là, il y a une question amusante... parce que je me souviens d'un hommos au fromage de chêvre que j'avais servi à des amis, et c'était également très mauvais. Je n'ai jamais compris pourquoi. Ou bien un ami qui m'a servi de la terrine chaude : également mauvais, mais pourquoi ?


J'apprécie également votre érudition, votre regard affuté sur la mission du scientifique, et votre style parfois lapidaire quand il s'agit de dénoncer une erreur grossière. J'essaie modestement de relayer un peu de tout cela au travers de mon enseignement des sciences physiques depuis plus de vingt ans.

Erudition ? Jamais assez, et ce n'est pas de la fausse modestie.
Vision de la mission du scientifique : pas de quoi pavaner si je dis que c'est d'explorer les mécanismes des phénomènes, puisque Galilée le disait déjà.
Style lapidaire pour dénoncer les erreurs : disons que l'enfant qui est en moi ulcéré quand on lui transmet  des idées fausses par paresse, ou encore par culture du secret.
Je mets la barre de l'enseignement très haut, et, moi enseignant, je n'en sais jamais assez pour être à la hauteur de la confiance que me font des plus jeunes quand ils me supportent dans des cours.
Pour les erreurs, disons que errare humanum est, sed perservare diabolicum. Et j'ai encore rencontré récemment un (jeune) professeur qui enseignant des idées fausses de cuisson prétendue "par concentration" ou par "expansion"... alors que cela a été supprimé du programme de CAP depuis vingt ans : un vrai scandale à dénoncer. Et quand on doit dire "c'est faux", disons "c'est faux" !




Voilà ma toute dernière interrogation. Je ne parviens pas à éviter le dépôt marron se formant au fond de la casserole quand je prépare une béchamel.

Un dépôt marron lors de la préparation d'une béchamel ? Amusant, parce que je n'ai pas de dépôt marron. Mais, au fait, parlons-nous de la même chose ? Pour la béchamel, de quoi s'agit-il ? Le Glossaire des métiers du goût nous dit :
(Jules Gouffé) Dans une casserole, beurre, oignons, carottes, sous-noix de veau. Revenir 10 minutes, puis ajouter farine. Mouiller avec du bouillon et de la crème double. Ajouter des champignons, bouquet garni, sel, mignonnette. Laisser mijoter pendant deux heures en écumant et en dégraissant. Réduire avec crème.
Là, quand on fait un roux, pas de raison d'avoir de dépôt marron. Puis, quand on ajoute le bouillon et la crème, pas de marron non plus... sauf si l'on cesse de fouetter et de racler le fond de la casserole, auquel cas la sauce attache, comme tout velouté.
Pourquoi attache-t-elle ? Parce qu'elle contient de l'amidon empesé, et parce qu'elle est visqueuse. Or visqueuse, cela signifie que l'écoulement est réduit au contact du fond de la casserole, de sorte que cette couche chauffe beaucoup... et qu'elle brunit.
Ai-je répondu ?


Je me suis demandé en fait si elle ne présentait pas un intérêt gustatif, en faisant l'hypothèse qu'il y ait une part de réaction de Maillard. Et même s'il s'agit d'une carbonisation des sucres, sa dispersion (par une action mécanique, je ne vois que ça) présenterait-elle un intérêt ?

Attention à ne plus parler de "réactions de Maillard", car j'ai découvert, à l'isse d'une longue recherche historique, que Maillard ne devait pas être nommé, pour les réactions "amino-carbonyle". Et, d'autre part, le brunissement est bien plus souvent dû à des pyrolyses, des caramélisations, et plein d'autres réactions. Les réactions amino-carbonyle ne sont qu'une exemple de brunissement parmi de nombreux.
D'autre part, les réactions de brunissement ne sont pas toujours des carbonisation. Et les "mélanoïdines" qui font le brun, dans de nombreuses réactions, ne sont pas du charbon, mais il faudra que j'explique cela en détail ultérieurement ?

Merci pour votre attention de ce jour et votre oeuvre en général

Surtout, merci de votre merci. Mais remerciez-moi activement en faisant connaître le plus possible les séminaires et le glossaire, et en délivrant à vos élèves des idées, des envies, des valeurs.

Levure de boulanger, levures, poudres levantes

 
Je connaissais la confusion fréquente entre levure de boulanger et poudre levante, mais je m'aperçois également d'une confusion courante entre la levure du boulanger et les levures, qui sont des organismes unicellulaires utilisés pour des fermentations.

Commençons par le boulanger, en observant que, naguère, on faisait le pain au "levain" : il s'agissait de pâte, ou bien de farine et d'eau, qui avaient fermenté spontanément, parce que des micro-organismes nommés "levures" étaient venus les coloniser, à partir de l'environnement.

Rien de spécial à faire : on conserve un mélange de farine et d'eau à l'air libre, et après quelque temps, on voit que ça mousse ; le levain est fait.

Les boulangers propageaient, et propagent encore, ces levains en les "rafraîchissant", par l'ajout régulier de farine et eau, à mesure que le levain est utilisé  pour ensemencer les pâte, et faire, donc, du pain au levain.

Puis, après les travaux de Louis Pasteur, des industriels ont appris à cultiver des levures, à les domestique, et c'est ainsi qu'est produite la "levure de boulanger" que l'on peut se procurer chez des boulangers : c'est une espèce de pâte un peu molle, et qui est faite d'innombrables micro-organismes, comme on le voit quand on dissout un peu de cette levure de boulanger dans de l'eau, que l'on regarde au microscope.

On distingue de nombreux petits objets un peu sphériques : chacun des objets sphériques est un organisme vivant, que l'on dit être unicellulaire puisque réduit à un seul "sac", à une seule cellule.

Ces cellules, quand elles ont de quoi se nourrir, boire, et une température appropriée, grossissent et se multiplient considérablement, libérant de plus en plus d'un gaz qui est le dioxyde de carbone, et qui fait gonfler la pâte à pain.

Voilà donc pour les levures, et pour la levure de boulanger. L'un n'est pas l'autre et l'autre n'est pas l'un, même si la levure de boulanger est composé de levures.

