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.

Deux fois en deux jours : des consultations à propos de gélifications !

 Deux fois en deux jours : des consultations à propos de gélifications !


1. Depuis deux jours, l'intérêt pour les gélifications se fait entendre, et l'on me demande des "consultations" à ce propos. Quand je dis "on", ce sont des professionnels, qui veulent régler des questions techniques, telles que "Comment faire un gel avec un liquide dont je ne connais pas l'acidité ?" ou "Comment faire un gel qui tient à chaud ?", ou encore "Quelles sont les différentes sortes de gélatines végétales y a-t-il ?"...


2. Et cela me conduit -avant de répondre ici à tous, et non pas à ces deux personnes en particulier- à deux observations :
1. cette question des gélifiants est l'une de celles que j'agitais dès les années 1980 ! Ayant observé que l'on pouvait gélifier avec bien plus que le pied de veau, j'avais proposé à mes amis cuisiniers d'utiliser des gélifiants variés, pour des résultats très divers : il en va de l'avancement de l'art culinaire !
2. les échanges des derniers jours me donnent un argument, contre les quelques roquets qui n'ont pas compris qu'il y a lieu d'aboyer contre autre chose que la cuisine moléculaire, et qui, en conséquences, m'attaquent périodiquement (il y a même des imbéciles malhonnêtes qui écrivent que je serais un faux-nez de l'industrie chimique), à savoir que les "consultations" que j'ai données sans attendre étaient entièrement gratuites : d'une part, je suis agent de l'Etat, payé par le contribuable, de sorte que je me dois d'aider ce dernier, et notamment les petites entreprises (artisans) qui n'ont pas les moyens de se payer un service de recherche, et c'est bien ce que je fais.



Mais oublions les roquets, et levons le nez pour voir le bleu du ciel. Comment gélifier ? Nous allons voir que mille possibilités se présentent, avec beaucoup de simplicité.



3. Commençons par observer que gélifier un liquide, c'est lui donner une consistance "solide", qui ne coule pas (sans quoi on parle d'épaississement, et pas de gélification).
Les gélifiants sont des composés qui peuvent provenir :
- d'animaux
- de végétaux
- de micro-organismes
- de transformations moléculaires.


4. Les plus courants sont :
- pour les gélifiants animaux : la gélatine, mais aussi les protéines du lait, de l'oeuf, des viandes et des poissons ;
- pour les végétaux : diverses protéines végétales, mais aussi des "polysaccharides" tels que l'amylose et l'amylopectine de l'amidon, ou les pectines des fruits, par exemple, sans compter, pour les algues, les agar-agar, alginates, et certains carraghénanes, également
- pour les micro-organismes, également des polysaccharides, et l'on pensera notamment à la gomme xanthane, produite par une fermentation
- pour les gélifiants provenant de transformations moléculaires : la méthylcelluose, et ses cousins.


5. Mais pour les "cuisiniers " (je regroupe ici tous ceux qui préparent des aliments), c'est moins l'origine de ces produits qui importe que leurs caractéristiques fonctionnelles, et là, il est souvent utile de distinguer les gélifiants qui sont "thermoréversibles" et ceux qui ne le sont pas.
Par exemple, la gélatine est soluble à chaud, mais, à froid, elle fait prendre un liquide en une gelée qui fondra si on la réchauffe. Ce gel est thermoréversible, tout comme ceux qui sont obtenus par des pectines (pensons aux confitures)
En revanche, de la poudre de blanc d'oeuf ajoutée à un liquide (par exemple, un jus de betterave) et chauffée conduira à un gel analogue à du blanc d'oeuf dur, qui ne reliquéfiera pas ensuite, qu'on le chauffe ou qu'on le refroidisse : ce gel est irréversible.


 6 . Dans tous les cas, la règle d'utilisation est environ la même : on fera bien de commencer avec une proportion d'agent gélifiant de 5 pour cent en masse. Puis, si l'on juge le résultat trop "dur", on testera une dose deux fois inférieure, jusqu'à avoir le résultat voulu. Inversement, si le liquide ne prend pas, on pourra doubler la quantité.


7. La teneur en sucre du liquide ? Elle est principalement importante dans le cas des pectines, pour lesquelles une quantité de sucre d'environ 50 pour cent est nécessaire.
L'acidité du liquide ? Là, il y a des gélifiants, tel l'alginate de sodium, pour lesquels cette question est importante, et devra conduire à modifier l'acidité, par exemple avec de l'acide citrique pour acidifier (on ajoute bien du jus de citron pour faire prendre les confitures) ou du citrate de trisodium pour remonter le pH d'une liquide trop acide (ou du bicarbonate !).
La teneur en alcool : bien souvent, les gélifiants précipitent dans un alcool trop concentré, de sorte que, pour ce cas particulier, s'imposent des stratégies (simples) qui dépassent le cadre de ce billet.


