Derrière l'image : l'aromaticité du benzène

 

L'image qui est donnée ici est celle de la molécule de benzène : c'est une molécule très importante dans l'histoire de la chimie parce qu'elle a échappé à la théorie... et son analyse a fait progresser la chimie.

Le benzène est une matière qui a été découverte par le merveilleux physico-chimiste anglais Michael Faraday, alors qu'il étudiait lee résidu huileux qui résultait de la production du gaz d'éclairage. Et le nom a été donné plus tard, dérivé de "gomme benzoïne", une résine odorante connent depuis longtemps en Asie et utilisée en parfumerie.

Plus tard, on s'est aperçu que cette molécule avait (disons-le avec les mots modernes) six atomes de carbone et six atomes d'hydrogène, puis on a observé que les atomes de carbone étaient liés en un cycle.
Mais quand la tétravalence du carbone est apparue (le fait que chaque atome de carbone ait quatre liaisons avec des atomes voisins), alors il est apparu que la représentation moléculaire du benzène posait un problème, parce qu'on ne savait pas où placer trois doubles liaisons entre les atomes de carbone.

C'est finalement Auguste Kekule qui a proposé une solution : on a réussi à penser qu'il n'y avait pas les doubles liaisons connues alors,  mais ce que l'on nommerait aujourd'hui une délocalisation de six électrons sur l'ensemble des atomes de carbone.

Autrement dit, la représentation qui est donnée ici est parfaitement fautive, et elle méprise l'immense progrès qui a été fait à l'époque de Kekule.
Ce qui est pire, c'est qu'elle induit les étudiants en erreur  : je me souviens d'une doctorante qui croyait que l'on pouvait effectuer des réactions d'addition sur le benzène ou des molécules de la même famille, alors que précisément, le phénomène d'aromaticité montre que ce n'est pas possible, ou pas comme elle l'imaginait.
Il est convenu d'utiliser un cercle, dans de la molécule pour bien signaler la délocalisation des électrons. 

Je propose de toujours utiliser plutôt la représentation correcte même la représentation avec des doubles liaisons est acceptée, interprétée correctement par ceux qui savent déjà.

Mais notre but n'est-il pas d'aider les étudiants à apprendre ?

À partir d'une image

 

 



Quand on voit une telle image, on ne peut manquer de penser à ce que l'on nomme l'opération de régression linéaire et, aussi, à la possibilité d'une triche !

Souvent, lors des analyses, on obtient une série de valeurs que l'on peut ranger sur un diagramme à deux dimensions,  avec la valeur de commande en abscisse et le signal enregistré en ordonnée. Par exemple, imaginons que l'on mesure l'intensité d'un courant électrique créé par une différence de potentiel électrique, ou l'absorption lumineuse quand on éclaire une solution d'un composé dont on étudie la concentration.

Les couples de valeurs sont ce que l'on nomme des points expérimentaux.
L'opération d'ajustement, qui apparaît en troisième lieu, dans la démarche scientifique, consiste à chercher des relations entre ces points.
Par exemple, souvent, on cherche à savoir s'ils sont alignés, auquel cas il y aurait une relation de proportionnalité entre les valeurs des abscisses et les valeurs des ordonnées.

Pour les commençants, cette opération se fait avec ce que l'on nomme la régression linéaire, et plus précisément la recherche d'une droite par la méthode des moindres carrés, introduite par le merveilleux mathématicien Carl Friedrich Gauss : on cherche une droite qui, ne pouvant passer exactement par tous les points expérimentaux (sauf miracle), passe le mieux possible, ce qui se calcule en minimisant la distance des points à la droite.
La qualité de cet ajustement s'exprime notamment par un paramètres que l'on note R2 (je renvoie vers les cours complets),  et qui s'approche de 1, pour les ajustements qui seraient parfaits (ce qui est impossible). J'ajoute qu'il n'y a pas lieu d'être braqué sur cette méthode, et notamment le R2, et qu'il existe une "hyperbole de confiance" qui mérite d'être mieux connue qu'elle ne l'est.