Ajoutons enfin qu'il existe des levures sauvages et des levures domestiques, tout comme il y a des champignons sauvages (bolet, girolles, etc.) et des champignons cultives (de Paris, pleurotes, etc.). Les goûts ne sont pas les mêmes !

Enfin, à côté des levures, il y a la poudre levante, abusivement et fautivement nommée "levure chimique", et qui est composée d'un mélange de composés chimiques qui font un gaz quand ils sont chauffés en présence d'eau.

Ces poudres levantes ne donnent pas les mêmes résultats que les levures, en termes d'alvéolage de la mie d'une préparation boulangère ou pâtissière, et, surtout, en termes de goût.

Mais on ne le dit pas assez : ces poudres levantes sont bien moins coûteuses à produire que la levure de boulanger, et voilà pourquoi je propose que l'on n'utilise pas la terminologie "levure chimique" : des commerçants peu scrupuleux, profiteraient de la confusion pour leurs agissements détestables.

Je ne dis pas que les poudres levantes sont mauvaises : elles ont leurs propriétés, leur intérêt... Je dis simplement que le cheval n'est pas du boeuf, et je revendique de la loyauté pour le commerce des denrées alimentaires !

Si vous entendez parler de "la" protéine, méfiez-vous !

 
J'ai entendu parler de "la protéine" par quelqu'un aussi prétentieux qu'ignorant. 

 

Or "la" protéine, cela n'existe pas ; c'est absurde, insensé (au sens littéral du mot). 

 

Il faut dire, plutôt, qu'il y a "des" protéines, chaque protéine ayant des molécules toutes identiques. 

 

 Disons le différemment : l'ovalbumine, par exemple, est une protéine, ce qui signifie que l'ovalbumine est une catégorie de molécules, toutes identiques, d'une part, et, d'autre part, la construction moléculaire de ces molécules est caractéristique de la catégorie des protéines, à savoir que... 

 

Les protéines sont des composés dont les molécules sont des enchaînements linéaires de résidus d'acides aminés.

 

Pensons à une chaîne dont les maillons seraient des "résidus d'acides aminés". 

Pourquoi pas simplement "des enchaînements d'acides aminés" ? Parce que, contrairement à une chaîne, les maillons avant d'être enchaînés sont effectivement des acides aminés, mais quand ces maillons s'enchaînent, par une réaction chimique, des atomes sont éliminés sous la forme de molécules d'eau, par exemple, et les atomes qui restent, dans les molécules de protéines, ne sont plus des acides aminés. 

 

Selon les différentes protéines (je me répète : il n'y a pas de sens à parler de "la" protéine), les maillons diffèrent... et, de ce fait, les propriétés des protéines diffèrent également. 

 

D'ailleurs, il faut dire que les protéines ont des fonctions différentes : certaines sont comme des briques et d'autres sont comme des ouvriers. 

 

Par exemple, le collagène est une protéine dont l'assemblage fait un "tissu collagénique", qui entoure les cellules musculaires (tout comme on fait du papier à l'aide de fibres du bois). 

 

À l'opposé, le lysozyme, qui est une autre protéine présente dans le blanc d'œuf, est plutôt un ouvrier : c'est un composé antibactérien. 

 

Mais prenons garde d'être simpliste, car l'évolution biologique a donné des fonctions variées aux protéines, et telle protéine qui peut sembler un ouvrier peut aussi agir parfois comme une brique, et vice et versa.

 

En tout cas, les protéines sont essentielles dans notre corps, au point qu'elles représentent 20 % en masse avec 70 % d'eau et environ 10 % de lipides. Donc du point de vue de la nutrition, les protéines et les acides aminés sont très essentiels. 

 

En cuisine, les protéines interviennent également souvent. 

 

Par exemple, les enzymes sont des protéines que l'on voit en oeuvre lorsqu'un végétal coupé brunit : banane, salade, champignons de Paris, pomme, poire, et cetera. En l'occurrence, l'action est due à des enzymes (des protéines) nommées polyphénol oxydase dont il existe bien des catégories.

 

Mais il y a bien d'autres actions des protéines, en cuisine, et ce serait excessif que de les discuter une à une ; je préfère me focaliser sur la question initiale : on a compris que parler de "la protéine" n'a aucun sens.

A quoi bon la connaissance de la chimie ?

A quoi bon indiquer à des amis la présence d'un aldéhyde particulier dans un aliment particulier, cet aldéhyde particulier étant essentiel dans le goût de cet aliment ?

La question peut-être prise sous deux angles :
- tout d'abord, à quoi bon savoir quelque chose ?
- et ensuite en quoi savoir ce quelque chose peut-il être utile en pratique ?

Comparons la connaissance sur la présence d'un aldéhyde spécifique à la connaissance de la loi d'Ohm, qui décrit le passage d'un courant électrique dans un conducteur.
Dans les deux cas, l'intérêt scientifique était d'explorer les mécanismes des phénomènes : de même qu'un courant électrique passe d'une façon particulière dans un fil conducteur, de même des composés particuliers sont responsables du goût d'un aliment.

Jusque-là, tout vas bien, et il n'y a pas lieu de chercher plus loin : la science (physique d'un côté, chimique de l'autre) a fait son travail, qui est d'explorer les mécanismes des phénomènes, et elle procure des informations sur le monde.

Mais je sais bien que beaucoup de nos concitoyens réclament une utilité pratique. Ils ont peut-être raison, mais il ne faut pas demander cela à la science ; la question de l'utilité pratique revient à la technologie, qui est précisément l'application des travaux scientifiques à l'amélioration des techniques.

Pour la loi d'Ohm, qui décrit le passage du courant électrique, il y a des applications pratiques, quotidiennes, dès qu'on fait un peu d'électricité.
Pour la présence d'un composé particulier dans un aliment, il en va exactement de même, car les aromaticiens et parfumeurs ont absolument besoin de cette connaissance pour travailler.

Autrement dit, pour l'instant, je vois tout à fait identiques la connaissance de la présence d'un composé particulier dans un aliment particulier et la connaissance de la loi d'Ohm.