8. Une réminiscence d'un passé pas si lointain : je me souviens m'être émerveillé, dans les années 1980, d'un plat préparé par un cuisinier, où se trouvait une gelée chaude. J'observe aujourd'hui que nous nous sommes habitués, car à l'époque, quand ne régnait que la gélatine du pied de veau, les gelées fondaient quand on les chauffait... sauf pour les gels faits de protéines animales telles que les actines et myosines des muscles animaux : d'ailleurs, quand on fait une terrine, ce sont ces protéines, et leur coagulation, que l'on met en oeuvre pour gélifier des liquides.
Et, en l'occurrence, dans les gels chauds qui m'avaient émerveillés, il y avait de l'oeuf pour faire tenir le gel : les protéines de l'oeuf sont du même type que celles des muscles.


9. J'observe aussi que, dans le lait, les protéines nommées caséines permettent de faire du fromage à partir du lait : il s'agit encore d'une gélification, mais elle est provoquée par une enzyme (dans la présure), et non pas par la température. Même question pour la coagulation du sang, par exemple.

Finalement, il y aurait trop à dire pour expliquer toutes les coagulations une à une, et notamment l'emploi de l'alginate de sodium et des sels de calcium pour produire des "degennes", à savoir ces caviars artificiels... mais cela a été déjà publié mille fois !


10. Non, il faut mieux terminer en observant que certains gels sont transparents et d'autres opaques, certains gels sont fondants (gélatine, confitures) et d'autres cassants, ou caoutchouteux. Aucun n'est mieux qu'un autre, pas plus qu'un sol n'est mieux qu'un do ou un fa, pas plus que le jaune ne serait mieux que le rouge ou le vert... Non, il y a seulement des ingrédients appropriés pour chaque cas bien identifié... et c'était d'ailleurs la teneur essentielle des consultations que j'ai données : dites-moi d'abord votre objectif, et c'est seulement, alors, que je pourrai répondre à votre question technique !

La gélatine, sinon quoi ?

Dans un billet précédent, je discutais la question des gelées d'ananas (et d'autres fruits) qui se liquéfiaient. Cela me vaut une question :

Et si je veux faire une gelée sans gélatine ?

La question n'est pas neuve, mais je réponds quand même sans renvoyer à des billets anciens, dans l'espoir que je ferai maintenant quelque chose de mieux que naguère ou que jadis.

Bref, il s'agit de faire un gel. De quoi s'agit-il ? Selon l'International Union of Pure and Applied Chemistry, qui est l'organisme international de normalisation des termes scientifiques (surtout pour la chimie, la biochimie, un peu la physique), un gel est un système fait d'un liquide piégé dans un solide.

Comment faire ce "solide" ? Il faut un réseau continu, et, pour les gels de gélatine, ce sont des protéines obtenues par dissociation du tissu collagénique des animaux qui s'assemblent spontanément quand la température devient inférieure à 36 degrés environ.
Mais, dans les confitures, il y a les pectines, qui sont extraites des parois cellulaires lors de la cuisson des fruits ; elles ne s'assemblent toutefois qu'un milieu un peu acide, et en présence de beaucoup de sucres. Et cette fois, ces composés ne sont pas des protéines, mais des polysaccharides (des "sucres complexes"). J'ajoute qu'il y a des pectines variées.

Dans les années 1980, j'ai beaucoup milité pour que les cuisiniers puissent diversifier leurs "polymères" gélifiants, et c'est ainsi que j'ai proposé les agar-agar, gommes guar ou caroube, gomme xanthane, carraghénanes variés... comme je le détaille dans Mon histoire de cuisine.

Tout cela étant dit, il y faut quand même garder en tête que les gélifications "physiques" ne sont pas la totalité de l'histoire : on peut gélifier du lait avec des caséines, par exemple. Mais le blanc d'oeuf qui coagule subit en réalité une (thermo) gélification, par  des protéines du blanc d'oeuf. Idem pour la viande (et le poisson) qui cuit, et qui gélifie en raison de la de la viande avec les protéines que sont les actines et les myosines. Idem pour la peau du lait qui résulte de la coagulation des protéines sériques...

Mais comme je pressens que mon interlocuteur veut éviter les produits animaux, il faut aussi que je signale la possibilité de thermocoagulation par des protéines végétales : de pois, de lentilles, de soja, de chanvre... Il y a l'embarras du choix, de sorte que, pour donner une vision plus globale, je signale que les assemblages des réseaux des gels se font par des forces variées : pour les gels physiques, ce sont des forces faibles (van der Waals, liaisons hydrogène), et, pour des gels chimiques, ce sont des forces plus fortes (ponts disulfures, liaisons covalentes...)
L'image à bien avoir en tête est la suivante :

La question, c'est : quel est l'objectif ?