Un début d'explication à propos de la coagulation du blanc d'oeuf

Pourquoi le blanc d'un œuf qui cuit devient-il opaque ? Pourquoi, initialement liquide, devient-il un solide mou ?


L'œuf qui cuit se transforme  ? Le blanc,  qui est initialement jaune tirant vers le vert, visqueux avec différentes zones de viscosités différentes, devient solide, opaque et blanc (en lumière blanche) ; le jaune, qui est initialement orange, également liquide et visqueux, prends une couleur jaune plus claire et solidifie également, devenant un peu sableux... en tout cas quand on cuit l'oeuf dans l'eau, comme un oeuf dur.
Pour un tel traitement thermique (et pour les autres traitements que nous ne considérerons pas ici), il y a de quoi s'émerveiller, notamment quand on sait  que le blanc est fait de 90 % d'eau et le jaune de 50 % d'eau (pour le jaune, 35 % étant majoritairement des lipides, également liquides, donc).

Pourquoi donc les transformations de l'œuf, lors d'un traitement thermique ? Pourquoi la coagulation ? Avec les "oeufs à 6X°C", que j'ai proposés dans les années 1990, on voit que l'oeuf dur est loin d'être le cas général, mais je renvoie  vers mon livre Mon histoire de cuisine pour cela.
Ici, je me veux me limiter à considérer la coagulation la plus simple du blanc d'oeuf, qui de liquide devient un solide mou, et de transparent et jaune devient blanc... quand il est éclairé en lumière blanche.

Le blanc d'oeuf, c'est 90 % d'eau et 10 % de protéines : on en connaît aujourd'hui plus de 300, dont les principales sont les ovalbumines. Supposons donc un "modèle simplifié" de blanc d'oeuf, avec 10 % d'une protéine particulière, globulaire, dans 90 % d'eau. Pour les besoins de la comparaison, nous supposons que la séquence de la protéine comporte plus de deux résidus de cystéine, avec, par conséquent, plus de deux groupes thiols -SH, qui partent latéralement de la chaîne protéique (les autres groupes latéraux sont également intéressants, mais restons-en là).
Si l'on chauffe une telle solution, les molécules d'eau gagnent en vitesse moyenne, tandis que les protéines sont plus ou moins "dénaturées", ce qui correspond à un changement de leur forme et, donc, de leur surface, avec des possibilités différentes d'interagir avec des molécules voisines par des forces de van der Waals, des liaisons hydrogène, des ponts disulfure, des interactions électrostatiques... Je n'évoque pas de liaisons covalentes, parce que l'expérience que j'ai présentée ailleurs et que j'ai publiée pour la première fois en 1987, à propos de "décuisson" des œufs, avait établi que les ponts disulfure sont les liaisons les plus fortes qui lient les protéines, par les résidus de cystéine, donc. Il faut imaginer que les protéines dénaturées, dans des conditions oxydantes, forment des ponts de sulfures, ce qui engendre un réseau continu et l'emprisonnement des molécules d'eau dans le réseau continu formé, ce qui correspond donc à la formation d'un gel.

