La semaine passée il y a eu un cours sur la cuisson du steak (et de la viande de boeuf en général)
Je n'ai pas pu me retenir de faire une petite préparation de viande basée sur la cuisson 'basse température'.
Tout d'abord, un peu de science
En dessous de 60°c, il n'y a pas de cuisson à proprement parler, car les protéines de la viande ne sont pas dénaturées, mais sont transformées par une action enzymatique.
La viande est constituée en majeure partie de quatre types de protéines: la myosine, la myoglobine, l'actine et le collagène.Les trois premières sont les protéines qui permettent le mouvement d'un muscle, et le collagène fait la charpente qui tient le tout ensemble (dans le cas du poulpe et autres invertébrés, la proportion de collagènes est plus importante).
Dans un animal vivant, la structure des tissus change perpétuellement, par croissance des muscles et organes ou simplement par besoin de réparation de tissus endommagés.
Tout ceci est orchestré par un groupe d'enzymes appelés calpaines et cathepsines qui ont la faculté de dénaturer - ou décomposer- les protéines, et la calpastatine qui régule l'activité de ces enzymes. Ces enzymes sont naturellement présentes et actives dans un animal vivant.
Après l'abattage, ces enzymes restent actifs, et la calpastatine qui régule leur activité va progressivement disparaitre, donnant libre cours à leur activité de dénaturation des protéines. C'est le processus qui fait que de la viande de boeuf laissée à reposer au frigo va progressivement s'attendrir (le terme de boucherie pour ce processus est la 'mortification')
Comme pour toute réaction chimique, l'intensité de l'activité des enzymes sera fonction de la température, et à 4°c au frigo, cette action sera relativement lente, il faudra attendre quatre semaines pour avoir un contrefilet attendri à la perfection, dans un environnement réfrigéré pour contrôler la flore bactérienne. Il faut aussi savoir que contrairement à une réaction chimique classique, les enzymes ne sont pas 'consommées' dans la réaction, elles font leur action sur ue protéine, puis lorsque la réaction est terminée, elles sont à nouveau disponibles pour s'en prendre à une autre victime. On peut les comparer à des paires de ciseaux moléculaires.
Il est estimé que toute augmentation de la température de 10°C va doubler l'activité de ces enzymes, mais ce jusqu'à une température donnée, car les enzymes sont également des protéines qui se dénatureront à une température spécifique, typiquement vers 60° c.
Revenons au collagène. C'est la protéine la plus 'coriace' et elle a également la propriété de se contracter à partir de 58°c, et se contractera rapidement entre 65° et 85°. Cette contraction, comme pour une éponge, va expulser une partie du liquide de la viande, ce qui donnera le proverbial 'steak bouilli' à la consistance d'une semelle. Puis au delà de 90°, le collagène se décomposera en gélatine, mais c'est un processus assez lent qui requiert au moins une heure de cuisson. Comme les tissus connectifs et la peau sont riches en collagène, cela explique le fait que la couenne d'une tranche de lard va se contracter plus vite que le tissu musculaire, comme dans la photo ci dessous.
Le but de cette préparation basse température est alors de permettre un attendrissement maximal de la viande en évitant de provoquer la contraction du collagène. En emballant un morceau de viande sous vide, et en le laissant dans un bain marie à une température entre 50°c et 55°c pendant 24 à 48 heures, les enzymes vont devenir hyperactifs et rapidement attendrir et transformer la viande, en lui gardant la majorité de son jus.
Revenons au cours de cuisine.
Diverses sources recommendent des températures entre 50°c et 55°c pour ce processus. Par sécurité j'ai opté de faire la préparation à 54.5°C
Dans un bain marie à cette température nous avons placé plusieurs tranches de 'petit nerf' emaballées individuellement sous vide (paleron pour nos amis francais, 'chuck' pour les anglophones), ainsi que quelques morceaux de bouilli de boeuf (basses côtes), que mon boucher a livrées surgelées et sous vide.
Le tout est resté à 'cuire' pendant 24 heures.
