Plus sur la densité des sirops

 
Alors que je présentais la découverte que j'avais faite il y a quelques décennies déjà, pour bien doser les sirops où l'on conserve les fruits : https://hervethis.blogspot.com/2023/08/des-fruits-au-sirop.html

un pâtissier m'écrit :

Cher Monsieur THIS
A qui le dites-vous ?
Je me bagarre en vain , les enseignants et nos apprenants sont encore au degrés baumé
Ils n’imaginent même pas se passer du pèse sirop…
Aucune notion de « densité » n’est enseigné aux CAP pâtisserie cuisine confiserie… c’est quand même grave….en France…
Excellente journée

Il est exact que mon texte était concis, et j'avais donné la "recette" sans expliquer le phénomène que j'avais utilisé pour la mettre en œuvre. Mon correspondant  me demande d'expliquer le phénomène.

L'idée est la suivante : quand on verse dans un récipient deux liquide de densités différentes, alors le liquide le plus dense va au fond du récipient et  le liquide le moins dense surnage.
C'est le cas de l'huile et de l'eau par exemple.

Ce qui vaut pour deux liquides vaut aussi pour un liquide et un solide : un solide plus dense qu'un liquide tombe au fond du liquide alors qu'un solide moins dense flotte à la surface.
Par exemple une pierre tombe dans un saladier plein d'eau, alors qu'un morceau de bois va flotter.

Il s'agit là de densité et non de poids, ce que je suis obligé d'expliquer régulièrement aux étudiants qui me font l'honneur de vouloir apprendre à mes côtés.
Oui le poids et la densité sont deux choses différentes. Lourd, léger sont des adjectifs qui se rapportent au poids. Mais, pour la densité, il faut dire plus dense, moins dense.

Par exemple, lequel est le plus lourd : un kilogramme de plumes ou un kilogramme de plomb ? Si vous mettez un kilogramme de plumes d'un côté d'une balance à plateau et un kilogramme de plomb de l'autre, vous verrez la balance s'équilibrer parfaitement.
De même pour un litre d'eau et un cube métallique d'un kilogramme, car un litre d'eau pèse un kilogramme, comme le cube métallique. Pour autant, si vous mettez le cube métallique de un kilogramme dans l'eau vous le verrez arriver au fond.

Regardons si nous avons bien compris. Qu'est-ce qui est plus lourd : vos clés ou l'océan Atlantique ? Là, il y a un piège où tombent régulièrement ceux qui ne pensent pas assez aux mots et qui n'ont pas compris que "lourd" est une question de poids, pas de densité.
Et la réponse à la question est que si vous  lâchez vos clés au-dessus de l'océan Atlantique, vous les verrez évidemment tomber au fond de l'océan, car le métal des clés est plus dense que l'eau de l'océan.
Pourtant, les clés sont évidemment moins lourdes que l'océan, comme on le voit en posant les clés à gauche d'un plateau de balance et l'océan tout entier à droite  : évidemment  la balance penche du côté de l'océan.
Il faut donc dire que les clés sont plus denses que l'océan mais que l'océan est plus lourd que les clés. Ou encore que les clés sont plus légères que l'océan, et que l'océan est moins dense que les clés.  

Finalement, on voit bien qu'il y a une différence entre la lourdeur (le poids) et la densité, c'est-à-dire la capacité de tomber ou de flotter.


Passons maintenant aux sirops de sucre.

Les sirops de sucre se font en dissolvant du sucre dans de l'eau, à concurrence d'environ 950 grammes de sucre pour un litre (un kilogramme) d'eau.
Les sirops sont plus denses que l'eau et plus il y a de sucre dissoute dans l'eau plus le sirop est dense.
Un sirop épais, avec beaucoup de sucre dissous, est très dense, et un sirop léger, avec peu de sucre,  est moins dense.
Il y a même une expérience qui consiste à verser un sirop épais dans un récipient, puis  à ajouter doucement de l'eau par-dessus (par exemple, en la versant sur le dos d'une cuiller retournée)  : on voit alors l'eau flotter au-dessus du sirop, surtout si l'on a pris la précaution de colorer le sirop ou de colorer l'eau.
Et c'est ainsi que l'on peut parfaitement maîtriser le nombre de couches dans un cocktail.


Mais revenons maintenant à nos fruits au sirop.

Un fruit, c'est comme de l'eau avec du sucre : on sait bien que les fruits sont sucrés, n'est-ce pas ? Bien sûr, il y a le  noyau mais simplifions la question en l'oubliant.
Si vous mettez un fruit -qui est donc sucré- dans de l'eau pure, vous le verrez tomber au fond de l'eau, puisque sa densité est celle d'une sorte de sirop.
Mais si vous mettez un fruit dans un sirop très épais, qui a une concentration en sucre supérieure à la concentration en sucre du fruit, alors vous verrez le fruit flotter.

Et, donc, pour avoir une densité du sirop exactement égale à celle du fruit, il suffit de mettre le fruit dans un sirop très épais (et l'on voit alors le fruit flotter), puis d'ajouter de l'eau progressivement, ce qui réduit lentement la densité du sirop.
Et quand la densité du sirop est égale à celle du fruit, alors le fruit commence à s'enfoncer et là on ferme les bocaux et on les stocke.

Une question difficile

Aujourd'hui, une question difficile, parce qu'elle porte sur une des réactions complexes de la science des aliments : la caramélisation, à ne pas confondre avec les réactions fautivement nommées "de Maillard", ni avec bien d'autres qui font apparaître des couleurs brunes dans les aliments.