Mais on observera qu'une telle description est un peu simpliste, car un gel dont le réseau serait fait de "fils moléculaires" que sont les protéines serait transparent, et non opaque. C'est bien ce que l'on observe pour des blancs d'œufs cuits à 62, 63, 64 ou 65 degrés : ils sont encore légèrement laiteux et translucides,  alors des œufs cuits à plus de 65 ou 66 degrés deviennent opaques,  l'opacité augmentant avec la température de cuisson.
Pour interpréter ce phénomène, il faut se souvenir de l'idée suivante : un poteau planté verticalement ne perturbe que très peu la houle,  alors qu'une vaguelette rebondirait contre le poteau. Toute la différence tient dans la comparaison du diamètre du poteau et  de la longueur d'onde de l'onde qui interagit avec lui. Pour la lumière, les tailles à considérer sont les longueurs d'onde de la lumière, et l'épaisseur des éléments de maille du réseau coagulé.  Avec une protéine unique faisant la maille, le diamètre des éléments de réseau serait de quelques liaisons covalentes (disons 5 nanomètres), à comparer avec plusieurs de centaines de nanomètres pour la lumière visible : un gel dont l'élément de réseau serait un unique "fil protéique" serait donc transparent.
Ainsi, si le blanc d'oeuf devient opaque, c'est les protéines forment un réseau plus épais. Une piste : calculer quel volume de gel on peut obtenir si les protéines s'étendent complètement pour former un réseau cubique, par exemple (pour un ordre de grandeur), en supposant l'eau suffisante pour emplir tout le gel : on voit que c'est bien plus que les quelque 40 centimètres cubes d'un blanc d'oeuf coagulé !  
Avec cette analyse, nous sommes rapidement passés sur la solidification du blanc d'oeuf (la "coagulation"), en signalant que les protéines s'enchaînaient en un réseau continu. S'il y a un réseau continu, il n'y a plus d'écoulement, et c'est donc un solide que l'on obtient. Mais évidemment un solide mou,  puisqu'il est faite 90 % d'eau.  Un tel solide peut se déformer car la maille se déforme aussi tandis que les molécules d'eau peuvent bouger.

De bons professeurs pour les débutants ?

Je connais au moins deux très bons musiciens qui ont écrit qu'il faut surtout d'excellents professeurs pour les débutants. Dit ainsi, cela paraît logique, car ce sont les bons professeurs qui donneront des conseils avisés que les élèves pourront suivre...

Mais... Est-ce une idée juste ? On se souvient que j'ai souvent discuté la question des professeurs : je maintiens qu'il faut du travail, plus que des professeurs. A quo les professeurs servent-ils ? Peuvent-ils vraiment nous aider ? Ou bien devons-nous toujours faire des erreurs et les surmonter pour grandir ?

Plus généralement, quel est le rôle d'un professeur ? La question n'a pas été posée par les deux musiciens qui ont usé de leur autorité pour nous dire ce "Il faut", que je récuse. Il ne faut rien, sauf ce que je décide.

D'ailleurs, pour ce qui concerne la musique, je connais au moins un grand flûtiste qui  a appris par lui-même, sans professeur. En alsacien, on dit "D'Uewung macht d'Maischter", l'exercice fait le maître. Et en français : quelqu'un qui sait, c'est quelqu'un qui a appris.
Alors ?

Surtout, la notion de "bon professeur", au singulier, doit interroger : le bon professeur pour une personne ne particulier est-il bon professeur pour une autre personne ? Je ne le crois pas, d'expérience.

Et, pour terminer, le voeu de nos deux musiciens initiaux est peut-être "pieux"... car quel Rostropovitch, quel Tortelier, quel Maurice André acceptera-t-il de détourner son temps pour aller "border des enfants dans leur lit", les tenir par la main, longuement, patiemment ? Et mieux, seraient-ils de "bons professeurs" ?

Bref, je suis loin d'être convaincu à la déclaration de nos deux musiciens et je propose plutôt que nous rassemblions des conseils utiles, que nous mettrions à la portée de tous, sur un internet dont nous disposons maintenant.
Certes, certains ont besoin d'enthousiasme, et c'est aussi cela que donnent des professeurs. Le goût d'étudier, et un chemin proposé pour les travaux, les études que seul l'étudiant peut faire.

Pour les sciences, qui m'intéressent plus que la musique, il y a eu ce cas merveilleux de Richard Feynman, physicien lauréat du prix Nobel, qui a pris sur son temps pour aller faire une série de conférences dans les universités américaines, ce qui a donné lieu un très beau livre de physique. Il reconnaissait, a posteriori, que ces conférences étaient peut-être inutiles : elles passaient au-dessus de la tête des moins bons des étudiants, et elles étaient inutiles pour les meilleurs, qui étudiaient par eux-mêmes.

