Ce blog contient: - des réflexions scientifiques - des mécanismes, des phénomènes, à partir de la cuisine - des idées sur les "études" (ce qui est fautivement nommé "enseignement" - des idées "politiques" : pour une vie en collectivité plus rationnelle et plus harmonieuse ; des relents des Lumières ! Pour me joindre par email : herve.this@inrae.fr
vendredi 12 juin 2020
A propos de distillations
1. À propos de changement d'état, nous avons considéré l'évaporation mais nous ne sommes pas encore revenus à la liquéfaction d'un gaz.
Je le prends d'abord du point de vue de l'équilibre la système, puis dans une exception un peu différente.
2. Considérons d'abord un récipient en verre, empli à moitié d'eau (et le reste de l'air) que nos chauffons.
3. Progressivement, de l'eau qui s'évapore entraîne l'air vers le haut, de sorte que le récipient sera bientôt pour partie plein d'eau et pour partie plein de vapeur d'eau.
4. Quand nous fermons le récipient, puis que nous cessons de chauffer, les molécules d'eau (il n'y a plus que cela dans le récipient fermé) se répartissent donc entre la phase liquide et la phase gazeuse.
Oui, dans le récipient, ce qui n'est pas de l'eau liquide est de la vapeur d'eau, et d'ailleurs sous une pression réduite, puisque, après avoir fermé le récipient, la vapeur s'est en partie recondensée en eau liquide, ce dont on pourra s'assurer en essayant de retirer le bouchon... et l'on n'y arrivera pas, car si l'on se souvient de l'expérience des sphères de Magdebourg, on saura qu'il faut deux attelages de chevaux puissants pour y parvenir. Voir par exemple : https://www.youtube.com/watch?v=mrXxHBi0F8U.
Pour ceux qui veulent le calculer, il y a la pression atmosphérique à vaincre, et à appliquer la relation entre la force et la surface. Ici, les chevaux doivent lutter contre la pression atmosphérique, dont on sait qu'elle est égale à 100 000 pascals.
5. La raison du "vide" fait dans notre ballon, c'est que l'eau liquide prend environ mille fois moins de place que la vapeur : quand on refroidit, après avoir bouché, tout le volume de vapeur se réduit ensuite à un millière de lui-même. Du vide est donc créé.
Ou, plus exactement, s'installe alors, à la pression qui est celle du récipient clos, un équilibre, entre le liquide et la vapeur : des molécules s'évaporent, et d'autres viennent se condenser.
6. Proches de ces liquéfactions ou évaporations, parce qu'elles y interviennent, il y a a diverses méthodes de distillation : simple, fractionnée, sous vide, par entraînement à la vapeur d'eau... Mais je propose d'en rester à l'expérience la plus simple, qui consiste à us surmonter ballon en verre d'une colonne, laquelle conduit à un réfrigérant. Le liquide s'évapore, monte dans la colonne, arrive dans le réfrigérant, et retombe à côté : évaporation, puis liquéfaction.
7. Avec de l'eau salée, par exemple, on peut ainsi récupérer de l'eau parfaitement pure, car le sel ne s'évapore pas... Raison pour laquelle il est inutile de saler l'eau dans un cuit-tout à la vapeur.
8. Mais avec un mélange d'eau et d'éthanol (l'"alcool"), alors l'éthanol s'évapore dès 76 °C, et c'est lui qui part le premier, pour aller se condenser, formant un distillat plus concentré en alcool.
Dans ce cas, le distillat contient encore un peu d'eau, puisque l'éthanol qui a été évaporé a entraîné l'eau qui était en phase vapeur (on se souvient de la première expérience qu'il y en a toujours).
9. Bref, bien difficile de faire de l'alcool absolu, parfaitement pur. Et, en pratique, on le fait en éliminant l'eau à l'aide de métaux (tel le sodium) que l'on met dans l'alcool absolu.
10. Avec un mélange de plusieurs composés, la distillation fait un fractionnement : on part d'un mélange, et l'on obtient des "fractions". C'est d'ailleurs ce que nous avons déjà évoqué à propos de sel et de sucre : leur cristallisation conduit à la formation de cristaux "purs", par "cristallisation fractionnée".