Là où se présente une différence, c'est que l'éthanal, par exemple, est raccroché à cette catégorie moléculaire qui est celle des aldéhydes. À quoi bon ?

Je crois avoir donné la réponse ailleurs, à savoir que, dans l'immensité des composés existants, on y voit plus clair si l'on segmente, si l'on catégorise.

On peut faire cette catégorisation de bien les façons : du point de vue toxicologique, nutritionnel, physique, biologique ou moléculaire.

Toutefois on n'oubliera pas d'abord que les aldéhydes ont été identifiés par les chimistes, et il me semble que la première caractérisation devrait être la connaissance moléculaire de l'objet.

Autrement dit il n'est pas anodin de savoir que l'éthanal est un aldéhyde, car cela le rapproche d'autres aldéhydes, tels le méthanal ou le propanal, avec des propriétés communes, notamment de réactivité.

Après ? A chacun de chercher des applications !

Le programme des prochains billets de ce blog :

Le 23 : modéliser pour comprendre... la cuisson du saumon
Le 22 : sauce gribiche, réponse à un commentaire
Le 21 : modéliser pour comprendre... les oeufs en gelée
Le 20 : à propos d'un gâteau au yaourt
Le 19 : gagnons notre vie à la gagner, avec passion
Le 18 : modéliser pour comprendre, le tajine d'agneau aux raisins et aux olives
Le 17 : tout cela grâce à un signe moins
Le 16 : un cours en anglais consacré au formalisme des systèmes dispersés
Le 15 : un dépôt brun ? réponse à des questions
Le 14 : un séminaire où je présente le module de chimie quantique du logiciel Maple
Le 13 : réponses à des questions à propos de levures ou de poudres levantes
Le 12 : si vous entendez parler de "la protéine", méfiez-vous !
Le 11 : mes recettes pour "Quatre à table"
Le 10 : à quoi bon connaître la chimie ? réponses à des questions

Cuire les merguez ? C'est d'abord une question d'objectif !

Suite à un billet précédent, je reçois une question à propos de merguez : 

Bonjour, pour des repas de groupe il m'arrive de cuire les merguez dans un premier temps environ 10 minutes dans le l'eau frémissante, puis de finir la cuisson au BBQ pour les saisir, limiter le temps de cuisson et d'attente, et éviter les flammes à cause de la graisse sur les braises. Les merguez sont ainsi moins sèches. J'aimerais votre avis svp sur cette technique.

 

Que vaut ce procédé qui consiste à  pocher des saucisses avant de faire sauter ? Je me garde bien de juger... parce que j'en suis incapable, si je ne sais pas mieux le détail.
Mais surtout, commençons par nous interroger sur les objectifs à atteindre, avant de nous mettre en route, sur un chemin particulier.

Le but de la cuisson, c'est (par exemple) :
1. cuire la chair, coaguler les fragments de chair et de gras hachés, pour avoir des morceaux qui se tiennent au lieu de parties qui se désagrègent
2. fondre les graisses (à moins de vouloir de la graisse figée, comme dans les saucissons)
3. donner de la couleur et du goût, sur la partie externe
4. créer un gradient de cuisson, entre du croustillant externe et du tendre interne.

Pour atteindre le (1), il faut cuire assez longtemps... si l'on s'y prend par "conduction" : pochage, sauté, friture, etc. En effet, la propagation de la chaleur, surtout dans la chair (même conductivité thermique que l'eau) est lente.
En revanche, n'oublions pas que la cuisson au four à micro-ondes peut coaguler l'intérieur très efficacement !

Pour atteindre le (2), il faut servir chaud. Ce qui peut se faire si l'on sert aussitôt après avoir sauté ou grillé... ou si l'on a chauffé au four à micro-ondes au dernier moment.

Donner de la couleur et du goût à l'extérieur (3) ? Les barbecues sont souvent très mal employés (je ne dis par cela de mon correspondant, mais des observations que je fais), parce que les viandes à griller, ou saucisses, sont placées au dessus du feu, où elles se chargent de benzopyrènes parfaitement cancérogènes : environ 2000 fois plus qu'il n'en est autorisé dans les saumons fumés vendus dans le commerce !!!!!!!!!!!
Pour bien faire, il faut metter la viande devant le feu, et non dessus. Ainsi, pas de flammes, pas  de graisse sur les braises, et des viandes plus saines.

Pour le point (4), il faut chauffer fortement, et au dernier moment.  est souvent, si l'on a déjà cuit l'intérieur.

Bref, tout dépend du résultat exact que l'on veut obtenir et chaque procédé peut se faire de mille façons.

Modéliser pour comprendre: le bœuf bourguignon

Il y a évidemment de très nombreuses recettes de boeuf bourguignon, mais elles commencent le plus souvent par faire revenir des oignons et des carottes avec de la matière grasse, avant de faire revenir les viandes jusqu'à ce qu'elles brunissent. Certaines recettes préconisent de singer, c'est-à-dire d'ajouter de la farine en même temps, avant de mettre du bouillon et du vin rouge. Puis on cuit très longuement à couvert.

 

Considérons d'abord les carottes et les oignons :  ils sont assez durs, et la cuisson initiale permet de  les attendrir, alors que si on les avait cuit dans un vin un peu acide, il auraient durci.
D'autre part, l'expérience qui consiste à suer des carottes et à en faire un bouillon, ce que l'on compare avec un bouillon des carottes non suées, montre clairement que le suage augmente le goût,  notamment parce que les molécules odorantes qui sont libérés par les carottes vont
sans doute se diluer dans la matière grasse.

L'amollissement des légumes, lui, résulte du fait que le ciment entre les cellules qui constituent le tissu végétal est dégradé à la chaleur : les molécules de pectine qui tiennent ensemble les molécules de cellulose, sortes de piliers de la paroi cellulaire, sont comme des cordages qui perdent des bouts quand ils sont cuit  : de la sorte, les piliers de cellulose peuvent se séparer et les cellules aussi.