Mais revenons à notre R2 : comme il s'agit d'expérience, il ne peut y avoir de proportionnalité exacte et R2 sera toujours inférieur à 1.
Certes, dans les bons cas, il pourrait être de 0,99 ou 0,9999 mais pas  1 exactement !
De sorte que si l'on voit un R2 = 1, cela peut signifier soit que la valeur de R2 a été arrondie, ce qui n'est pas à faire puisqu'on laisserait penser à un alignement parfait, soit  que l'on a changé les valeurs des points pour qu'il s'alignent exactement... ce qui n'est pas admissible.
Les points expérimentaux sont des points expérimentaux jamais parfaitement alignés, et la droite que l'on trace est une droite parfaitement rectiligne, mais elle ne peut pas passer exactement par les points expérimentaux.

Il y a un monde entre les points expérimentaux, qui relèvent de l'expérience, et  la droite, qui de relève de la modélisation. Il ne faut pas tout confondre

Des ganaches sans additifs ?

La correspondant m'interroge : comment faire des ganaches sans additif ? Et la question appelle tout d'abord des questions préalables : qu'est-ce qu'une ganache ? qu'est-ce qu'un additif et pourquoi vouloir le supprimer s'il est utile ? 

1. La crème ganache

Pour bien savoir ce dont on parle, il faut 

- consulter les billets terminologiques : https://nouvellesgastronomiques.com/tags/terminologie/, et plus spécifiquement, pour les ganaches : https://nouvellesgastronomiques.com/mais-au-fait-dou-vient-la-ganache/ 

- consulter des recettes par de bons auteurs, tels Emile  Darenne et Emile  Duval, 1909 : 

"Crème Ganache. — Mettre trois tablettes (125 gr.) de chocolat à fondre à l’étuve ou au four, les placer dans une terrine et y ajouter 30 gr. de beurre fin, puis un huitième de litre de crème fleurette ; laisser un peu refroidir avant l’emploi (à défaut de crème, employer du lait bouilli)."

Cela étant, on fera mieux si l'on se souvient de la mayonnaise, où l'on ajoute de  l'huile à une préparation qui contient de l'eau (l'inverse "rate"). Ici, on ajoute du chocolat fondu dans de la crème tiédie, pour avoir une émulsion. Et pour que tout se passe bien, il faut que la crème ajoutée soit plus chaude que le chocolat fondu. A noter que certains professionnels font bouillir de la crème, ajoutent le chocolat fondu au milieu et tournent avec la maryse à la limite des deux masses. Cela revient à l'émulsion que je décrivais... si les températures sont bien contrôlées.

 

2. Les additifs

Là, c'est un terrain que je sais miné, parce que les opposants à l'industrie alimentaire (pourquoi ne pas se limiter à ne pas acheter les produits de cette industrie si on veut les éviter ?) dénoncent sans relâche les additifs. 

Cela dit, il y a de tout, dans cette liste de produits largement testés du point de vue toxicologique : des conservateurs, des émulsifiants, des gélifiants... Et il y a sans doute lieu de conserver le meilleur, pour nos usages culinaires.
Par exemple, la "pectine" reçoit le numéro E440, la "lécithine" prend le numéro de code E322.

 

3. Utiliser ou non des additifs ? 

Mais, au fait, pourquoi en utiliser dans des ganaches ? Observons qu'il y en a le plus souvent dans le chocolat, parce que cela apporte du fondant, du croquant, par exemple (Valrhona dixit). En tout cas, cela permet de réduire l'énergie considérable qu'il faut dépenser pour le conchage, l'opération de division et de dispersion des grains de sucre en poudre dans la masse de chocolat fondu.

Mais je pressens que la question qui m'était posée visait plutôt la conservation, parce que l'on se souvient que la ganache, avec de la matière grasse dispersée dans l'eau, a tout ce qu'il faut -hélas- pour favoriser des proliférations microbiennes : de l'eau, des nutriments. Pour peu que la température soit suffisamment douce, les micro-organismes prolifèrent, et cela est d'autant plus gênant que la ganache n'est guère acide, et n'a pas, contrairement à des yaourts, ces "protection" (relative) de l'acidité.