Ces pièces ont ensuite été déballées, sèchées avec du papier absorbant, assaisonnées puis soit terminées à la torche soit à la poèle. Il faut savoir que la pièce de viande sortie du sac sous vide n'a pas une apparence très appérissante, c'est normal mais il finir la surface de la pièce à plus de 150°c.
Le résultat a étonné les participants, en effet ces viandes qui sont normalement assez coriaces et fibreuses sont devenues tendre comme du filet, mais avec un gout bien plus prononcé, et une cuisson parfaite.
Les pièces de viande excédentaires sont reparties avec moi et sont restées trois jours au frigo (toujours dans le même emballage sous vide), et je les ai terminées hier soir en les remettant une 90 minutes au bain marie, mais à température de 64.5° juste au cas ou des bactéries auraient eu la mauvaise idées de se multiplier. L'idéal serait 60°, mais j'ai préféré ne pas prendre de risques.
Pas d'odeur suspecte à l'ouverture du sac, et j'ai terminé la cuisson en sèchant la pièce, assaisonnant, puis cuisson à la poèle dans une quantité importante de matière grasse, afin de bien couvrir la pièce.
Voici le résultat. Un bas morceau de viande transformé qui fut un régal.
Que savez vous exactement sur la chaleur, concept essentiel en cuisine? De quoi s'agit-il réellement?
La réponse naive serait 'ben... je sais quand il fait chaud et qu'il fait froid.....'
La réalité est un peu plus élaborée que cela. La notion de chaud et de froid est subjective, et la température n'est qu'une mesure de la quantité d'énergie présente dans la matière. Et la matière, l'énergie et la chaleur sont intimement liées comme nous allons voir.
Posons nous les questions suivantes:
Comment se fait-il que je sais laisser ma main dans un four à 250°c pendant plusieurs secondes, alors que si je trempe ma main dans une friteuse à 180° ne fut-ce qu'une fraction de seconde, je serais gravement brulé?
Pourquoi mes saucisses cuites sur un barbecue sont-elles brulées à l'extérieur mais crues à l'intérieur?
Comment se fait-il qu'une sauce épaissse aura tendance a bruler au fond de la casserole, mais pas une soupe?
Pourquoi la cuisson à un four à vapeur ou a air pulsé est elle plus efficace qu'un four traditionnel?
Comment se fait-il qu'un steak cuit mieux dans un type de poêle plutot qu'une autre?
La science de la chaleur et la révolution industrielle sont intemement liés, cette révolution fut possible en grande partie à l'invention de la machine a vapeur, améliorée par James Watt en 1775
La machine à vapeur est une invention révolutionnaire fondamentale car cette machine est une des premières inventions humaines qui convertissent de la matière (carburant) en travail par l'action de la chaleur et de la vapeur d'eau. Afin d'améliorer le fonctionnement et le rendement de ces machines, une nouvelle discipline scientifique s'est développée, appelée 'Thermodynamique', qui est en grande lignes l'étude et la compréhension de la relation entre la matière la chaleur, et le travail.
Auparavant, la chaleur et le feu étaient considéres comme des éléments quasi mystiques, voire un des éléments fondamentaux (air,terre, eau, feu..). Des personnages historiques tels que Joule, Lavoisier, Carnot, Boyle et Gay-Lussac ont étudié la chaleur et son comportement, et son effet sur les machines à vapeur.
Je vais abbréger les math et l'histoire de la science et résumer les points importants.
En 1824 Sadi Carnot a fait le lien entre l'utilisation de chaleur pour entrainer des machines, qui réalisent un certain travail, et qui fut comparé a la quantité de travail qu'un cheval de trait de l'époque était capable de réaliser. La notion de Cheval-Vapeur est née, et est toujours bien présente chez les vendeurs de voitures (alors que l'unité moderne devrait être le kilowatt...)
En 1843, Joule définit l'équivalence mécanique de la chaleur
En 1849, le physicien William Thomson définit le terme de thermodynamique dans une publication sur l'efficience des machines à vapeur.
Qu'est-ce que la chaleur alors?