Pour le brunissement de la viande maintenant, il est devenu très convenu de parler de "réactions de Maillard",  alors qu'en réalité il y a des réactions très différentes. Par exemple il y a des oxydations, par exemple il y a des pyrolyses, par exemple il y a des caramélisations, par exemple il y a des hydrolyses, et par exemple il y a des dégradations de straiteur, des réactions amino-carbonyle, et cetera. Et, à ce jour, on ignore en réalité quel le pourcentage de chacune contribue au brun que l'on observe.
 

En tout cas, on aura lieu d'être prudent et d'éviter de parler des réactions de Maillard, car (1) c'est faux et (2) j'ai établi historiquement que Maillard (Louis Camille de son prénom) n'est pas le découvreur de ces réactions de brunissement  qui doivent être nommées soit réactions amino-carbonyle quand elles ont lieu entre des sucres et des acides aminés,  ou réaction de glycation quand elles ont lieu avec des protéines.
Et on aura intérêt à garder en tête le fait que les caramélisations et les pyrolyse de protéines font des bruns soutenus, très rapidement

Simultanément, quand on chauffe la viande, on voit de la fumée et cela s'explique par le fait que la viande chauffée se contracte, ce qui expulse les jus, les liquides n'étant pas compressible. Or ces liquides chauffés s'évaporent.

C'est le même phénomène qui fait sortir des composés des viandes dans les bouillons, ou qui forme ce résidus solide que l'on a dans les plats où l'on fait cuire des rôtis  : dans tous les cas, la contraction de la viande en fait sortir des liquides qui contiennent des composés variés, notamment ceux que l'on retrouve dans un bouillon de viande.

Sur la partie externe de la viande qui est sautée, de l'eau s'évapore aussi, et cette partie asséchée forme une "croûte" : pensons à celle du pain, de même.

Ensuite, si l'on veut une viande très tendre, il faut la cuire à basse température c'est-à-dire à seulement à frémissement et pas à pleine ébullition, sans quoi la dégradation du tissu collagénique qui lie ensemble les fibres musculaires de la viande laissera des fibres séparées mais sèches, très contractées, ayant donc perdu beaucoup de leur liquide.

À ce stade, il est important de distinguer la tendreté et la jutosité : il peut exister des viandes tendres et juteuses, des viandes tendres et pas juteuses, des viandes juteuses et pas tendres, et des viandes pas tendres et pas juteuses.

Mais évidemment, ce sont des viandes tendres et juteuses que l'on souhaite, ce qui s'obtient par des cuisson très longues à basse température. Quand je dis très longue, je pense à plusieurs heures, voire plusieurs jours

La cuisson se fait donc un mélange de bouillon et de vin, lesquels sont modifiés lors de la cuisson.  D'une part, il y a de nombreux composés odorants qui sont évaporés, surtout si l'on cuit fort et sans couvercle. Mais, d'autre part, la longue cuisson conduit à la formation de composés nouveau, qui contribuent au bon goût du plat.

Il ne s'agit pas seulement d'une concentration des molécules sapides ou odorantes par la réduction de la quantité d'eau, quand cette dernière s'évapore ; il y a également des réactions qui engendrent des molécules nouvelles qui viennent s'ajouter aux molécules à action
gustative initialement présentes.

Des erreurs sur des sites pourtant officiels

Là, allant sur un site officiel de toxicologie, je vois le mot "substance" utilisé pour "espèce chimique". Vite, chers collègues, corrigez votre document, si vous voulez que tous puissent vous comprendre clairement !

Car c'est pour le bien des apprenants, et aussi de tous nos concitoyens, que nous devons pourchasser les confusions : de même que les huiles ne sont pas faites d'acides gras, de même que les protéines ne sont pas de simples "assemblages" d'acides aminés, les molécules ne sont pas des composés ni des espèces chimiques, et les composés ou les espèces chimiques ne sont pas des "substances". 

Me connaissant, on se doute bien que je ne dis pas cela au hasard, mais que je me fonde sur des documents parfaitement officiels, internationalement acceptés, tels ceux de l'IUPAC, ou sur des discussions abondantes qui trouvent leur place dans des publications scientifiques (avec évaluations serrées par des pairs), tel le Journal of Chemical Education. En français, il y aura aussi le Bulletin de l'Union des Physiciens, par exemple, ou l'Actualité chimique. Et bien d'autres. 

Bref, des documents que ceux qui parlent de chimie, ou qui en utilisent les notions, devraient bien consulter (je parle évidemment pour ceux qui ne le font pas, et pas pour ceux qui le font). 

 

Commençons par le plus simple : la "substance".

Et commençons par aller sur un dictionnaire officiel de la langue française, le Trésor de la langue française informatisé, du CNRS et de l'Université de Nancy, qui nous dit : 

substance : Philosophie : Ce qui existe en soi, de manière permanente par opposition à ce qui change. Ce dont un corps est fait. Synon. matière. Matière organique ou inorganique, produit chimique caractérisé(e) par sa spécificité, sa nature, son état ou ses propriétés.Empr. au lat. substantia « être, essence, existence, réalité d'une chose » et tardivement « aliments, nourriture; moyens de subsistance, biens, fortune » (de substare « être dessous, se tenir dessous »).

Bref, la substance, c'est l'objet matériel : l'eau est une substance, ainsi que la terre ou l'air. 

Qu'en disent-les instances internationales de chimie ? Je trouve (https://doi.org/10.1351/goldbook.C01039) : Chemical substance : Matter of constant composition best characterized by the entities (molecules, formula units, atoms) it is composed of. Physical properties such as density, refractive index , electric conductivity, melting point etc. characterize the chemical substance. 

Oui, la substance est composée de molécules, atomes, etc. Et c'est pourquoi nous devons arriver d'abord à ces derniers. Commençons par... 

Molécules et atomes, mais aussi ions, par exemple

 Là, il nous faut rêver à l'existence d'un "super-microscope", qui nous permettrait de voir au coeur des substances. Pour l'eau, ce liquide, cette substance liquide, nous verrions des objets tous identiques, qui sont des molécules d'eau. Et chaque molécule d'eau est fait d'atomes. 