Mais j'anticipe, et voici la question

 "Je me permets de vous soumettre une question qui m'intrigue depuis longtemps : avant d'attendre le stade de caramel, le sucre (saccharose) subit-il des transformations physiques ou chimiques lors de sa cuisson avec de l'eau ?
Plus précisément, lorsqu'on réalise un sorbet, par exemple, les recettes préconisent généralement de faire un sirop avec l'eau et le sucre, puis d'ajouter celui-ci au jus des fruits avant de sangler le mélange. Quel est l'intérêt de cette méthode ? N'obtiendrais-je pas le même résultat en dissolvant directement le sucre dans le jus de fruits ? Le sorbet n'en serait-il pas meilleur, dans la mesure où j'aurais évité la dilution par un apport d'eau supplémentaire ?
J'ai commencé à me poser cette angoissante question lorsque j'ai découvert, dans je ne sais quel grimoire, le verbe "décuire", qui me semble impliquer la réversibilité de la cuisson du sucre - contrairement à toutes les autres cuissons que je connais...
Si vous aviez l'amabilité d'éclairer ma lanterne, je vous en serais fort reconnaissant !

Des réactions avant la caramélisation ? Oui.

Commençons par le commencement. On part de sucre de table et d'un peu d'eau, et l'on chauffe. D'abord, le sucre se dissout, puis  on atteint l'ébullition : des bulles apparaissent, partant du fond de la casserole, montant dans le sirop et venant éclater en surface (en projetant de microscopiques gouttelettes qui salissent autour de la casserole ;-)).
Bien sur, il y a de la fumée, qui résulte de l'évaporation de l'eau, puis de la recondensation en gouttelettes dans l'air froid qui surmonte la casserole.
Puis on  voir la taille et l'aspect des bulles changer : si l'on mesurait la température, on verrait que, plus le sirop se concentre, plus sa température augmente, passant de 100 °C à 110, 120...
Puis, quand on atteint 140 °C environ, une couleur apparaît, d'abord jaune, puis blonde, puis brune (à ce stade, il y a une belle odeur de caramel), et enfin une odeur âcre envahit la cuisine.
Certainement, quand la couleur change, des réactions ont lieu, mais oui, il y a aussi des réactions quand une odeur apparaît... et même avant, surtout quand le sirop a été additionné de composés acides ou basiques : la molécule de saccharose se dissocie (on dit "hydrolyse") en glucose et en fructose, ce qui n'est pas anodin, car ces composés sont des "anticristallisants", qui évitent que le sirop, s'il était coulé sur un marbre froid, ne cristallise.
Bref, des transformations physiques, il y en a : le fait que les cristaux de sucre, formés d'empilements réguliers de molécules de saccharose, se dissocient, parce que les molécules d'eau, rapides (c'est cela, la "chaleur"), viennent heurter les empilements réguliers, ce qui libère les molécules de saccharose individuelles, lesquelles partent flotter dans l'eau. 
Mais mon correspondant est en réalité plus intéressé par la chimie que par la physique, et oui, les molécules de saccharose sont dégradées, au moins, d'abord, en glucose et en fructose.

Quand la température augmente un peu, la dégradation est plus poussée, et l'odeur de "cuit" que l'on sent est alors due à une foule de composés formés par le réarrangement des atomes de glucose, de fructose et de saccharose. Notamment se forme du 5-hydroxyméthylfurfural, qui s'échappe avec la vapeur. Et se forment aussi des "dianhydrides de fructose" qui, eux, ne s'échappent pas, restent dans la casserole, et réagissent avec des molécules de glucose pour former des polymères qui, au refroidissement, contribueront à la masse du caramel. Mais à ce stade, il y a mille molécules, parce que l'on oublie de dire que la caramélisation est une réaction telle que les chimistes hésiteraient à les faire, tant elle est énergique. Les dégradations sont dans tous les sens  !

A propos de sorbet, maintenant

Ici, la question est donc de faire un sorbet, et notre ami nous dit que certaines recettes  préconisent de faire un sirop avec l'eau et le sucre, puis d'ajouter celui-ci au jus des fruits avant de sangler le mélange. Obtiendrait-on le même résultat en dissolvant directement le sucre dans le jus de fruits ?
Certes, on peut mettre le sucre dans le jus de fruit, mais il faudrait alors chauffer le jus de fruit... et celui-ci prendrait un goût de cuit. Par exemple, il y a une étonnante différence avec les granny-smith, les poires, l'ananas, la fraises... et personnellement (mais c'est un goût personnel), j'aime bien avoir le goût du fruit non cuit, dans certains sorbets, et le goût du  fruit cuit dans d'autres.
Autrement dit, c'est une affaire de goût : si l'on veut le goût des fruits frais, la confection d'un sirop concentré que l'on ajoute au fruits que l'on broie est une bonne solution, mais si l'on préfère un goût cuit, alors oui, on peut ajouter le sucre au jus de fruits et chauffer.

Décuire

Enfin, vient la question de la "décuisson", qui n'est pas une véritable décuisson, en ce sens que ce n'est pas en ajoutant de l'eau et en chauffant un mélange de glucose et de fructose que l'on refera du saccharose !
Et la fameuse "décuisson" des sirops n'ira certainement pas transformer un caramel en sucre (contrairement  à la décuisson des oeufs, que j'avais proposée dès 1987 !).
Bref, le mot "décuisson" signifie seulement que l'on récupère un liquide, une "solution", au lieu d'avoir une masse solide.

Et plus

J'y pense : pour aider mes amis, je viens de publier dans l'Encyclopédie de l'Académie d'agriculture de France un texte sur les "sucres" : quelle est la différence entre un sucre, un glucide, un saccharide, un ose...
N'hésitez pas : c'est en ligne !