La gastronomie moléculaire

Sources : wikipédia, futura-sciences.



« Il existe d’étranges personnes qui se régalent d’équations différentielles, de calculs, de mécanismes de réactions chimiques, d’abstraction. Ceux-là seulement, sont faits pour la recherche scientifique.


A côté d’eux, il y a tous ceux qui travaillent dans l’industrie, dans le commerce, dans l’artisanat. Ceux-là aussi peuvent participer à l’aventure de la science, dont ils utiliseront les résultats pour contribuer au bien être national.


Grâce aux revues de vulgarisation, aux émissions de télévisions, aux livres, aux sites Internet, ils renouvelleront leurs idées sur le monde et enrichiront leurs activités d’idées nouvelles. La science est merveilleuse, surtout si elle est partagée avec le plus grand nombre. »



La gastronomie moléculaire est la recherche des mécanismes des phénomènes qui surviennent lors des transformations culinaires.


C’est une discipline scientifique dont l’objectif est de participer au progrès de la connaissance culinaire et de la cuisine. Le terme a été inventé par Nicholas Kurti, physicien d’Oxford et Hervé This, physico-chimiste français, qui travaille aujourd’hui à l’INRA et qui reste rattaché au Laboratoire de chimie des intéractions moléculaires du Collège de France.


La gastronomie moléculaire est une branche particulière de la science des aliments.


D’après Hervé This, il est légitime que le contribuable soutienne une telle activité car son développement est important.


La gastronomie moléculaire a un intérêt industriel vis-à-vis de la commercialisation des plats préparés et de l’agroalimentaire.


Prenons l’exemple de l’œuf qui est fréquemment utilisé dans l’industrie alimentaire. Chacun sait que l’œuf peut être à l’origine d’intoxications alimentaires à la Salmonella. L’OMS indique qu’en Europe, la consommation d’œufs infectés, crus ou mal cuits est responsable de 40 % des cas de salmonellose. Les risques de contaminations semblent donc assez importants. Dans ce cas, les études de la gastronomie moléculaire sont appliquées en mettant en jeu la chimie des aliments, la biochimie, la physique et la microbiologie alimentaire pour assurer la salubrité des produits de l’industrie agroalimentaire.


D’autre part, certaines protéines alimentaires ont des propriétés allergisantes. Il est donc indispensable de pouvoir substituer certains aliments dans des recettes.


L’œuf est un aliment intéressant au niveau physico-chimique, car il présente un pouvoir émulsifiant, moussant et coagulant. Dans la préparation d’un flan, l’œuf est un coagulant qui peut être substitué par de l’agar-agar, substance mucilagineuse extraite de certaines algues rouge, car il présente des propriétés comparables.


La gastronomie moléculaire permet de chercher des substituts adéquats à partir de l’étude des propriétés physico-chimiques des aliments.


Selon Hervé This, la gastronomie moléculaire a pour objectif :


l’étude scientifique des « définitions » et des « précisions » culinaires (par « précisions », on entend dictons, tours de main, adages, maximes, trucs, astuces, modes d’emploi…),


l’étude scientifique de la composante artistique de l’activité culinaire,


l’étude scientifique de la composante sociale de l’activité culinaire.


La dimension moléculaire permet de mieux modéliser les réactions chimiques spécifiques de la cuisine, car elles jouent à plein dans des notions telles que l’émulsion, la floculation, la cuisson à cœur, la convection, les effets tensio-actifs…


Pour savoir si la science peut contribuer à l’art culinaire, il faut analyser le problème. Les sciences sont des explorations du monde qui utilisent la méthode expérimentale. Ayant identifié un phénomène, les scientifiques en recherchent les mécanismes par une méthode rigoureuse qui consiste à l’analyse du phénomène, l’élaboration d’une théorie, l’établissement de prévisions déduites de la théorie afin de mieux décrire les phénomènes et ainsi de suite.


Sur la chaîne de télévision France 5, Hervé This a régulièrement animé une chronique appelée Côté labo, Côté cuisine face à un chef de cuisine en tenue de chef et avec qui il dialoguait (lui-même ne portant pas une blouse de chimiste, mais le gilet qui sied à un professeur).


L’un des moments forts de cette série fut celui consacré à la sorbetière, où Hervé This montra qu’on peut se passer de cet instrument destiné à empêcher la formation de gros cristaux de glace, en refroidissant très vite la préparation et cela en y versant de l’azote liquide. La glace préparée en direct par ce moyen fut dégustée par le chef et trouvée excellente.