Pour le sucre de table, nous verrions que les cristaux qui font le sucre en poudre sont en fait des empilements réguliers (des cristaux) de molécules toutes identiques, qui sont des molécule de saccharose. Et ces molécules de saccharose font faites d'atomes, de carbone, d'oxygène ou d'hydrogène. 

Pour le sel de table très pur, nous verrions que les cristaux sont des empilements réguliers d'atomes (de chlore et de sodium, alternés), mais ces atomes sont nommés "ions", car ils se sont échangés des électrons. 

Pour un métal, tel le fer, encore des atomes, et qui ont mis des électrons en commun. 

 

Et les composés ? Et les espèces chimiques ? 

 Reste le troisième terme évoqué en introduction : celui de composé, que je rapproche d' "espèce chimique". Un composé, une espèce chimique, c'est une catégorie particulière de molécules toutes identiques. 

L'éthanol est un composé : et les molécules d'éthanol sont faites d'atomes (de carbone, hydrogène, oxygène). Mais il y a une différence entre l'éthanol matière, et l'éthanol composé. Pour l'éthanol absolu, à la température ambiante, il y a la substance, la matière. Le composé, lui, est une catégorie. Idem pour l'espèce chimique. 

D'ailleurs, très honnêtement, le terme d'espèces chimique est plus large que celui de composé, puisque l'« espèce chimique » est une appellation générique se référant à un ensemble d'entités chimiques identiques : ces entités sont soit un atome (espèce chimique atomique), soit un groupe d'atomes liés qui peut, selon sa charge électrique et sa configuration électronique, être une molécule, un ion ou un radical. 

 

Mais la conclusion s'impose : une espèce chimique n'est pas une molécule, ni une substance.

Disons des choses simples pour ceux qui n'ont pas appris la chimie, ou qui l'on oubliée

Les "réactions" ? 

Aujourd'hui, on m'interroge sur ce qu'est une "réaction chimique", et je vais essayer de répondre simplement, sans trop insister qu'une réaction est une réaction est "chimique" quand elle est étudiée par la chimie, que c'est un réarrangement d'atomes. 

Le plus simple, c'est peut-être de partir du sucre, le sucre de table, qui se présente souvent sous la forme de petits cristaux blancs. 

Ces cristaux sont des empilements réguliers, dans les trois directions de l'espace, comme un jeu de cubes bien assemblés, d'objets que l'on nomme des molécules de saccharose. 

Ces molécules sont toutes constituées de la même façon, avec des atomes de carbone, d'hydrogène et d'oxygène, mais nous n'avons pas besoin pour l'instant d'entrer plus en détail dans cette construction. Qu'il nous suffise de dire que les molécules de saccharose sont empilées régulièrement. 

Quand on chauffe du sucre, on le voit fondre d'abord, c'est-à-dire former un liquide, mais bientôt, il brunit, et une odeur de caramel apparaît. Cette caramélisation correspond non pas une seule réaction, mais à beaucoup, ce qui signifie que les molécule de saccharose sont modifiées par la chaleur de diverses façons. 

Par exemple, certaines sont divisées en deux moitiés ; d'autres perdent des petits morceaux, etc. Surtout, on voit que les assemblages d'atomes (les molécules) que l'on récupère finalement ne sont pas les molécules que l'on avait initialement. 

De la chimie, pas de la physique

Cette modification des molécules est bien différente de la transformation que l'on aurait quand on chauffe un glaçon. 

Un glaçon est un solide, fait par un empilement régulier de molécules d'eau ; quand on le chauffe, le glaçon fond, ce qui signifie que les molécules d'eau se séparent... mais elles ne se modifient pas ! 

La meilleure preuve, c'est que, quand on refroidit l'eau liquide, elle ressemble de la glace. Il y avait les mêmes molécules avant et après : dans ce cas-là, il n'y a pas de réaction "chimique". 

En cuisine

En cuisine, il y a des réactions nombreuses, qui font des couleurs, des saveurs, des odeurs nouvelles. Que l'on pense au brunissement d'un steak, à la caramélisation déjà évoquée, au brunissement de haricots verts... Chaque fois qu'il y a l'emploi de la chaleur sur des composés un peu délicats, on est presque sûr qu'il y a eu des réactions qui ont modifié les molécules présentes.

A propos du pain : des questions de diversité chimique

Un de mes collègues avait commenté un billet consacré au pain, et j'ai quelques précisions.

D'une part, à  propos des protéines qui font le "gluten", ce réseau à la fois visqueux et élastique qui permet de faire des boules, au lieu des plates galettes que l'on obtient avec d'autres farines, la question de leur quantité selon le "type de farine" est en réalité bien compliqué. Notamment :
- le type ne donne que le taux de cendres, ce qui n'est pas la même chose que la quantité de s protéines (et plus on est proche de l'amande, loin de l'extérieur, plus le taux de cendre est faible)
- la quantité des protéines n'est pas synonyme de qualité, de capacité à former le gluten
- des farines d'un type donné peuvent avoir des quantités et des qualités de protéines "glutinogènes" différentes, avec des variations selon les variétés, les conditions de culture, etc.

D'autre part, je ne suis pas de ceux qui parlent "de la gluténine" et "de la gliadine" : les protéines qui forment le gluten sont "des" gluténines, et des "gliadines". Il en existe un nombre notable, avec des propriétés différentes (il y a un nombre considérable d'articles scientifiques consacrés à cette question).

Et je profite de l'occasion pour dire que je suis de ceux qui parlent "des" pectines, "des" celluloses, "des" gélatines, mais aussi "des" chlorophylles, "des" hémicelluloses, "des lignines, "des" albumines, etc. Car de l'eau a coulé sous les ponts depuis les débuts de la chimie ou, même, de la chimie organique, et l'on a découvert une grande diversité biomoléculaire.
Par exemple, je ne parle par de l'acide tartrique, mais des acides tartriques, parce que les différents acides tartriques ne sont pas identiques, n'ont pas les mêmes propriétés.
Par exemple, je ne parle pas "du" glucose, mais des glucoses. Le D-glucose est le plus courant, dans l'alimentation, et il diffère du L-glucose.
Par exemple, dans le blanc d'oeuf, il y a plus de 300 protéines différentes (présentes chacune à raison d'un nombre immense de molécules).