Premier principe, la chaleur n'est simplement pas la température d'un objet!!! La définition simpliste est que la chaleur d'un object est représentée par la combinaison de la masse et de la température de cet objet.
La chaleur peut également être définiée comme la quantité d'energie potentielle, ou enthalpie, contenue dans un objet, mais est plus souvent définie comme la quantité d'énergie transmise d'un corps ou d'un systeme thermodynamique vers un autre, chaleur qui est transmise ou générée par conduction, radiation, réaction chimique, friction, viscosité et fission/fusion nucléaire.
La chaleur est toujours transmise d'un corps 'chaud' vers un corps 'moins chaud' (et non pas plus froid, car le 'froid' en temps que tel n'existe pas!!-)
D'autres définitions existent: transfer d'énergie d'un système à haute température vers un système à plus basse température, tout transfert d'énergie d'un système vers un autre causé par une différence de température.
La chaleur peut est générée par:
Une réaction chimique. Une flamme de gaz est en réalité une réaction chimique de combustion qui libère de la chaleur, de même que l'explosion de vapeur d'essence dans le moteur de votre voiture.
Friction: frottez deux morceaux de bois et après un certain temps la chaleur générée par la friction déclenchera une combustion. Les freins de votre voiture transforment l'énergie du mouvement en chaleur, et certains appareils de cuisson utilisent la friction comme source de chaleur.
Resistance à un courant électrique, comme dans la plupart des appareils électroménagers, des fours électriques. Un courant electrique appliqué dans un liquide peut également dégager de la chaleur (chauffage ohmique)
Induction par un champ electromagnétique magnétique: de l'énergie electromagnetique à haute fréquence est fournie à un métal conducteur, ce métal va dissipper cette énergie sous forme de chaleur (taques à induction). Dans cette application le fond de la marmite génère la chaleur, plutot qu'une résistance placée en dessous.
Fission et fusion nucléaire. Très important en gastronomie!!! Comme l'a dit Albert Einstein, l'énergie est égale à la masse multipliée par la vitesse de la lumière au carré (E=mc²). Notre brave étoile "soleil" est en fait un gigantesque réacteur nucléaire, et sans ses rayons, il n'y aurait pas de vie sur terre, pas de plantes, d'animaux, et donc pas de gastronomie
Ensuite la chaleur se transmet par :
Conduction : l'énergie passe d'un corps à un autre, par contact entre ces corps. Par exemple, un steak sur une plancha.
Convection : un corps qui se déplace emmène avec lui l'énergie qu'il contient. La quantité d'énergie ainsi transportée peut être importante, notamment dans le cas d'un changement de phase. Exemple: la friteuse, la marmite pour bouillir les patates,...
Rayonnement (radiation) : tous les corps émettent de la lumière, en fonction de leur température, et sont eux-mêmes chauffés par la lumière qu'ils absorbent. Exemple: un grill (un barbecue par contre a une partie de convection car de l'air chaud circule).
La transmission d'énergie la plus répandue est par radiation. Pensez au soleil qui nous chauffe avec ses rayons (voire nous donne de sérieuses brûlures dans certains cas).
L'energie sous forme de radiation n'a pas besoin de matière pour se propager. Les rayons du soleil traversent le vide avant d'atteindre notre planete, et les gaz sont généralement transparents à la radiation, par contre les liquides absorbent bien la chaleur irradiée. Typiquement cette radiation est dans la plage des rayons infrarouges, comme ceux émis par les lampes qui servent à garder les assiettes chaudes. La quantité d'énergie solaire recue à la surface de la terre au niveau de la mer est d'approximativement 1000 Watt/m², dont 527 Watt sont de la radiation infrarouge, donc de la chaleur. Le fait de concentrer ce rayonnement avec une loupe va augmenter la densité d'énergie par m² d'un facteur d'approximativement 250 fois, ce qui permet - entre autres - d'allumer un feu (ou d'enquiquiner des fourmis...).
Les solides sont opaques, et absorbent la lumière ainsi que la radiation thermique, mais tout solide à temprature supérieure à 0°K (le zero absolu, approximativement -273.15°) émet spontanément de la radiation thermique.