Mais, j'y reviens : à l'heure d'Internet, il est peut-être plus intéressant de disposer de films de très grands professeurs dont nous ferons notre miel.
D'ailleurs, Michel Debost, flûtiste, a  l'honnêteté de dire que quelle que soit la façon de faire, si elle nous convient, alors c'est la bonne. En musique, on se souviendra également du pianiste Glenn Gould,  qui jouait  ou mépris de toutes les règles, sur une sorte de petit tabouret qui faisait hurler tous les pédagogues. Il est souvent répété pour la flûte que l'embouchure devait être parfaitement centrée, mais on a vu nombre de grands flûtistes mettre l'embouchure en biais, sur le côté, parce que la forme de leurs lèvres se prêtait mieux à cette position. De même pour le violoncelle,  il faudrait une tenue particulière... qui n'est certainement pas celle d'un d'un artiste tel que Yoyo Ma, qui joue couché en arrière.

Reste-t-il des conseils certains ? Récemment, j'ai vu en ligne les carnets de Richard Feynman, et j'ai vu qu'il écrivait en majuscules... ce qui ralentit. Et, d'autre part, j'ai vue les cahiers de Pierre-Gilles de Gennes, parfaitement calligraphiés : encore une façon de se ralentir, de se laisser penser avant d'écrire ce qui est peut-être faux. On se dit que, ainsi, on évite des confusions de signes, on se laisse le temps de penser... Il faudrait maintenant croiser cela avec les cahiers d'autres grandes scientifiques du passé avant d'en tirer des conclusions... que nous pourrions alors "enseigner".

Des questions à propos de matières grasses

Je reçois des questions que je livre sans modification : 

 

1. En quoi la lécithine (1,2-diacylglycérol) est-elle différente des triacylgycerides ? Est-elle plus efficace à certains aspects que ceux-ci ?

2. Lorsqu’on chauffe du beurre de vache, puis qu’on le laisse durcir à nouveau la structure et le goût est totalement différent. Quel a eu comme impact ce changement d’état sur la structure du beurre ?

 

Commençons par la première, et en observant tout d'abord que l'on ne peut pas parler de  "la" lécithine. Et, d'ailleurs,  "1,2-acylglycérol" n'est pas un composé unique, mais toute une série de composés, voisins certes mais différents.
Bref, il y a LES lécithines, et les 1,2-acyglycérols. Et les lécithines sont très différentes des triglycérides. Tout cela est détaillé dans ma fiche encyclopédique, sur le site de l'Académie d'agriculture : https://www.academie-agriculture.fr/publications/encyclopedie/questions-sur/0801q16-les-lecithines

En quoi les lécithines sont-elles différentes des triglycérides ? Les triglycérides sont les composés des matières gras, des huiles, pas du tout tensioactifs. En revanche, les lécithines sont des tensioactifs (par exemple). Et leur structures moléculaires sont bien différentes. Pour les triglycérides, il y a un résidu de glycérol lié (chimiquement) à trois résidus d'acides gras. Pour les diacylglycérols, il y a un résidu d'acide gras lié à deux résidus d'acides gras. Et, pour les lécithines, c"est un phosphoglycéride, avec un groupe phosphate très essentiel, puisqu'il est électriquement chargé, et permet une bonne solubilité dans l'eau. 

J'ai demandé à mon interlocuteur ce qu'il par "efficacité"  : efficacité en vue de quelle action ? Il m'a répondu que "On ajoute souvent de la lécithine dans certains produits comme le chocolat ou de plus en plus en substitut de matières grasses ou œufs dans les recettes dites Vegan". 

Et là, je l'ai à nouveau repris : je me refuse de parler de "la" lécithine, car on il y en a de nombreuses : les résidus d'acides gras peuvent être courts, longs, saturés, insaturés... 