Les sucres et leurs grands cousins

 Dans mes explications de chimie, j'ai déjà considéré les protéines et les lipides, mais pour l'instant j'ai évité la catégorie des sucres, qu'il s'agisse d'oligosaccharide ou de polysaccharides, ce que l'on nomme parfois aussi des sucres rapides ou des sucres lents. 

Toutefois, avant d'être des objets que l'on mange, les sucres sont une catégorie moléculaire particulière de composés, et c'est bien la définition moléculaire qu'il faut considérer en premier, car elle a été forgée par les chimistes. 

Imaginons donc des atomes de carbone enchaînés linéairement. Cela fait donc ce que les chimistes nomment un "squelette carboné". 

 Ajoutons que les atomes de carbone doivent avoir 4 liaisons. 

Tout atome de carbone, en milieu de chaîne carbonée, ayant déjà deux liaisons avec ses voisins, il lui reste deux possibilités de liaisons: par deux atomes d'hydrogène, par exemple, et 3 pour les atomes de carbone des extrémités. 

Ainsi, on aurait un "hydrocarbure" : de hydro, carbure, soit hydrogène et carbone. 

Mais pour les sucres, il y a une différence : certains atome de carbone sont liés un atome d'oxygène lui-même lié un atome d'hydrogène, ce qui constitue ce que l'on sommes un groupe hydroxyle. 

Et bien les "sucres" sont des composés dont les molécules sont polyhydroxylées, ce qui signifie qu'il y a des groupes hydroxyle un peu partout sur la chaîne carbonée. 

Cette caractéristique leur donne la possibilité d'être solubles dans l'eau. Il faudra que j'explique pourquoi une autre fois mais restons à ce fait que les molécules qui ont beaucoup de groupes hydroxyles sont solubles dans l'eau. 

Et c'est ainsi que le saccharose, le sucre de table et très soluble dans l'eau, tout comme le D-glucose, le lactose (qui est le sucre du lait) et ainsi de suite. 

D'autre part, le terme de "sucres" est vague, mais on le réserve à de petites molécules, telles celles que je viens de nommer, et qui sont des "monosaccharides", ou des "oligosaccharides". 

Quand de telles molécules s'enchaînent, lors de réactions, elles forment des molécules bien plus longues que l'on nomme des "polysaccharides" : pensons à l'amylose ou l'amylopectine de l'amidon, aux pectines qui font nos confitures, aux chitosanes des carapaces de crustacés, comme pour la cellulose. 

Toutes ces molécules sont des enchaînements de sucres alimentaires... ou plus exactement de résidus de sucre élémentaire puisqu'ils ont perdu des atomes en s'enchaînant. 

Ce qui me conduit à évoquer ici ce que certains nomment des hydrocolloïdes et qui ne sont d'autre que des polysaccharides, dont les groupes hydroxyles très nombreux captent l'eau de leur voisinage, et donne de la viscosité aux solutions. Ce sont les gommes guar, caroube, xanthane, etc. 

Moi, j'évite de parler d'hydrocolloïdes pour bien des raisons, mais surtout parce que si les mots sont fautifs, la pensée l'est aussi, tout comme les explications que l'on peut donner à ses amis. Et j'invite mes amis, donc, à éviter ce terme d'hydrocolloïde.

On ne dessine pas impunément un modèle, en chimie

 Dans un article de sciences des aliments, je vois représentée l'idée théorique d'une association moléculaire entre des phénols et des protéines. Les auteurs montrent la structure moléculaire des composés et dessinent des traits pour représenter des interactions.

Cela est en réalité très audacieux, car les molécules qu'ils représentent sont simplifiées.
Par exemple pour une molécule de carraghénane kappa, il y a des groupes sulfates certes, mais leur nombre et position dépendent des molécules particulières, sans compter qu'il y a des irrégularités sur la chaîne.

D'autre part, il y a certes des interactions, toutes d'ailleurs de nature électrostatique, mais avec des recouvrements orbitalaires que les auteurs n'ont pas représenté, et qui s'imposent pourtant, dépendant des angles exacts des liaisons.
En effet les  déformations mutuelles des partenaires de l'association  imposent des angles particuliers et des interactions pour les énergies varient.

Bref l'affaire est parfaitement compliquée, alors que le schéma proposé est simpliste.

Cela n'est pas grave mais la question est surtout de savoir ne pas s'arrêter à cette représentation et chercher  en quoi elle est insuffisante.

Attention : mots piégés dans les textes de chimie anciens

 Quand il s'agit d'histoire de la chimie, il y a lieu de ne pas être naïf ou ignorant, parce que, avant 1860 (et même jusque vers 1950),  les mots atomes ou molécules n'avaient pas le sens qu'on leur donne aujourd'hui.
Il y a des pièges à presque chaque mot : au 19e siècle, la soude n'était pas notre hydroxyde de sodium NaOH, mais du carbonate de sodium. L'acide margarique n'était pas cet acide carboxylique à 17 atomes de carbone que nous désignons plus justement sous le nom d'acide heptadécanoïque, les mots albumine, chlorophylle, lécithine, tanins, collagène, pectine, chitine, etc. désignent tout autre chose que ce qui est mieux défini aujourd'hui par l'Union internationale de chimie.
Ne pas confondre !

A propos de la publication d'un livre sur Louis Pasteur

 
2022 : grandes célébrations autour de Louis Pasteur, dont c'est le bicentenaire de la naissance.

A cette occasion, il y a eu des colloques scientifiques, tel celui qu'a organisé l'Académie d'agriculture le 14 décembre 2022 , mais il y a eu aussi des textes publiés.