Les thermomètres 'laser' modernes se basent sur ce rayonnement pour mesurer la température d'un corps, cependant le type de surface du solide peut influencer la mesure de la température. En effet un corps noir absorbera la radiation thermique et ré-émettra une quantité constante, par contre un corps réfléchissant tel que de couleur blanche va refléchir une partie de la radiation qu'il recoit, et le thermometre laser pourrait indiquer une température plus élevée que la température réelle de l'objet. Sachez également qu'un thermometre laser ne mesure que la chaleur emise par radiation, pas la température à coeur! Un roti pourrait avoir une température en surface de 150° mais une température à coeur de 60°.
La transmission par convection se fait par la transmission de chaleur d'un corps chaud via un fluide, qui peut être un liquide ou un gaz. La cuisson dans une friteuse est un excellent exemple transfert par convection. Cette convection sera influencée par la vitesse de circulation du fluide, sa viscosité, sa capacité à former une résistance convective, qui est une couche de fluide statique directement en contact avec le corps chaud.
Par exemple un pullover est une forme de résistance convective, qui maintient une couche d'air chaud autour de votre thorax et empèche le refroidissement de votre corps. Une pièce de viande dans un four va former une minuscule couche de vapeur d'air autour de sa surface, qui va également former une résistance convective. Le fait de forcer la circulation d'air dans le four avec un ventilateur (four à chaleur tournante, air pulsé,...) va briser cette couche de vapeur, et permettre une meilleure absorbtion de la chaleur. Le phénomène inverse se passe lorsque vous soufflez sur une cuiller de soupe trop chaude avant de la mettre en bouche.
L'exemple le plus spectaculaire de résistance convective est l'effet Leidenfrost. Vous avez probablement déjà remarqué qu'une goutte d'eau sur une plaque très chaude ne s'évapore pas immédiatement, et semble flotter sur la surface chaude. Ce phénomène est du au fait qu'une petite partie de la goutte d'eau s'évapore et forme une couche de vapeur isolant temporairement le restant de la goutte de la plaque chaude.
La meilleure démonstration de ce effet est sur cette vidéo, ou une boule de métal est chauffée à blanc puis plongée dans un liquide. On peut voir clairement la bulle de vapeur protective se former autour de la sphère de métal, puis se rompre après un certain temps.
La transmission de chaleur par conduction se fait lorsque deux corps à température différente sont en contact, le plus chaud va transmettre sa chaleur à l'autre jusqu'au moment ou la temperature des deux corps est identique. Ce qui explique que ma compagne a toujours froid.....
En cuisine, on utilise généralement un mélange de plusieurs méthodes de transmission de chaleur. Un steak dans une poêle va cuire en partie par transmission de chaleur par conduction, et en partie par convection de la matière grasse dans la poêle. Sous un grill ou une rotisserie, nous aurons principalement du rayonnement, mais par contre pour un barbecue, la chaleur sera transmise en partie par rayonnement des braises et en partie par convection d'un flux d'air chaud.
Calories, Celsius et Fahrenheit
Dans un message précédent, j'avais évoqué l'héresie de l'utilisation des calories dans l'alimentation. Dans le domaine de la thermodynamique, la calorie est originellement une valeur arbitraire attribuée à la quantité de chaleur nécessaire pour augmenter la température d'un kilo (un litre) d'eau de 14°c à 15°c (pour être précis, la calorie-kilo). Le problème avec cette unité est qu'elle ne s'intègre pas bien avec les autres unités scientifiques, ce pourquoi elle a été remplacée par le Joule, et une calorie kilo equivaut à 4184 Joules (ou 0,001612 kW/h)
L'eau, étant une substance fort répandue sur notre planète a été choisie par facilité pour arbitrairement définir les points de référence des degrés celsius, pour mémoire, la glace fond à 0°c, et l'eau bout à 100°c. Fahrenheit a par contre utilisé 32°F comme référence pour la fusion de la glace, et 212° pour l'ébullition, la logique sous jacente étant qu'il y a exactement 180° entre les deux, et de ce fait ne nécessitera pas (ou moins) de décimales. Hormis les USA, le reste du monde utilise les degrés Celsius comme mesure de la température. Le degré Kelvin est identique au Celsius, mais le point de référence de 0°K est le zero absolu et correspond à -272°c.