Cependant, les lécithines sont de bons tensioactifs, à savoir qu'ils favorisent la dispersion du sucre dans la matrice grasse du chocolat (le beurre de cacao). Pourquoi l'utiliser, me demande-t-on ? Parce que l'on dépense moins d'énergie ! En pratique, l'opération de conchage, très gourmande en énergie, est facilitée, raccourcie, et cela n'est pas rien dans une industrie. Pour le chocolat, l'effet des tensioactifs se voit au conchage : une meule qui tourne dans du chocolat fondu où l'on ajoute du sucre a beaucoup de peine, tourne lentement, mais si l'on ajoute des lécithines (il faut dire "des lécithines", pas "de la lécithine"), alors elle tourne bien plus facilement, consomme bien moins d'énergie.
Et le "vegan" ? Pas sûr de vouloir m'intéresser à cela, de sorte que je ne réponds pas sur ce point : il faudrait que je passe du temps à examiner la chose, et je propose que mon interlocuteur interroge des personnes qui seraient versées dans la chose;

Pour le chauffage du beurre, la question initiale est vague, car de quel type de chauffage nous parle-t-on  ? On me répond que l'on fondrait les deux matières... et cela bien plus facile de répondre, car le beurre contient de l'eau, alors que le chocolat n'en contient pas (ou excessivement peu). Quand on fond le beurre, la matrice grasse libère le "petit lait", de sorte que le refroidissement conduira à une toute autre structure, ce qui n'est pas le cas du chocolat. 

 

La retraite ? Pourquoi ?

Je m'étonne de voir mes amis de mon âge partir les uns après les autres en "retraite". 

L'un d'entre eux suit des cours d'histoire de l'art,  l'autre part en voyage, le troisième apprend le chinois... Je ne parviens pas à m'empêcher de penser qu'ils font des choses très inutiles pour meubler la vacuité de leur existence. 

Mais surtout, pourquoi partent-ils en retraite ? Ceux qui travaillaient dans l'industrie avait des contraintes dont on pouvait penser qu'elles pouvaient être pesantes : des réunions interminables, ennuyeuses, des horaires mangeant leur sommeil, des transports fatigants... 

 

Mais pour les scientifiques ? Pourquoi arrêter ? Pourquoi arrêter de faire quelque chose de si merveilleux ? Et puis s'arrêter pour faire quoi ? Bien sûr, on a le droit d'aimer plusieurs choses à la fois, par exemple la science et la musique, mais si la science nous plait plus que la musique, si l'on a conclu que c'était la science que l'on aimait le plus, pourquoi  ne plus en faire ? 

Pour moi, c'est clair : m'arrêter de faire de la recherche scientifique, ce serait me condamner à faire moins passionnant que ce que je fais. Bien impossible ! 

On ira mon texte sur le "château de la science", inspiré du texte d'Einstein sur le temple de la science, pour comprendre que nombre de mes amis qui partent en retraite étaient comme des marchands du temple, et l'on ne doit pas s'étonner que leur carrière scientifique ait été si mince. 

 A l'inverse, j'aime beaucoup Jean-Marie Lehn qui, à plus de 80 ans, va au laboratoire tous les matins, et continue de faire avec passion cette science si merveilleuse qu'est la chimie.

A propos d'enseignement : sommes-nous condamnés à rabâcher ?

 Sommes-nous condamnés à rabâcher, quand nous parlons à nos jeunes amis ? D'abord, nous n'avons pas raison de vouloir parler, dire les choses, au lieu d'inviter nos amis à le découvrir dans des directions que nous pourrons leur indiquer. Mais, surtout, c'est à nous d'y mettre de l'intelligence, laquelle n'est pas la morne répétition. 

Alors qu'arrivenr le nouveau stagiaires au laboratoire, les 300 ou 400-ièmes, je suis en mesure de leur donner des documents rédigés sur les divers points qu'ils doivent apprendre, tels que  peser, d'utiliser un Soxhlet, tenir un journal, faire une présentation orale, et cetera. 