Au fond, d'un strict point de vue technique, la question que je me poserais plutôt est : puisque les industriels utilisent des additifs dans leurs produits, pourquoi n'en utiliserions-nous pas en cuisine ?

Il y a lieu de savoir ce que l'on fait. Par exemple, savoir qu'il y a lécithine et lécithine : certaines viennent du soja, d'autres du colza, etc. Or le soja contient des phytohormones qui peuvent être déconseillées. Autrement dit, si l'on utilise une lécithine de soja et qu'on est prédisposé au cancer du sein, il faut être attentif non pas à la lécithine de soja en tant que lécithine, mais aux "impuretés" qui accompagneraient la lécithine.
D'ailleurs, de ce point de vue, le fait que la lécithine soit "bio" ou non ne fait aucune différence.
 
 

Comment obtenir des gâteaux moelleux, tendres ?

Comment obtenir des gâteaux moelleux, tendres ?

Un gâteau, qu'il s'agisse de génoise, de cookie, de quatre quarts, etc., c'est une structure solide (disons "prise" pour utiliser un langage culinaire) qui contient généralement des gouttelettes de matière grasse (par exemple de beurre de cacao mais aussi de beurre simplement), des bulles d'air si l'on a foisonné une préparation (par exemple en battant des blancs en neige) et une structure de type mie de pain, obtenu par empesage de l'amidon présent dans la farine. 

Pour avoir un gâteau bien tendre, il faut donc penser à y mettre une forte proportion de mousse, de matière grasse émulsionnée, d'eau.

Bien sûr, la cuisson peut augmenter l'alvéolage (voir le billet d'hier), car elle peut contribuer à des bulles de vapeur d'eau, et, aussi, l'utilisation d'une poudre levante peut ajouter des bulles de dioxyde de carbone. D'ailleurs, il est bon de savoir que, même avec des levures qui, en fermentant, on produit un foisonnement dans la masse, la cuisson augmente le taux de foisonnement en faisant dilater les bulles présentes et en activant les levures, avant que la chaleur ne finisse par les tuer. 

 Finalement, il y a mille façons d'augmenter la tendreté, le moelleux. Et j'en reviens à une vieille idée  (juste) : ce n'est pas en variant au hasard les ingrédients de recettes que l'on peut empiriquement les améliorer ; c'est en les comprenant. 

Dans mon livre Révélations gastronomiques, par exemple, j'avais fait un chapitre mon montrer comment faire des mousses au citron, pour démontrer que les recettes étaient inutiles, pour leur composante technique.
Reste alors le plus beau : les perfectionner artistiquement, puisque l'on se souvient que ma plus belle découverte, c'est d'avoir été capable de dire finalement que "la cuisine, c'est de l'amour, de l'art, de la technique". 

 

Comment faire pour avoir des gâteaux gonflés, ou au contraire éviter un gonflement qui risque de les fissurer (quatre quarts) ?

Je suis plus bec salé que bec sucré, mais pour les gâteaux, la question qui m'est posée par un interlocuteur dans le titre de ce billet  appelle la réponse suivante  : il s'agit de considérer l'évaporation de l'eau. 

Avec une information supplémentaire : un gramme d'eau liquide qui s'évapore à 100 °C fait un volume de valeur de un litre et demie !

 

Cela étant dit, revenons à la question, et expliquons plus en détail

 

Dans nombre de préparations culinaires ou pâtissières, il y a des gonflements  : par exemple pour les soufflés, pour le pain, pour la brioche, pour les choux et gougères, etc. 

Pour ces cas, on veut un gonflement aussi fort que possible. Or  j'ai découvert dans les années 1990 que le gonflement des soufflés (mais c'est vrai pour l'ensemble des préparations considérées)  n'est pas dû à la dilatation thermique des bulles d'air apportées par le blanc d'oeuf battu en neige mais bien plutôt par l'évaporation de l'eau : pour 100 g de préparation pour un soufflé, il y a 10 g d'eau évaporé lors de la cuisson,  ce qui correspond à 15 litres de vapeur : on voit la puissance du mécanisme d'évaporation (contrairement à la dilatation des bulles d'air qui, elle, ne ferait qu'un petit gonflement d'un tiers). 

