Réactions de glycation : pour certains brunissements

Je suis un peu fautif, car, il y a quelques décennies, j'avais voulu dire au monde combien Louis Camille Maillard était remarquable. 

Louis Camille Maillard était un chimiste de Nancy, comme l'était mon grand-père maternel, et, ayant appris que Maillard avait découvert ce que l'on nomme fautivement aujourd'hui les réactions de Maillard, j'avais été étonné de voir que l'homme était quasi inconnu, dans sa ville comme dans son pays. 

J'ai donc écrit des lignes vibrantes d'indignation, pour dire combien Maillard était, tel un Parmentier ou un Appert, un bienfaiteur de l'humanité. 

Mon militantisme a fait le reste, et le monde de la cuisine ne parle plus que des réactions fautivement de Maillard, au point que certains cuisiniers voudraient presque m'enseigner ce que sont les réactions fautivement dites de Maillard et que l'on devrait nommer réactions de glycation ou réactions amino-carbonyle. 

 

Et c'est la que cela coince, parce que les cuisiniers disent, hélas très souvent, que les réactions de Maillard ne se font qu'à haute température. 

Je viens d'apprendre que cela est même enseigné dans un cursus un peu étrange de Harvard, un bizarre mélange de science et de cuisine dont on ne sait pas très bien s'il s'agit de sciences ou s'il s'agit de cuisine, et dont on ne sait pas très bien non plus si les enseignants de science sont des cuisiniers et les enseignants cuisine sont des scientifiques. 

Bref, il est dit que les réactions de Maillard (traduisons : de glycation) ne se feraient qu'à haute température, et cela est faux, archifaux ! 

Les réactions de glycation se font à température ambiante, comme à haute température. 

 

Bien sûr, pas à la même vitesse dans tous les cas : les réactions de glycation se font plus lentement à basse température qu'à haute température.
En chimie physique, une règle approximative dit que la vitesse d'une réaction double quand on augmente la température de 10 °C. 

Faisons donc un calcul d'ordres de grandeur. Supposons que les réactions de glycation se fassent en 10 minutes à 180 °C. Elles se feraient donc en 20 minutes à 170 °C, en 40 minutes à 160 °C, et ainsi de suite. 

Je vous laisse calculer combien de temps il faudra pour que ces réactions se fassent à la température du corps humain (environ 40 °C)... et vous comprendrez pourquoi les personnes souffrant de diabète ont le cristallin qui s'opacifie. 

Oui, vous avez bien deviné : il s'agit des réactions de glycation, dues à la forte concentration en glucose, en présence de protéines. Il y faut une vie, environ, mais les réactions de glycation sont en causes, comme pour le durcissement des viandes, chez les animaux âgés. 

A ce stade de l'explication, mes interlocuteurs me demandent souvent si les viandes bruniraient à 40 °C. La réponse est non, car les réactions de glycation ne sont que des condensations entre sucres et acides aminés. C'est ensuite, qu'il peut avoir d'autres réactions, réarrangements, dégradations de Strecker, pyrolyses... qui font le brunissement. 

Il y a deux questions séparées, et l'on aurait bien raison de séparer. Oui Maillard fit un travail remarquable, et ce chimiste de Nancy ne méritant pas d’avoir été oublie. Pour autant, il n'est pas nécessaire de prétendre qu'il soit partout en cuisine ! Je suis bien confus, donc, et vous invite plutôt à retenir ce mot : « pyrolyse ».

A propos de réactions de glycation et d'enseignement !

 
Ce soir, une question : 

 

Formatrice en sciences appliquées je me posais une question, ainsi que mes collègues, sur le brunissement du rotissage ou braisage des viandes. Nous voyons souvent dans les manuels que la réaction de Maillard en est la cause. Mais quel est le sucre réducteur qui est responsable ?
Et si ce n'est pas la réaction de Maillard, a quoi est dû ce brunissement ?

 

Merci de la question, et cela pour plusieurs raisons. 

D'abord -pardonnez-moi d'être hors sujet-, les "sciences appliquées" ne peuvent pas exister : Louis Pasteur est un de ceux qui ont bien expliqué qu'il y a la science, et les applications de la science. Si la science est appliquée, ce n'est plus de la science, mais de la technologie, ou de la technique. Il faut donc absolument militer pour changer cette terminologie fautive : aidez-moi s'il vous plaît, militez avec moi. La science, c'est la science ! 