11. Et d'ailleurs, c'est le lieu de signaler que l'on peut aussi fractionner un mélange d'eau et d'éthanol en le refroidissant à des températures où l'eau congère : si l'on enlève le glaçon formé, il reste de l'éthanol concentré. C'est ce que font certains Canadiens... avec un résultat différent de la distillation dans du cuivre, où le métal réagit avec certains composés. Mais évidemment, on pourra aussi chauffer le mélange dans du cuivre, avant de le congeler... sans oublier que la loi interdit de faire ses petites distillations afin de produire de l'alcool.
mercredi 10 juin 2020
Cristallisation
Dans la série des changements d'état, il y a le passage d'une solution à un solide, la formation de cristaux, ou cristallisation.
Rien de plus simple que d'explorer d'abord ce phénomène avec de l'eau salée. On met de l'eau dans une casserole ou dans une poêle, on ajoute du sel, et l'on chauffe : l'eau chauffe d'abord doucement, s'évapore progressivement, et le sel se concentre. Quand la concentration en sel dépasse la saturation, soit environ 300 grammes de sel par litre, le sel précipite sous forme de cristaux. C'est cela la cristallisation du sel.
Cette définition donnée, nous pouvons maintenant entrer plus dans les détails. Ainsi, si le chauffage est très lent, de l'ordre de l'évaporation de la solution en plusieurs heures, alors on obtient de gros cristaux, de forme parfaitement régulière. Parfois, ces gros cristaux peuvent être des monocristaux, avec une forme très simple, aux faces toutes planes.
En revanche, si l'on chauffe bien plus énergiquement, alors on obtient une myriade de tout petits cristaux, et pas cette belle cristallisation que nous avions précédemment : les atomes de chlore et de sodium qui étaient dispersés dans l'eau (le sel de table, c'est un assemblage de ces deux types d'atomes) n'ont pas eu le temps de diffuser dans la solution pour aller s'empiler correctement sur les cristaux déjà formés, et la cristallisation s'est faite un peu n'importe comment, partout dans la casserole, avec des cristaux en concurrence les uns avec les autres.
mardi 9 juin 2020
Pour les jurys de dégustation
Dans des jurys de dégustation, je suis régulièrement atterré par l'incohérence des grilles d'évaluation qui me sont proposés : tout est mélangé, saveur, goût, consistance, et j'en passe. D'ailleurs j'observe que les jurés qui sont à ma table ont des acceptions parfaitement différentes des mots du goût, et que les notations sont du grand n'importe quoi. C'est à la fois arbitraire, injuste, inutile puisque incohérent... et à réformer sans attendre !
Mais je propose quand même de partir de plus important avant d'arriver au détail. Le plus important, c'est d'observer que la cuisine, c'est du lien social, de l'art, de la technique. De ce fait, on devrait toujours commencer une évaluation séparée selon ces trois axes : lien social, art, technique.
Ensuite, et seulement ensuite, il y a les perceptions, et celles-ci peuvent-être plus ou moins analytiques, mais, en tout cas, elles devront être fondées sur des données récentes de physiologie sensorielle humaine, ce qui signifie que le plat pourra être évalué de la façon suivante :
- d'abord l'aspect visuel, avec les couleurs, les textures visuelles (rugueux, lisse, et cetera)
- puis les odeurs anténasales : ce que l'on sent quand le plat est sous notre nez, sans que l'on déguste;
- puis je propose que les jurés commencent par se pincer le nez avant de mettre en bouche la première bouchée ; mastiquant le nez bouché, ils ne percevront que la saveur, qu'ils pourront noter ;
- et, libérant le nez, ils auront la sensation complémentaire de l'odeur rétronasale, due aux molécules odorantes libérées par la mastication de l'aliment ; à noter que l'odeur rétronasale peut être différente de l'odeur anténasale
- ils pourront aussi noter la consistance, qui n'est pas la texture : la consistance, c'est la consistance, alors que la texture est individuelle, puisqu'elle dépend de celui qui mastique
- il pourra y avoir une analyse du piquant et du frais, ce que l'on nomme les sensations trigéminales
- et on pourra, si l'on veut, évaluer les températures
- et, enfin, la totalité, c'est le goût.
Les voilà, les cases d'une évaluation bien faite, dans des conditions d'évaluation culinaire !
Mais je propose quand même de partir de plus important avant d'arriver au détail. Le plus important, c'est d'observer que la cuisine, c'est du lien social, de l'art, de la technique. De ce fait, on devrait toujours commencer une évaluation séparée selon ces trois axes : lien social, art, technique.