Le chocolat-chantilly fut une autre de ses créations emblématiques, par croisement d’une recette analysée et maîtrisée avec de nouveaux produits. Après cette émission, la Réaction de Maillard et la chimie des grains d’amidon n’avaient plus de secret pour le public.


Les perles d’alginates permettent de réaliser des billes à partir d’un liquide grâce a des sels.


Certains ingrédients dits « innovants » sont associés à la cuisine moléculaire. Citons par exemple les gélifiants comme l’agar-agar et les carraghénanes, les épaississant comme la gomme de guar, de tara, de caroube ainsi que la gomme xanthane, les émulsifiants comme la lécithine ou des sucres comme le xylitol ou le sucre pétillant. Ces ingrédients sont déjà largement utilisés dans l’industrie agro-alimentaire mais font leur entrée dans la cuisine à domicile et chez les restaurateurs.



Que mangeons-nous ?


Nous mangeons généralement des produits de l’agriculture et de l’élevage locaux, transformés par les cuisiniers ou par l’industrie en objets admissibles, acceptables, déterminés par notre culture.


Par exemple, le Toulousain mange du cassoulet parce que cette préparation fait partie de sa culture. Il ne mangerait ni le haricot cru, ni un cassoulet dont le canard et le porc seraient remplacés par du serpent, ni un plat ayant les ingrédients du cassoulet classique, mais dont la cuisson n’aurait pas été traditionnelle. Il supporte le cassoulet industriel, parce que ce dernier est exécuté (ou semble l’être) selon les mêmes règles qu’en cuisine domestique ou de restaurant.



Culture, cuisine, art culinaire, quel rapport avec la science ?


Divisons en deux cette question des relations entre la science et la cuisine.


D’une part, la science peut-elle contribuer à la technique culinaire telle que pratiquée quotidiennement dans les foyers ? D’autre part, la science peut-elle contribuer à l’avancement de l’art culinaire ?


Cette seconde question est importante, parce que sans l’art, la technique ne vaut rien. Savoir cuire un cassoulet en effectuant des transformations physico-chimiques raisonnables est insuffisant pour qu’il soit bon. Préalablement, il faudra avoir choisi d’utiliser de l’ail rose plutôt que de l’ail commun, il aura fallu décider de la variété des haricots, etc…



Pour savoir si la science peut contribuer à l’art culinaire, analysons-le problème.


Les sciences sont des explorations du monde qui utilisent la méthode expérimentale.


Ayant identifié un phénomène (le ciel est bleu), les scientifiques en recherchent les mécanismes (pourquoi le ciel est-il bleu ?) par une méthode rigoureuse qui consiste :


(1) à l’analyse du phénomène ;


(2) à l’élaboration d’une théorie (ou plus modestement d’un modèle) ;


(3) à l’établissement de prévisions déduites de la théorie ou du modèle ;


(4) au test expérimental des prévisions, qui on l’espère réfuteront plutôt qu’elles ne confirmeront les prévisions ;


(5) aux modifications du modèle ou de la théorie afin de mieux décrire les phénomènes ;


(6) et ainsi de suite.



En cuisine, par exemple, confectionnons un soufflé. Pourquoi gonfle-t-il ?


On peut d’abord supposer que les bulles d’air apportées par le blanc d’oeuf battu en neige dans la préparation pour soufflé, gonflent quand elles sont chauffées, parce que les gaz se dilatent à la chaleur. Sur la base de cette hypothèse ou modèle, on utilise une loi dite « loi des gaz parfaits » pour calculer le gonflement du soufflé.



Et l’art dans tout ça ?


Dans la méthode expérimentale, on voit qu’il n’y a pas de place pour la subjectivité. Le scientifique est interchangeable. Au contraire, en art c’est l’artiste qui importe. Ce dernier a des objectifs personnels, variables selon les époques, qui vont de l’expression d’un sentiment personnel à l’ explication poétique du monde, en passant par tous les intermédiaires recensés par les théoriciens de l’art.


D’où la conclusion apparente, que la science et l’art n’ont en commun que d’être des activités de culture. Ils semblent avancer indépendamment, la science ignorant l’art comme l’art ignore la science, ce qui risque de nous faire conclure que notre analyse précédente est insuffisante.


Elle l’est évidemment, comme nous allons le voir maintenant. Partons du Manifeste du Bauhaus, où en 1934, l’architecte Walter Gropius a bien montré qu’il n’existait pas de différence de nature entre l’artiste et l’artisan. L’artiste est un artisan inspiré.