Grâce à ces documents, rédigés et améliorés au fil des années, je n'ai plus à me répéter, et je peux me limiter à les inviter à lire les documents et à m'en faire des commentaires pour que je puisse produire des améliorations. 

Pourtant, ce sont toujours les mêmes erreurs qui arrivent... ou presque. 

Par exemple, dans une recherche biographique, un de nos amis trouve une thèse faite dans un pays scientifiquement faible, un article en français également dans un journal très confidentiel, un article dans une revue prédatrice : la faute classique était de chercher de la bibliographie en français, langue où ne se font généralement pas les publications scientifiques de qualité sauf exception (par exemple pour les mathématiques).
 

Plus en détail, j'analyse pour mon ami plus jeune que moi que la thèse comporte des fautes d'orthographe dès la première page et  remercie dieu dans la seconde  : cela n'est pas "professionnel". Mais, surtout, dans cette thèse, c'est  l'absence de références correctes à de bonnes revues, en anglais, qui doit nous conduire à douter de la qualité du document. Là, je suis heureux de renvoyer mon ami plus jeune vers le cours que j'ai publié précisément pour aider à reconnaître les bons et les mauvais articles : https://hal.inrae.fr/hal-04393274/document. 

Pour la revue confidentielle, il était plus difficile de se méfier et c'est seulement par l'absence de comité de lecture et d'évaluation par les pairs que l'on peut avoir une indication de la médiocre qualité a priori les articles publiés dans cette revue.

Enfin, j'arrive au dernier point : il y a du nouveau avec les revues prédatrices,  qui n'existaient pas il y a quelques années. Ces publications sont nées à la faveur du mouvement de publication ouverte : des malhonnêtes ont cherché à gagner de l'argent sur le dos de la recherche scientifique en publiant des articles sans mettre en œuvre tout l'arsenal de contrôle qui s'impose. Progressivement, elles ont été dénoncées, et l'on en est arrivé à la situation actuelle où les institutions scientifiques ont  tout à fait légitimement interdit à leurs chercheurs de publier dans ces revues.
Mais que faire quand des articles de qualité ont échoué dans ces revues, alors qu'on n'avait pas encore identifié leurs agissements ? Il nous reste seulement à bien lire, et, sans doute, à éviter de les citer, sous peine d'être crédité d'un travail médiocre. 

Et cela est nouveau : décidément, pas question de rabâcher !

À propos de vignes et de vins

Je reviens de deux jours passionnants de colloques que je contribuais à  organiser à Colmar, d'abord avec l'Académie d'Agriculture de France, puis  avec l'Académie d'Alsace. Le thème était : la vigne et le vin demain. 

En effet, dans ces temps de changement climatique, on voit clairement les dates des vendanges avancées, notamment en Alsace, et aussi les différents stades de la vigne évoluer.
Cela conduit à des évolutions nécessaires de la conduite de la vigne et de la vinification. 

Mais d'autres contraintes se sont ajoutées,  à savoir le souhait des amateurs de vin d'avoir des breuvages un peu moins chargés en alcool, un peu moins chargés en sucres, et la volonté publique de réduire les intrants moléculaires, pesticide ou divers traitements de la vigne. 

Il y a de cela quelques temps, la station INRAE de Colmar avait étudié la modification génétique de la vigne pour la faire résister aux maladies mais un salaud, un malfrat les a arrachées, ruinant des dizaines d'années de travail du service public, anéantissant le travail de thèse de plusieurs doctorants, et je ne comprends pas pourquoi encore cet homme n'est pas en prison pour une longue durée. 