Ensuite, et seulement ensuite, il y a les perceptions, et celles-ci peuvent-être plus ou moins analytiques, mais, en tout cas, elles devront être fondées sur des données récentes de physiologie sensorielle humaine, ce qui signifie que le plat pourra être évalué de la façon suivante :
- d'abord l'aspect visuel, avec les couleurs, les textures visuelles (rugueux, lisse, et cetera)
- puis les odeurs anténasales : ce que l'on sent quand le plat est sous notre nez, sans que l'on déguste;
- puis je propose que les jurés commencent par se pincer le nez avant de mettre en bouche la première bouchée ; mastiquant le nez bouché, ils ne percevront que la saveur, qu'ils pourront noter ;
- et, libérant le nez, ils auront la sensation complémentaire de l'odeur rétronasale, due aux molécules odorantes libérées par la mastication de l'aliment ; à noter que l'odeur rétronasale peut être différente de l'odeur anténasale
- ils pourront aussi noter la consistance, qui n'est pas la texture : la consistance, c'est la consistance, alors que la texture est individuelle, puisqu'elle dépend de celui qui mastique
- il pourra y avoir une analyse du piquant et du frais, ce que l'on nomme les sensations trigéminales
- et on pourra, si l'on veut, évaluer les températures
- et, enfin, la totalité, c'est le goût.
Les voilà, les cases d'une évaluation bien faite, dans des conditions d'évaluation culinaire !
Plus de cohérence pour des dégustations
Allons-y voir de plus près à propos de dégustation.
Je sais que les jurés, dans les comités de dégustation, ont des idiosyncrasies qui engendrent l'incohérence : ils confondent le goût, la saveur, l'odeur, l'arôme, parfois la flaveur, et ainsi de suite. Et, surtout, ils ne s'entendent pas sur les sensations qu'ils ont quand ils dégustent. Je propose donc, quand il y a un jury de dégustation, de toujours commencer par quelques petites expériences qui mettront tout le monde d'accord.
Il s'agit tout d'abord de prendre au fond de la main une ou deux pincées d'herbes de Provence.
Sentons-les : il y a une légère odeur, qui vient de l'avant du nez, de sorte que l'on a donc l'odeur anténasale.
De l'autre main, on se bouche le nez et, le nez restant pincé, on met les herbes de Provence en bouche. On mastique et l'on sent alors comme du foin, c'est-à-dire une consistance, mais rien d'autre, pas de goût en quelques sorte. C'est que les herbes de Provence n'ont pas de saveur. Continuons à mastiquer un peu, puis, d'un coup, libérons le nez... et tout d'un coup, le goût apparaît car des molécules odorantes des herbes de Provence, libérées par la mastication, sont remontées vers le nez par les fosses retronasales, ce canal de communication entre le nez et la bouche, à l'arrière de la bouche. Quand on libère le nez, on sent donc l'odeur retronasale, qui ne se confond pas avec l'odeur anténasale qui est pourtant due aux mêmes molécules, mais dans des proportions différentes.
Finalement, les herbes de Provence ont une odeur mais pas de saveur, et le goût des herbes de Provence, la sensation synthétique que l'on a quand on mange, se résume donc à cette odeur rétronasale.
Observons pour terminer ici que l'odeur (anténasale) des herbes de Provence est leur "arôme".
Faisons maintenant la même expérience avec du sucre. En approchant le creux de la main de la bouche, on ne sent aucune odeur : le sucre n'a pas d'odeur anténasale. Puis, le nez pincé, nous mettons le sucre en bouche et nous percevons parfaitement du sucré : il y a donc une saveur sucrée au sucre.
Si nous libérons maintenant le nez, aucun changement ne se produit, car le sucre n'a pas non plus d'odeur retronasale.
Finalement le goût du sucre se réduit à sa saveur sucrée. Il en serait de même pour le sel et pour quelques autres composés.
Mais passons maintenant à du jus d'orange. Cette fois, nous percevons une odeur anténasale, mais, quand nous buvons le nez pincé, nous sentons plusieurs saveurs : de l'acide, du sucré... Si nous libérons le nez, nous percevons des odeurs rétronasales, et la totalité fait le goût du jus d'orange.
Passons au vinaigre. Cette fois nous sentons clairement une odeur, mais de surcroît, nous avons une espèce d'irritation du nez, car à l'odeur se superpose une sensation dite trigéminale, ce qui recouvre les piquants et les frais.
Si nous mettons une cuillère de vinaigre dans la bouche avec le nez pincé, nous sentons une sensation acide, une saveur acide, mais si nous libérons le nez, alors une odeur retronasale s'ajoute et finalement, le goût du vinaigre tient à tout cela : de la saveur, de l'odeur et du trigéminal.
J'oublie volontairement les autres sensations : de consistance, de température, visuelles, auditives (important pour le croustillant), et ainsi de suite.
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