Cette hypothèse redonne à l’art une fonction artisanale qui avait été oubliée dans notre discussion. Il faut bien que le peintre sache étaler les couleurs pour faire son tableau, ou que le musicien sache poser les doigts sur le clavier de son piano. Il faut en outre que les outils utilisés par l’artiste soient appropriés : pas de peinture sans pinceau !



Cette remarque introduit la technologie, qui se préoccupe d’analyser les techniques, de les perfectionner et d’améliorer les outils utilisés par les techniciens.


Par exemple, au siècle dernier, le céramiste alsacien Théodore Deck fut célèbre pour avoir apporté aux artistes de son époque un bleu profond, qui fit dire de lui dans la presse et dans les milieux artistiques qu’il avait « tiré le bleu du ciel ». Deck n’était pas un artiste. Il demandait à des peintres de peindre des carreaux, des vases, des sculptures et il assurait la cuisson, afin que les oeuvres soient conformes aux désirs des artistes.


Pour l’art culinaire, le travail technologique de perfectionnement des techniques, est celui qui donne une meilleure maîtrise des goûts et qui facilite la confection des plats. La technologie est un pont qui relie la science et l’art, en conduisant à un perfectionnement des techniques culinaires et en offrant des possibilités nouvelles d’expression.


Reprenons l’exemple d’un délicieux soufflé. Une fois que la science a compris pourquoi il gonfle, la technologie peut, en se fondant sur les théories du gonflement des soufflés, chercher des moyens pour faire mieux gonfler les soufflés.


Par exemple, on pensera à proposer une imperméabilisation des dessus de soufflés à l’aide de fromage ou de sirop de sucre. La technique, ensuite, devra apprendre à maîtriser les innovations technologiques (choix des fromages utilisés, choix des sucres, etc…).



De la science en cuisine ?


Cette introduction a fait une impasse. Nous avons admis sans discussion que la science puisse se préoccuper du gonflement des soufflés.



Quoi ! des disciplines réputées aussi sérieuses que la chimie et la physique se préoccuperaient de choses aussi futiles que ce que nous mangeons chaque jours ?


Tout d’abord, nous observerons que chaque foyer si petit qu’il soit, a toujours un lieu ou une pièce souvent exclusivement réservé à la cuisine. L’activité culinaire n’est donc pas superflue mais essentielle !


D’autre part, nous avons dit que nous ne pouvons manger que des objets identifiés par la culture : pas des tablettes ou à des pilules nutritives, mais des plats véritables tels que pot-au-feu, sauce mayonnaise, grillades, poulet rôti, purée de pommes de terre, bouillon.


Enfin, ces mets résultent de transformations physico-chimiques effectuées à partir de denrées : viandes, légumes, fruits, poissons. Comme la physique et la chimie sont mis en oeuvre, la cuisine est un monde que la science n’a aucune raison de ne pas explorer. C’est l’objectif de la science des aliments, en général et plus particulièrement, de la discipline nommée « gastronomie moléculaire ».



L’identification de la gastronomie moléculaire, comme sous discipline scientifique spécifique, s’est imposée en raison de l’évolution de la science des aliments.


En 1988, avec le physicien britannique Nicholas Kurti (1908-1998), nous avons observé que la science des aliments qui se développe depuis bientôt deux siècles, suscitait des questions culinaires. Par exemple, en 1791, le grand chimiste Antoine Laurent de Lavoisier s’est préoccupé de la confection des bouillons. A cette époque et ensuite, l’effort en science des aliments a essentiellement porté sur l’approvisionnement des peuples en denrées alimentaires, soit par des perfectionnements agronomiques, soit par des collaborations avec l’industrie alimentaire. Le succès a été considérable. Les populations vivant aujourd’hui dans les pays industrialisés, sont les premières dans l’histoire de l’humanité à n’avoir pas connu de famine.


Toutefois, lors de ce développement de la science des aliments, la cuisine est restée quasi inexplorée du point de vue scientifique ; encore récemment, elle était un « art chimique » privé de science. Or, paradoxalement, la cuisine est le lieu où se couronnent les efforts de la science des aliments. A quoi bon produire des viandes tendres ou des légumes goûteux, si le cuisinier ne sait pas les préparer à la hauteur de leurs qualités initiales ?


Afin de mettre à la disposition des cuisiniers domestiques ou de restaurants des informations et connaissances utiles à leur pratique, nous avons eu le souci de distinguer une discipline qui ne se préoccuperait que des transformations culinaires : c’est la gastronomie moléculaire, introduite en 1990.



Cette dernière est-elle une science de nantis qui se préoccupent de la qualité gastronomique des mets ?