Personnellement, j'ai fait un article où j'explore -textes de Pasteur à l'appui- ses travaux consacrés aux acides tartriques et aux tartrates, afin que l'on cesse de propager cette image d'Epinal selon laquelle il aurait fait un tour de force en séparant - "à la pince et sous le microscope- les deux acides tartriques doués d'activité optique :
https://www.academie-agriculture.fr/publications/notes-academiques/des-cristaux-dauguste-laurent-et-des-techniques-danalyse-optique-de-0

Et j'ai fait un autre article du même type, publié aux Comptes rendus de l'Académie des sciences.

 Mais là, aujourd'hui, je signale la publication d'un livre, aux Editions Thierry Marchaisse : Lettres à Loulou, dit Pasteur. J'y ai collaboré. Pourquoi ?
 
 Tout d'abord, il y a le titre de mon chapitre : Monsieur Pasteur, croyez-moi : il n’est pas nécessaire d’être lugubre pour être sérieux. Vive la science joviale !
 
 Tout est presque dit : pour cet homme, qui construisit patiemment sa statue, il y a lieu de prendre les choses en souriant, de ne pas aller dans le sens de sa respectabilité. Je ne dis pas qu'il n'a rien fait, car il a BEAUCOUP fait, et même s'il s'est abondamment répété d'articles en article, même s'il n'a pas été humainement très à la hauteur avec ses maîtres (ceux qui ne pouvaient pas l'aider) ou ses collègues, il a creusé un beau sillon scientifique, finalement.
 
 Mais, quand même, il a patiemment construit son image, encouragé ses hagiographes... Bref, pourquoi écrire dans un tel livre ? 

Parce que j'abuse de la liberté qui m'est donnée, pour revenir, une fois de plus, sur des idées que je veux faire entendre :
 1. comme le disait Pasteur, l'arbre n'est pas le fruit, et les applications des sciences ne se confondent pas avec les sciences
 2. les sciences de la nature ont un objectif, à savoir explorer les mécanismes des phénomènes, et une méthode : (1) identification d'un phénomène que l'on se propose d'explorer (le mot "phénomène" est discuté ailleurs, dans mes blogs) ; (2) caractérisation quantitative de ce phénomène ; (3) regroupement des données de mesure de (2) en équations, formules, modèles (ce que l'on nommait naguère des "lois") ; (4) regroupement des équations, formules, modèles, en "théories", par induction de nouveaux objets conceptuels ; (5) recherche de conclusions testables expérimentalement des théories ; (6) tests expérimentaux des prévisions théoriques ; et ainsi de suite à l'infini, puisque l'on espère que les tests expérimentaux auront réfuté les prévisions, et que l'on pourra avancer dans l'amélioration de théories toujours insuffisantes par nature ("un modèle réduit d'avion n'est pas un avion"). 

Bien sûr, il y a des exceptions... mais il faut faire s'Dicka vor de Kleinigkeit, dit-on en alsacien : le gros avant le détail.

Les merveilleux progrès de la chimie

Dans les anciennes et indécentes querelles qui traînent dans le milieu scientifique, il y a l'idée selon laquelle la chimie devrait s'apprendre par cœur, ce qui sous-entend qu'au lieu d'exercer son intelligence, on aurait dû ânonner.

J'interprète évidemment qu'il s'agit de remarques de castes et non pas d'observations factuelles, mais il faut ajouter que déjà Pierre Duhem faisait état de ces querelles au 17e et au 18e siècle, entre des physiciens qui avaient suivi Newton et qui croyaient que le calcul pouvait tout décrire, et des chimistes qui exploraient laborieusement le monde moléculaire.

Pour faire progresser la chimie organique, par exemple, il a fallu d'innombrables et patients expérimentations, avant de pouvoir calculer. Il aurait été inutile de mettre la charrue avant les bœufs.

Mais les progrès ont été merveilleux : non seulement les chimistes de la fin du 19e siècle avaient établi expérimentalement que la matière était faite de molécules, elles-mêmes faites d'atomes, mais, de surcroît, ils avaient bien repéré des classes de composé : alcools, acides, aldéhydes, etc.

Comprendre la nature des objets n'était pas tout ; il fallait aussi explorer les réactions, et cela s'est évidemment fait parallèlement. Et là aussi, il y a eu des progrès considérables et merveilleux.

Surtout, il est bon d'observer que la chimie est partie d'un état rudimentaire pour arriver à un état bien amélioré. D'ailleurs, ce progrès a été continu, et il se poursuit.

Par exemple, quand je faisais mes études initiales de physico-chimie, dans les années 1980, le professeur de chimie organique (dont on peut dire qu'il n'était pas un des plus modernes), nous enseignait encore de la chimie que l'on a dite "au lasso" : par exemple, quand on voyait un atome d'oxygène et un atome d'hydrogène sur une molécule, et un autre atome d'hydrogène sur une autre molécule, on entourait ces trois atomes, et l'on disait qu'une molécule d'eau allait pouvoir être éliminée et qu'il y aurait ensuite la condensation des deux molécules qui portaient les trois atomes éliminés.
Evidemment, cela ne fonctionnait pas toujours, mais c'était déjà un progrès par rapport au passé.

Cette chimie au lasso a été bouleversée, révolutionnée, quand on s'est mis à interpréter plus finement les réactions, quand on a pu comprendre les mouvements d'électrons, leur répartition, la nature de la liaison chimique, etc.

Et c'est ainsi qu'on doit pas oublier que des chimistes de talent comme Marc Julia, à l'École normale, ont su rapidement rénover cet enseignement ancien.

Il y a moins à dénoncer les enseignements anciens qu'à admirer les progrès qui furent faits. Et cela ne s'est pas arrêté : au tout début des années 2000, je me vois encore discutant avec un ami chimiste organicien réputé et lui soumettre une interprétation de réaction entre des réactifs que j'étudiais. Je lui avait proposé plusieurs possibilités, et il m'avait dit que seule l'expérience trancherait.

C'est qu'à cette époque, nous n'avions pas encore assez de données pour faire ce qui est possible aujourd'hui, à savoir prévoir correctement les réactions éventuellement concurrentes, et arrivé à connaître à l'avance les produits des réactions et leurs proportions même. Merveilleux progrès.