D'autre part, il y a des brunissements de très nombreuses sortes, comme je crois l'expliquer bien dans mon Traité élémentaire de cuisine. Par exemple, quand vous mettez dans de l'eau un sucre nommé acide galacturonique (un "maillon" des molécules de pectine) et quand vous chauffez cette solution limpide et incolore... vous obtenez un brunissement terrible, en quelques heures, alors qu'il n'y a qu'un sucre. Pas d'acides aminés ! Pas de protéines ! A
utre exemple : quand vous coupez une pomme, elle brunit... mais là encore, il ne s'agit pas de réactions de glycation, ce que vous nommez "réactions de Maillard" mais dont il faut changer le nom. Les réactions de glycation, donc, ont été galvaudées à l'infini, par des gens (y compris des auteurs de manuels : d'ailleurs, où est la preuve de leur compétence, à part leur prétention à enseigner aux autres ?) qui ont souvent été bien ignorants... ... et je suis partiellement responsable, parce qu'il est vrai que, dans les années 1980, j'ai popularisé les réactions de glycation, qui étaient méconnues. Mais, depuis, je rencontre des cuisiniers qui vont même jusqu'à me donner des cours... d'erreurs. 

Par exemple, il n'est pas vrai que les réactions de glycation se font seulement à haute température : la preuve est que l'opacification du cristallin des personnes diabétiques est le résultat de réactions de glycation... qui se font à 37 degrés. Où est la haute température ? 

Je terminerai en disant que, le plus  souvent, à haute température, les réactions  de brunissement sont des "pyrolyses" (il existe une journal scientifique international tout entier consacré à ce sujet). Ce ne sont pas les seules, comme je vous l'ai indiqué avec le brunissement de l'acide galacturonique : il y a des oxydations, des hydrolyses, des "déshydratations", des pyrolyses, des réactions de glycation, des foules de réactions possibles, qui conduisent à des brunissements, notamment d'un rôti. 

Et pour en revenir à l'enseignement, il faut donc se poser la question de savoir ce que l'on veut enseigner : si l'on dit au jeunes que le brunissement des viandes résulte de réactions de glycation, ou de pyrolyses, à quoi cela leur servira-t-il ? La question était au coeur de mon Traité élémentaire de cuisine, écrit spécifiquement pour les professeurs et les élèves, au moment de la réforme du CAP. Je sais que quelques vieux professeurs ou professionnels résistent à la vérité, mais je crois que nos jeunes méritent mieux. Je reste atterré, par exemple, de voir des cuisiniers étoilés confondre les mousses et les émulsions. Voilà un combat bien plus important, je crois, que de nommer les réactions du brunissage des viandes lors d'un rôtissage. On demande à l'inspecteur général d'organiser des états généraux de l'enseignement culinaire ?

Les réactions de glycation : une des causes de brunissement des aliments parmi mille

 Aujourd'hui, il devient urgent que je discute la question des réactions fautivement nommée  "de Maillard".

Il y a plusieurs décennies,  j'avais cru bon de de populariser le nom de Maillard. D'une part, Louis Camille Maillard était un chimiste nancéien, venu donc de la même ville qu'un de mes grands-pères, et je voulais contribuer au rayonnement de la Lorraine ; d'autre part, il est exact que Maillard a étudié une catégorie de réactions chimiques, comme Diels,  Alder,  Würtz,  Grignard, de sorte qu'il est légitime que son nom soit retenu par l'histoire.

J'ai donc agi, auprès des municipalités, des régions, afin que Maillard soit mieux reconnu  par la Lorraine et par le monde. J'ai aussi vanté partout les  réactions qu'il a étudiées (sans les découvrir, toutefois) et qui contribuent à expliquer le brunissement des aliments dans certaines conditions.

Observez  s'il vous plaît que j'ai écrit « certaines conditions », et j'ai mis beaucoup de restrictions, car il est vrai que, 30 ans plus tard, les réactions fautivement attribuées à Maillard sont dans toutes les bouches de façon bien excessive. Même des chimistes confondent allègrement les "réactions de Maillard" et des réactions de caramélisation, alors que ces réactions sont bien différentes.
Pour la caramélisation, il suffit de chauffer du saccharose pour le voir brunir, et l'on obtient de même des « péligots » si l'on chauffe de même du glucose, ou encore du fructose.
Pour les réactions étudiées par Maillard, mais découvertes par Lucien Dusart, les choses sont bien différentes, et c'est précisément cela qui fait que les études de Maillard furent importantes : pour ces réactions particulières, il faut nécessairement  des saccharides particuliers dits réducteurs, et des composés qui portent un groupe amine tels les acides aminés ou les protéines. Les réactions étudiées par Maillard surviennent quand saccharides réducteurs et acides aminés sont chauffés (dans certaines conditions), et l'on voit alors apparaître goût et couleur.