Evidemment non, car chacun a intérêt à tirer le meilleur parti des denrées qu’il transforme culinairement.



La gastronomie moléculaire est-elle alors une science futile ?


Cette question renvoie sur une éventuelle hiérarchie des sciences.


Peut-on dire que la chimie soit plus importante que la physique, la biologie et la cosmologie ? La science, répétons-le, explore le monde. La géologie explore le Globe. La biologie explore les êtres vivants. La cosmologie explore l’Univers. La gastronomie moléculaire étudie le monde des transformations culinaires.



L’objet de la gastronomie moléculaire étant clair, examinons sa stratégie de recherche.


Le corpus de données à analyser est l’ensemble des phénomènes qui peuvent être observés dans les cuisines ou qui sont décrits par les livres de cuisine.


Ainsi les recettes comportent toutes, d’abord une « définition ». Un soufflé au fromage c’est du blanc d’oeuf battu en neige mêlé à une préparation pâteuse. L’ensemble est mis dans un ramequin et chauffé au four. Un pot-au-feu s’obtient quand on chauffe de la viande dans de l’eau.


Après les définitions viennent des « précisions ». On doit beurrer et fariner le moule des soufflés. On doit mettre la viande dans l’eau froide pour un bon pot-au-feu. A noter que les dictons, tours de main, pratiques, conseils transmis oralement sont des « précisions », d‘où l’idée de distinguer deux objectifs de recherche.


Le premier est une modélisation physico-chimique des définitions. Que se passe-t-il quand un soufflé cuit ou quand de la viande cuit dans l’eau ?


Ensuite on explore les précisions. Est-il vrai que le pot-au-feu est « meilleur » quand la viande est initialement mise dans l’eau froide ? Est-il vrai que les sauces mayonnaises tournent quand la lune est pleine ?



La modélisation des recettes est non seulement une aide pour le cuisinier, mais aussi pour celui qui apprend la cuisine.


Qui, face aux 351 recettes de sauces données par le cuisinier Auguste Escoffier (1846-1935) dans son Guide culinaire, n’est pas saisi d’une sensation d’impuissance tel le marcheur devant le Mont Blanc ?


Pour bien exécuter ces sauces, il faut en comprendre la structure et identifier les relations entre les diverses sauces. Par exemple, l’aïoli est une mayonnaise dont le jaune d’oeuf est remplacé par de l’ail. Cette recherche des points communs et des différences facilite l’apprentissage.



Le travail scientifique contribue au perfectionnement des techniques classiques et contribue à l’art culinaire. Il facilite également la transmission des connaissances culinaires et devrait conduire, on l’espère, à la rénovation des méthodes culinaires.


A l’heure où les peuples des pays avancés se préoccupent d’environnement, de développement durable, peut-on supporter que les millions de Français qui cuisinent, gaspillent quotidiennement jusqu’à 80 pour cent de l’énergie qu’ils consomment pour chauffer leurs casseroles ?


A l’heure où l’humanité envoie des sondes vers Mars, pourquoi cuisiner avec les mêmes casseroles, fouets, tamis qu’au Moyen Âge ? Ceux-ci n’ont de raison de subsister que s’ils sont appropriés aux fonctions qu’on leur attribue.



Comment faire des mousses ? Le fouet est moins efficace que des systèmes qui injecteraient des bulles par le fond du récipient.


Comment faire des émulsions ? Si les laboratoires de physico-chimie se sont équipés de cuves à ultrasons pour réaliser les émulsions, c’est que ces systèmes sont plus efficaces que les fourchettes et fouets des cuisines.


N’est-il pas temps que cet « art chimique » qu’est la cuisine profite enfin des avancées des sciences et des techniques ? La question est alors posée d’ une déshumanisation d’une activité artistique, mais en quoi un meilleur pinceau gênerait-il le peintre ?



Bibliographie :


Hervé This, Casseroles et éprouvettes, Pour la Science, Paris, 2002.

Hervé This, Les secrets de la casserole, Editions Belin, Paris, 1993.

Hervé This, Révélations gastronomiques, Editions Belin, Paris, 1995.

Hervé This, La casserole des enfants, Editions Belin, Paris, 1997.

Hervé This, Traité élémentaire de cuisine, Editions Belin, Paris, 2002.

Hervé This, 2003, La gastronomie moléculaire, Science des aliments, Vol. 23, N°2, 187-198.

Auguste Escoffier, Guide culinaire, Flammarion, Paris.


Pour en connaître d’avantage : Vidéos.


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