En tout cas, on voit bien que, aujourd'hui, il n'y a rien à savoir par cœur... sauf la chimie elle-même : ses catégories, ses mécanismes...

Oui, le monde moléculaire est extraordinairement variés et il faut dire que c'est là sa beauté, même si certains préféreraient (un vœu pieux) une simplicité qui, donc, n'existe pas.

La question est finalement que nous avons des objets très variés, mais aussi les moyens de déterminer leurs propriétés et leur réactions. Quel bonheur !

C'est dans une belle alliance de la chimie et la physique que son nés nos outils et, au lieu d'opposer les physiciens et les chimistes, je crois que nous devons tirer la leçon : tout comme la chimie physique à l'époque de Duhem fut un progrès considérable, pour les physiciens comme pour les chimistes, les calculs de réactivité actuels sont un progrès extraordinaire qui contribuera...

A qui : aux chimistes ? aux physiciens ? Non : au progrès des sciences de la nature, sans frontières disciplinaires. Les sciences de la nature sont une, en réalité indivibles, et c'est l'intelligence et l'activité de tous qui fait reculer les limites de nos ignorances.

Les fibres alimentaires : de quoi s'agit-il ?

Les fibres alimentaires ? Leur définition a évolué, avec leur meilleure compréhension.

Acte I

En matière alimentaire, et surtout depuis les explorations du microbiote intestinal (les micro-organismes qui sont dans notre système digestif, et contribuent à notre digestion), on parle beaucoup de "fibres alimentaires"... mais de quoi s'agit-il au juste ?
Observons que le terme fut initialement introduit pour désigner les constituants non digestibles des aliments : surtout présents dans la paroi cellulaire des tissus végétaux : la cellulose, l'hémicellulose et la lignine.

Là, commençons par expliquer que les fruits, légumes -brefs, les "tissus végétaux"- sont faits de petits "sacs" collés les uns aux autres : les "cellules".

Ces cellules sont vivantes, individuellement, même si elles ont réunies en "organismes". Elles sont limitées chacune par une "membrane", et elles sont "collées" entre elles par ce que l'on nomme la "paroi", en l’occurrence on dit aussi "paroi végétale".

Et on peut imaginer cette "paroi" de la façon suivante : il y a, pour chaque cellule des "piliers" de cellulose", qui sont liés entre eux par des sortes de cordages, que son des molécules de pectines.

Les celluloses ? Ce sont des composés de la famille des polysaccharides, dont les molécules résultent de l'enchaînement de "sucres" élémentaires, essentiellement du glucose.
Bien sûr, ce n'est pas la juxtaposition de molécules de glucose, mais j'ai bien pris soin de dire que les molécules "résultent" de l'enchaînement des molécules de glucose ; lors de la réaction d'assemblage, des atomes sont perdus, et c'est la raison pour laquelle les molécules de celluloses, elles, ne contiennent plus que des "résidus de molécules de glucose", et non pas des "molécules de glucose".

Les hémicelluloses ? Une variation des premières.

Les lignines ? Encore des composés fascinants, présents dans les tissus végétaux et dont la molécule comporte de très nombreux "groupes aromatiques", ce qui ne signifie pas qu'ils aient une odeur, mais une propriété chimique qu'ils partagent avec un chef de file qui a nom "benzène".

Acte II

Mais revenons à la définition des fibres alimentaires. Quand on a poursuivi leur exploration, on a été conduit à ajouter des caractéristiques physiologiques pour préciser les définitions : aujourd'hui, les fibres alimentaires sont définies comme "les restes des squelettes de cellules végétales résistantes à la digestion (hydrolyse) par les enzymes de l'homme".

Avec cette définition, la liste initiale s'est augmentée de gommes, de celluloses modifiées, de composés du mucilage et la pectine.

Les gommes, les mucilages : des substance mucilagineuses et transparentes, provenant de l'exsudation naturelle ou provoquée de certains végétaux.

Le mucilage ? Toute substance particulièrement répandue dans les racines de guimauve et les graines de lin, les lichens et les algues, qui se gonfle au contact de l'eau sans s'y dissoudre mais en formant une matière visqueuse, comparable à la gomme, et dont les propriétés épaississantes la font utiliser en médecine.

On voit surtout que c'est moins les matières, faites principalement d'eau et de composés polysaccharidiques, qui sont visées par la définition, que les polysaccharides présents, et qui sont variés.

Les pectines ? Là, les sucres qui sont enchaînés sont principalement des "acides galacturoniques", mais avec plein d'autres sucres ; je n'entre pas dans les détails, sauf pour signaler que si les pectines sont facilement dissociées lors d'un chauffage en milieu acide (comme quand on fait les confitures), les molécules de cellulose, elles, sont très résistantes, au point que nous pouvons laver nos chemises en coton (le coton, c'est de la cellulose presque pure) sans qu'elles ne se dissolvent !

Acte III

Et, en 2009, la définition des fibres a encore évolué avec la mise au point de nouvelles méthodes d'analyse chimique, de sorte que le Codex Alimentarius (une sorte d'agrément international pour régler le commerce des denrées alimentaires) a défini les fibres alimentaires comme des "polymères glucidiques à dix unités monomères ou plus, qui ne sont pas hydrolysés par les enzymes endogènes dans l'intestin grêle humain".

Évidemment, toute définition est dangereuse, car il peut y avoir des hydrolyses limitées. Et, à la limite de dix résidus (les "unités monomères", ce qui est un pléonasme : on devrait dire "des monomères"), il y a aussi une frontière bien difficile à tracer entre des oligomères à neuf ou dix unités, résistants à l'hydrolyse, et des oligomères à plus de dix unités, mais plus fragiles.

Mais bon, voilà ce que nous avons aujourd'hui à ce propos.

J'ajoute que si nous centrifugeons une carotte, du persil, un poireau, etc., nous récupérons du jus, d'une part, et des "fibres", de l'autre part. Avons-nous suffisamment pensé à utiliser ces matières en cuisine ? C'était en tout cas la proposition du dixième International Contest for Note by Note Cooking.