Pour autant, les réactions étudiées par Maillard ne sont... que les réactions étudiées par Maillard. Dans nombre de cas, dans nombre de cuissons, on observe des brunissements qui ne correspondent pas à des réactions étudiées par Maillard.
D'une part, il y a des brunissements enzymatiques, par exemple quand on coupe une pomme et qu'elle brunit. Mettons de tels brunissements  de côté et ne considérons que les brunissements non enzymatiques, qui résultent de réactions chimiques. Il y a mille causes de brunissement qui ne s'apparentent pas à des réactions de glycation, comme on peut  peut le voir notamment en chauffant des composés organiques variés à l'aide d'une chalumeau, après avoir déposé ces composés sur une porcelaine. Les réactions ont pour nom oxydation, hydrolyse...
Mais, le plus généralement, il s'agit de pyrolyses, de pyros le feu, lyse décomposer, et je suis heureux de vous signaler l'existence d'un Journal of pyrolysis, qui, mois après mois, relate des découvertes de réactions de ce type.

Autrement dit, les réactions de glycation, étudiées par Maillard et bien d'autres,  ne sont qu'une goutte d'eau dans le monde des pyrolyses (et a fortiori dans le monde des réactions de brunissement), et l'on comprend pourquoi, aujourd'hui, il devient urgent de combattre en quelque sorte l'idée fausse des "réactions de Maillard".

PS. Certains croient que les réactions de glycation n'ont lieu qu'à haute température, par exemple  à 180 degrés. C'est faux,  comme le démontre hélas, l'opacification du cristallin de l'oeil les personnes diabétiques. Là, les réactions de  glycation ont lieu à  la température du corps, c'est-à-dire 37 degrés, et je vous laisse en  exercice le soin de calculer l'ordre de grandeur de temps que dure cette opacification, sachant que des réactions de glycation se produisent en quelques minutes à 180 degrés, et que, d'autre part,  grosso modo> la vitesse des réactions chimiques est doublée  chaque fois que la température à laquelle elle s'effectue augmente de 10 degrés. Pour vous aider, j'irais jusqu'à formuler cette phrase autrement :   la vitesse est divisée par deux quand la température est réduite de 10 degrés.

Le beurre noisette, le merveilleux beurre noisette

 

Examinons maintenant la formation du beurre noisette, ce merveilleux beurre noisette, que l'on oublie trop souvent d'utiliser, en cuisine, alors qu'il améliore les financiers, les tartes, les biscuits...

Cette préparation s'obtient par cuisson du beurre, c'est-à-dire par chauffage.

Quand on met du beurre dans une casserole et que l'on chauffe, alors on voit le beurre fondre, tout d'abord.

Si l'on chauffe très doucement, alors on peut obtenir du beurre clarifié, avec une couche laiteuse au fond de la casserole et une couche grasse transparente et un peu jaune par-dessus. On a séparé le petit lait et la matière grasse fondue, que l'on nomme beurre clarifié.

Si l'on chauffe un peu plus fort, alors la clarification ne se fait pas et l'on a plutôt une sorte de système laiteux, la matière grasse étant dispersé dans la partie aqueuse comme le montre l'examen au microscope.

Mais si l'on chauffe encore plus fort, alors on voit un phénomène différent se produire : d'abord il y a des bulles. Ces bulles résultent de l'évaporation de l'eau au contact du fond de la casserole : il est bon de savoir qu'un gramme d'eau qui est chauffé forme plus d'un litre de vapeur, de sorte que l'on comprend que le chauffage de l'eau au fond de la casserole,  formant de la vapeur, fait des bulles qui viennent crever en surface.

Tant qu'il y a de l'eau, le contenu de la casserole ne peut pas avoir une température supérieure à 100 degrés. Mais  on voit bien, si l'on prolonge le chauffage, que progressivement les bulles disparaissent... et c'est le signe qu'il n'y a plus d'eau.

A ce stade, on voit simultanément le beurre cuit changer de couleur, devenir blond, puis brun.

Quand le beurre est blond, il a aussi une odeur merveilleuse et un goût remarquable : c'est cela un beurre noisette.

Mais si l'on poursuit trop le chauffage, alors la couleur est d'un brun soutenu, voire noir,  et cela qui correspond plutôt au "beurre noir",  à cela près que l'expression beurre noir, en cuisine,  correspond non seulement au noircissement du beurre mais aussi à l'ajout de vinaigre.

Qu'il y ait eu brunissement, léger ou soutenu, les molécules de protéines qui étaient présentes dans l'eau du beurre ont été transformées, dégradées, et c'est cette dégradation des protéines  qui a conduit au brunissement.
C'est une opération de réarrangement d'atomes, de formation de nouvelles molécules, ce qui fait l'objet de l'étude par les chimistes.

Lors de cette réaction, la dégradation des protéines n'est pas la seule réaction, car le beurre contient également un sucre nommé lactose, qui peut réagir avec les protéines ou avec certains de leurs fragments. C'est là une réaction que l'on nomme glycation.
Par le passé, j'ai fait l'erreur de la nommer "réaction de Maillard", mais j'ai finalement découvert, d'une part, que Maillard n'en était pas le découvreur, de sorte qu'il est indu de donner son nom à la réaction, et, d'autre part,  que l'Union internationale de chimie pure et appliquée avait considéré la question du nom de cette réaction, et avait finalement résolu de la nommer "glycation" : oublions l'expression "réaction de Maillard", et acceptez mes excuses d'avoir promu cette dénomination !  