Bref si des préparations culinaires gonflent, c'est que de l'eau s'évapore et, mieux encore, qu'elle s'évapore par le fond. C'est ce que je considère dans mon livre Révélations gastronomiques à propos des gougères : si on chauffe par dessous, les bulles de vapeur formées dans la partie inférieure ne peuvent s'échapper, et elles poussent vers le haut les  couches supérieures, provoquant le gonflement. 

 Inversement,  si l'on chauffait par-dessus, alors l'eau du dessus s'évaporerait, formerait une croûte qui, comme pour celles des frites, laisserait passer des bulles de vapeur. 

 

 

Nous avons donc là de quoi nous guider : pour avoir des gougères bien gonflées, des soufflés bien gonflés, des  cookies bien gonflés, il faut les chauffer par le fond, par exemple en posant la plaque de cuisson sur une autre plaque déjà chauffée ou sur la sole du four.
Inversement, pour avoir des cookies aussi plats que possible, il faut éviter l'évaporation et chauffer par dessus. 

 Ajoutons qu'il y a d'autres méthodes pour augmenter le gonflement : la poudre levante, par exemple,  qu'il ne faut pas confondre avec de la levure, a l'intérêt de former des bulles quand les  gâteaux qui la contiennent sont chauffés ; c'est ainsi que l'on fait gonfler des 4/4 par exemple.

Blanc, blanc, blanc

 Un chef m'interroge sur la question du blanc en cuisine : comment l'obtenir ?

J'ai réfléchi à votre blanc, et la réponse est que, si l'on veut en obtenir :

- soit on place des particules blanches (dioxyde de titane, aujourd'hui à éviter)

- soit on fait une mousse ou bien une émulsion à très petites bulles/gouttelettes : pensez à du blanc en neige que l'on "serre" avec du sucre, ou à un "geoffroy" que l'on passe au mixer (pour le geoffroy, ce sera dans mon prochain livre : une "mayonnaise au blanc d'oeuf", si l'on peut dire)

- sans compter les agents blanchissants, qui absorbent les uv et réémettent de la lumière visible, faisant "plus blanc que blanc"... mais là, je ne peux pas en dire plus.  

A noter que le blanc s'obtient par réflexion : il faut que la lumière soit bien blanche pour que la réflexion le soit aussi.

Un écueil pour l'enseignement : oublier que l'on a été étudiant

Lors d'une rencontre avec des étudiants, j'observe qu'ils ignoraient ce qu'est la tension de surface, ce qu'est la montée capillaire, ce qu'est la pression de Laplace...  Mais en réfléchissant bien, je vois le moment précis où j'ai moi-même appris tout cela, alors que j'étais un étudiant un peu avancé et j'aurais mauvaise grâce à reprocher à mes amis de ne pas savoir ce que... je suis censé le renseigner. 

Au fond, les items didactiques identifiés dans le référentiel  (un contrat d'enseignement, qui liste les points à savoir en fin de cursus) doivent être enseignés, et cela signifie que l'on a initialement fait le constat les étudiants les rencontrent pour la première fois :  il y a donc lieu de parfaitement leur expliquer. 

D'autre part, étant moi-même reconnaissant que des professeurs m'aient jadis transmis de belles idées scientifiques, comment imaginerais-je que je puisse ne pas à mon tour transmettre de belles idées aux jeunes amis qui me font l'honneur de me consulter ? Ce n'est pas parce qu'un cours est écrit un jour qu'il faut oublier de le distribuer largement et de l'expliciter davantage.

Au fond, hier, lors de ce travail de tutorat d'hier, j'ai vu que des notions n'étaient pas connues mais c'est plutôt une pierre dans mon jardin car en réalité, il aurait fallu les donner à tous, et pas seulement au groupe que j'accompagnais.  Certes je donne un gros document de cadrage à l'ensemble de la promotion, mais  les données particulières du référentiel n'y sont pas présentes : dans ce document de cadrage, je fais plutôt une remise à niveau et il y a donc lieu de préparer un autre document avec les notions particulières que nous enseignons, avec le référentiel explicité en quelque sorte.