PeiP1 / Groupe 2a
La cryogénisation
Cette technique de cuisine moléculaire tient son nom de la «cryogénie», c’est-à-dire de « l’étude et la production des basses températures (inférieures à -150 °C ou 120 K) dans l'optique de comprendre les phénomènes physico-chimiques qui s'y produisent. » (wikipédia).
La cryogénie possède de nombreuses applications et notamment dans l’alimentation dont la principale propriété est la conservation des aliments avec de l’azote liquide. C’est cet aspect auquel nous nous intéresserons par la suite.
Qu’est-ce que la cryogénie alimentaire ?
Le but de la cryogénisation, ou cryogénie alimentaire, est de conserver les aliments par surgélation (congélation rapide) et non par congélation classique, par le biais de l’azote liquide. Il s’agit finalement d’une « cuisson à froid » très rapide.
Nous nous interrogerons sur les propriétés physiques que possède l’azote liquide pour permettre de telles performances.
L’azote, plus communément appelé N2, est un gaz que l’on trouve à 78% dans l’air sous forme à gazeuse. Sa température d’ébullition (température la plus élevée que peut atteindre un corps avant de s'évaporer, sous forme gazeuse) étant à -196°C (soit 77K), il faut donc baisser sa température pour l’obtenir sous forme liquide.
Une des méthodes utilisées consiste à comprimer le gaz, c’est-à-dire à rapprocher et ralentir les molécules qui le composent. Il suffit ensuite de distiller le liquide obtenu pour ne récupérer que l’azote liquide pur. L’azote liquide est extrêmement froid, c’est un liquide dit «cryogénique».
La compression d’un gaz réduit les espaces vides entre les molécules ce qui ralentit l’agitation moléculaire :
la température diminue
Comment fonctionne cette technique ?
L’azote liquide est utilisé dans la cuisine moléculaire afin de « figer » les aliments grâce à sa basse température. On peut dire qu’il s’agit d’une cuisson à froid, permis par un refroidissement très rapide. Au contact de l’azote liquide, un transfert de chaleur s’effectue de l’aliment vers l’azote liquide qui perd de l’énergie. Ainsi la vitesse des molécules qui composent l’aliment diminue, ce qui a pour effet de quasiment stopper les mouvements et les transformations moléculaires. L’aliment se solidifie grâce à l’eau qu’il contient qui se cristallise : ses molécules sont alors liées et l’aliment est cuit.
Par ailleurs, cette réaction est réversible. En effet, lorsque l’aliment se réchauffe, l’azote liquide s’évapore et les molécules de l’aliment récupèrent de l’énergie puis se remettent en mouvement. Celui-ci reprend le même état que celui qu’il possédait avant la cryogénisation.
En plus d’être très rapide, rappelons que la cryogénisation possède l’avantage de conserver les aliments par surgélation. Contrairement à la congélation, la surgélation entraîne la formation de tous petits cristaux qui n’endommagent pas les cellules de l’aliment et qui permettent ainsi de garder toute ses propriétés, sa saveur et sa texture. Quant à la congélation, elle recouvre l’aliment de gros cristaux, ce qui l’endommage et le déshydrate. Cette propriété provient du fait que la taille des cristaux de glace formés dépend de la vitesse de refroidissement. L’azote liquide étant un liquide cryogénique, tout objet à son contact se refroidit très rapidement. La cuisine moléculaire permet donc d’optimiser la congélation des aliments.
Quelques recettes :
• Meringues à l’azote liquide
Il suffit seulement de préparer la pâte à meringue et d’en plonger des petites quantités (ou des plus grosses pour les plus gourmands) dans l’azote liquide. Le temps de « cuisson » dépend des goûts de chacun mais ne dépasse pas les trois minutes. Autant dire que la cryogénie alimentaire, en plus d’être « spectaculaire » avec son nuage de fumée est également pratique car rapide ! Fini les quelques heures de cuisson traditionnelle. Un seul inconvénient : impossible de préparer les meringues à l’avance à cause de la réversibilité de cette transformation.
• Sorbet à l'azote liquide
Ingrédients et ustensiles nécessaires :
- 150 mL du sirop de votre choix
- 150 mL d’azote liquide
- saladier en inox
- bécher
- saladier en pyrex
Préparation :
Dans un saladier en inox, verser de l’azote liquide. Ensuite, prélever les 150 mL d’azote liquide en le versant dans un bécher. Transvaser le prélèvement dans un saladier en pyrex dans lequel ont été préalablement versés les 150 mL de sirop. Il ne reste plus qu’à mélanger jusqu’à ce que le sorbet prenne et devienne onctueux. Cette onctuosité est dûe à l’absence de gros cristaux.
• Billes à l’azote liquide
Il ne s’agit pas à proprement parlé d’un plat mais plutôt du petit "plus" dans une assiette qui apporte de l’originalité. Il n’y a rien de plus simple à préparer, il suffit simplement de verser des gouttes de n’importe quel liquide dans de l’azote liquide. Ces dernières vont durcir en surface sous l’effet du froid mais l’intérieur restera liquide.
Notre rendez-vous avec Claire Marache (Maître de Conférences à l’Université Paris-Sud 11, Faculté des Sciences)
Notre groupe de projet a pu assister à une expérience réalisée par Claire Marache qui illustre parfaitement une application de la cryogénie alimentaire. Le jeudi 28 février, nous nous sommes rendus au bâtiment 108 à Orsay et Claire Marache nous a montré comment faire des meringues à l’azote liquide. Elle nous a ensuite expliqué les phénomènes physiques qui se produisent durant cette transformation.
Nous avons vu entre autre que le « nuage » constamment présent autour de l’azote liquide est dû à la condensation des molécules d’eau gazeuses. Le froid de l’azote liquide se dissipe dans l’air ambiant qui prend alors une température suffisamment basse pour permettre aux molécules d’eau de se condenser pour former de fines gouttelettes en suspension. Il se dégage alors un épais nuage blanc et froid qui tombe à cause de sa densité supérieure à celle de l’air ambiant. On observe aussi des petits cristaux de glace.
De plus, nous avons appris que la basse température de l’azote liquide génère plusieurs propriétés intéressantes telles que :
- Une réduction de la résilience et de la ductilité de certains matériaux. Il est alors plus aisé de casser un objet. En effet, en trempant un matériau flexible, comme un tuyau en caoutchouc dans l’azote liquide, on a pu constater qu’il n’était plus du tout flexible, mais au contraire devenu rigide. Il devient alors facile de le casser. Cette opération est réversible.
- La cuisson à froid, que nous avons expliquée précédemment en s’appuyant des indications de Claire Marache.
Nous avons également été mis en garde contre les dangers de ce produit, à manipuler avec une blouse, des gants et des lunettes.
En contact avec la peau il peut provoquer des gelures, c’est-à-dire des brûlures par le froid. Il faut également veiller à ne jamais enfermer ce liquide car son évaporation génère une augmentation de la pression ce qui risque de provoquer une explosion.