A propos de brunissement des aliments

Une question reçue par email : 

Formatrice en sciences appliquées je me posais une question, ainsi que mes collègues, sur le brunissement du rotissage ou braisage des viandes. Nous voyons souvent dans les manuels que la réaction de Maillard en est la cause. Mais quel est le sucre réducteur qui est responsable ?
Et si ce n'est pas la réaction de Maillard, a quoi est dû ce brunissement ?


Commençons par une discussion un peu hors sujet, à propos de ces "sciences appliquées" dont parle ma correspondante : cela n'existe pas ! Il y a des applications des sciences, mais l'expression "sciences appliquées" est erronée : si c'est de la science, ce n'est pas appliqué, précisément, et si c'est appliqué, ce n'est pas de la science. D'ailleurs, en cette année 2022 où nous commémorons la naissance de  Louis Pasteur, il est bon de rappeler qu'il fut  un de ceux qui ont bien expliqué qu'il y a la science, et les applications de la science. Si la science est appliquée, ce n'est plus de la science, mais de la technologie, ou de la technique. Il faut donc absolument militer pour changer cette terminologie fautive : aidez-moi s'il vous plaît, militez avec moi. La science, c'est la science ! Les applications, ce sont le plus souvent de la technique. 

A propos des brunissements, maintenant

Il y a des brunissements de très nombreuses sortes, comme je crois l'expliquer bien dans mon Traité élémentaire de cuisine. Par exemple, quand vous mettez dans de l'eau un sucre nommé acide galacturonique (un "maillon" des molécules de pectine) et quand vous chauffez cette solution limpide et incolore... vous obtenez un brunissement terrible, en quelques heures, alors qu'il n'y a qu'un sucre. Pas d'acides aminés ! Pas de protéines ! Les réactions ont pour nom "déshydratation intermoléculaire".
Autre exemple : quand vous coupez une pomme, elle brunit... et cette fois, c'est une réaction enzymatique, par des enzymes nommées catécholases, polyphénol oxydases, etc.

Les réactions de Maillard... Il ne faut pas parler de réactions de Maillard, puisque cet homme n'est pas celui qui a découvert que sucres réducteurs et acides aminés ou protéines réagissent  : ce sont Amadori, Heyns, et, surtout, Emil Fischer ou son élève Schmiedeberg. D'ailleurs, l'Union internationale de chimie a statué : on doit parler de "réactions de glycation". 

Pour les "réactions de Maillard", l'expression qui les désigne fautivement, donc, a  été galvaudée à l'infini, par des gens (y compris des auteurs de manuels : d'ailleurs, où est la preuve de leur compétence, à part leur prétention à enseigner aux autres ?) qui ont souvent été bien ignorants...

 

Et oui, je suis partiellement responsable de cela, parce qu'il est vrai que, dans les années 1980, j'ai popularisé les "réactions de Maillard", qui étaient méconnues.
Mais, depuis, je rencontre des cuisiniers qui vont même jusqu'à me donner des cours... d'erreurs. Par exemple, il n'est pas vrai que les réactions de glycation se font seulement à haute température : la preuve est que l'opacification du cristallin des personnes diabétiques est le résultat de réactions de glycation... qui se font à 37 degrés. Où est la haute température ? 

Je terminerai en disant que, le plus  souvent, à haute température, les réactions sont des "pyrolyses" (il existe une journal scientifique international tout entier consacré à ce sujet). Ce ne sont pas les seules, comme je vous l'ai indiqué avec le brunissement de l'acide galacturonique : il y a des oxydations, des hydrolyses, des "déshydratations", des pyrolyses, des réactions de glycation, des foules de réactions possibles, qui conduisent à des brunissements, notamment d'un rôti. 

Et pour en revenir à l'enseignement, il faut donc se poser la question de savoir ce que l'on veut enseigner : si l'on dit au jeunes que le brunissement des viandes résulte de réactions de glycation, ou de pyrolyses, à quoi cela leur servira-t-il ?
La question était au coeur de mon Traité élémentaire de cuisine, écrit spécifiquement pour les professeurs et les élèves, au moment de la réforme du CAP. Je sais que quelques vieux professeurs ou professionnels résistent à la vérité, mais je crois que nos jeunes méritent mieux. Je reste atterré, par exemple, de voir des cuisiniers étoilés confondre les mousses et les émulsions. Voilà un combat bien plus important, je crois, que de nommer les réactions du brunissage des viandes lors d'un rôtissage. 

On demande à l'inspecteur général d'organiser des états généraux de l'enseignement culinaire ?