Mais les chercheurs INRAE se sont aussitôt remis au travail et ont cherché des croisements de vignes, pour  identifier des gènes de résistance aux principales maladies, que sont le mildiou, le court nué, par exemple, et c'est ainsi qu'ils ont réussi à identifier de tels gènes et que sont en cours des programmes de recherche et de sélections pour arriver à des vignes résistant aux maladies. 

D'autre part, les biologistes ont progressivement appris à mieux connaître les micro-organismes du sol, et leur symbiose avec la ligne, ce qui permet à cette dernière de croître dans de meilleures conditions. Se pose aujourd'hui la question d'inoculations dans le sol et en tout cas de meilleur conduite du sol pour des vignes en bonne santé, alors que celles-ci souffriront à la fois de grandes périodes d'humidité  et de grandes périodes de sécheresse. 

Avec des travaux sur l'effet de l'alcool sur la santé et des études sur les évolutions de la consommation, voilà un joli bouquet de conférences qui nous a été offert  le vendredi 31 mai, alors que l'Académie des agriculture de France était en "visite". 

Puis tout notre petit monde est parti en face, au centre INRAE de Colmar, où nous avions organisé une visite des serres et des vignes expérimentales, avant une dégustation des vins des nouveaux cépages résistant aux maladies. 

Le soir, en plein centre de Colmar, et sur l'invitation de la mairie, l'Académie d'Agriculture de France et l'Académie d'Alsace organisaient un débat entre Marion Guillou, ancienne présidente d'INRAE et actuel présidente de l'Académie d'Agriculture, et Jean Robert Pitte, président d'honneur de la Conférence nationale des académies. 

Le lendemain, l'Académie d'Alsace organisait une rencontre avec toutes les académies de l'est, toujours sur le thème de la vigne et du vin demain. 

 

Au total, deux jours parfaitement stimulants dont on espère qu'ils inspireront  les plus jeunes, notamment les étudiants de l'IUT de Colmar, mais aussi les jeunes en stage ou en thèse à l'INRAE. Il était extraordinaire de voir un groupe tellement en phase, qu'ils agisse des chercheurs, des enseignants, des étudiants, des politiques et des journalistes.

Un chat est un mammifère, mais un mammifère n'est pas nécessairement un chat !

 Phénols, oligophénols, polyphénols, tanins
C'est la grande confusion : les sommeliers parlent de "tanins" sans les avoir vus dans les vins, les chimistes imparfaitement rigoureux parlent indûment de polyphénols... et le public est perdu. Pourtant, ce n'est pas si compliqué !

Commençons par "le" phénol : c'est un composé qui se présente sous la forme d'un liquide transparent, dans les conditions ambiantes. Ses molécules sont faites de six atomes de carbone formant un cycle hexagonal, avec un des atomes de carbone lié à un atome d'oxygène, lui-même lié à un atome d'hydrogène. Le motif atome d'oxygène-atome d'hydrogène est nommé "groupe hydroxyle".

Quand le cycle hexagonal porte d'autres groupes hydroxyles, la molécule est un diphénol, triphénol, etc. Globalement, ce sont des "oligophénols", du mot grec "oligo" qui signifie "peu".

Et l'on peut compliquer la situation, comme dans les "anthocyanes", les composés qui font les couleurs des fruits et des fleurs : il y a au moins un motif à six atomes de carbone, et plus d'un groupe hydroxyles, de sorte que ce sont encore des oligophénols.

Et les "polyphénols" ? Il faut plus de 10 groupes hydroxyles, comme, par exemple, dans cette "lignine" qui durcit les bois.

Les tanins, enfin, sont des composés phénoliques particuliers, en cela qu'ils "tannent", à savoir qu'ils se lient aux protéines, notamment, pour faire des cuirs résistants. Il y en a plusieurs sortes, et ce sont souvent des oligophénols, parfois des polyphénols.

L'ensemble de ces composés : ce sont les composés phénoliques. Mais les diverses catégories ne sont interchangeables, et, si un chat est bien un mammifère, tous les mammifères ne sont pas des chats !