Matière et chaleur
Chaque substance a un comportement spécifique à la chaleur. Un kilo d'eau à 14°c requiert 4184 joules d'énergie calorique pour que sa température agmente de un degré C. Par contre, un kilo d'huile n'aura besoin que d'approximativement 2000 joules pour une élévation de température similaire, le cuivre 385 joules, et l'or seulement 129 joules. Frottez une bague en or sur un tissu et vous constaterez que la chaleur venant de la friction est transmise très rapidement.
Cette quantité d'énergie s'appelle chaleur spécifique ou capacité thermique massique, et est déterminée par la quantité d'énergie à apporter par échange thermique pour élever d'un degré kelvin ou celsius la température de l'unité de masse d'une substance.
L'unité du système international est alors le joule par kilogramme-kelvin (J·kg-1·K-1).
Maintenant faisons une autre petite expérience. Prenez une casserole d'eau et faites la bouillir. Mesurez la température de l'eau, et vous constaterez qu'elle est proche de 100°c. Vous pouvez mettre la source de chaleur à sa puissance maximale, et la température de l'eau ...restera à 100°.
Pourquoi?
La matière existe sous trois etats (ou phasese) principaux: solide, liquide et gazeux. Dans chacun de ces états ces matières ont une chaleur spécifique, cependant pour pouvoir passer d'un état à un l'autre, la matière va soit absorber soit libérer de l'énergie, connue sous le nom de chaleur latente. Pour passer de la phase liquide à la phase gazeuse à la même température, un litre d'eau nécessitera un apport de 2.260.000 Joules, qui comme vous pouvez comprendre est une quantité de chaleur non négligible comparé à la chaleur spécifique. Par contre pour passer de la phase solide (glace) à la phase liquide (eau) il ne faut "que" 334.000 joules, approximativement 7 fois moins. Ce qui semble être une énorme consommation d'énergie est cependant ce qui permet de bouillir les patates: si l'eau se vaporisait immédiatement à 100°, il ne serait pas possible de garder un fluide chaud pour poursuivre la cuisson.
Dans le phénomène inverse, à savoir la condensation, la vapeur d'eau va libérer la même quantité d'énergie sous forme de chaleur, ce qui fait qu'un four à vapeur est plus efficient pour certaines cuissons qu'un four traditionnel. En se condensant sur la surface des aliments, la vapeur va transférer plus de chaleur que par la convection ou radiation d'un four classique ( il s'agit de "quantité de chaleur" et pas de température!)
D'autre part, ne confondez pas cuisson à la vapeur, et cuisson sous pression, qui se basent sur d'autres phénomènes physiques, j'y reviendrais plus tard.
Un autre exemple pratique d'utilisation de la chaleur latente est ces petites pochettes chauffantes qui contiennent un liquide, et qui suite à la pression d'un cliquet en métal va libérer de la chaleur et se solidifier. Cette pochette peut être 'rechargée' en la plongeant dans de l'eau bouillante quelques minutes.
Le principe est identique, ces pochettes contiennent une solution supersaturée d'acetate de sodium, qui après une perturbation va rapidement cristalliser et libérer la chaleur latente absorbée lors de la dissolution des cristaux.
Pourquoi mettre un couvercle sur une marmite
Notre casserole d'eau en ébullition va dégager de la vapeur, qui contient une quantité importante de chaleur latente. La vapeur, comme tout gaz va naturellement se disperser dans l'atmosphère ambiante, et en se condansant va dissiper sa chaleur. (Au fait, le nuage blanc au dessus de la casserole n'est déjà plus de la vapeur, mais de microscopique gouttelettes d'eau flottant dans l'air, comme dans le cas d'un nuage ou de brouillard). Le fait de garder cette vapeur dans l'environnement de la casserole avec un couvercle va limiter la perte de chaleur, et concentrer son utilisation sur la cuisson des aliments plutot que de réchauffer l'atmosphère.
Si vous avez un couvercle de marmite transparent, faites l'expérience suivante: règlez la puissance de la source de chaleur pour que votre appareil cuise à petits bouillons, voire frémisse lorsque le couvercle est sur la marmite. Ensuite, enlevez le couvercle et vous observerez qu'après quelques secondes l'appareil ne bout plus, car la chaleur de la vapeur se dissipera, la quantité totale de chaleur du 'système' marmite diminue et l'ebulition ralentit, voire stoppe..
Conductivité et isolation
Vous avez certainement constaté que différente matières conduisent ou absorbent la chaleur de différente facon. Ainsi, le bois ne conduit pas bien la chaleur, et est souvent utilisé pour faire des poignées isolantes. Par contre le cuivre et l'aluminium conduisent très rapidement la chaleur.
La conductivité thermique des matières est exprimée en Watt par Metre par degré K, représentant la quantité d'énergie à fournir pour mesurer une différence de 1°K sur une longueur particulière.
Pour quelques matières voici leur conductivité: (à 20°c de référence)
Donc selon ces chiffres, l'air est la pire matière pour transférer de la chaleur et la meilleure matière serait le diamant... Cela risque de faire cher pour une marmite. L'argent, l'or et le cuivre sont les candidats suivants, suivis de l'aluminium. L'argent et l'or étant trop fragiles (et trop chers) fait qu'ils sont rarement utilisés pour fabriquer des instruments de cuisine. Par contre le cuivre et l'aluminium sont fort utilisés en cuisine.
L'air est un bon isolant, et un linge - constitué en grande partie d'air entouré de matériau isolant- vous permettra de prendre un plat hors du four sans vous bruler. Mais si votre linge est humide, il conduira la chaleur trente fois plus que si il est sec, et vous vous brulerez. Je parle d'expérience, gardez toujours un essuie sec à portée de main.
Et la fonte dans tout cela
La fonte n'est pas un très bon conducteur de chaleur (mais quand même supérieur à l'inox) et a une capacité thermique assez élevée, donc il faudra fournir beaucoup de chaleur pour chauffer une casserole en fonte, mais en contrepartie elle accumulera cette chaleur et la diffusera plus lentement qu'avec des accessoires en alu ou en cuivre. Une cocotte en fonte est idéale pour mijoter lentement un plat braisé à température stable, ou pour un grill pour cuire un steak. Par contre pour une technique de cuisson demandant des coups de feu contrôlés, elle chauffera et refroidira trop lentement. Dans ce cas, le cuivre est idéal, suivi de près par l'aluminium.
De l'impact de la chaleur latente de l'eau sur la cuisson d'un steak
Prenons un corps froid - un steak - et un corps très chaud - une poele ou un grill et mettons les en contact. La poele grill, chauffée à sec aura une température d'approximativement 300°c, et le steak, selon qu'il sort du frigo ou a eu l'opportunité de se mettre à température ambiante aura une température allant de 4°c à 20°c.
Cela semble simple, mais plusieurs choses vont se passer simultanément, qui vont soit contribuer à produire un steak parfait, soit produire des semelles..... Selon la préférence de cuisson la température à coeur du steak devra se trouver entre 40° (bleu) et 72° (quasi trop cuit). (pour une référence des températures idéales cliquer ici)
Mais bien que constitué en grande partie d'eau une pièce de viande n'aura pas le même comportement que de l'eau à la cuisson. Les autres constituants majeurs de la viande sont principalement trois protéines, la myosine, la myoglobine et le collagène. Les deux premières protéines constituent les fibres musculaires et sont assez tendres, tandis que le collagène est plus coriace et constitue la charpente qui tient les fibres musculaires ensemble.
Le collagène se comporte différemment de la myosine et de la myoglobine, et effet il se contracte plus rapidement à la chaleur (a partir de 65°C), et requiert une durée de cuisson assez longue pour s'attendrir et se transformer en gélatine. (dans le cas de la chair de poisson le collagène commence à se contracter à 32°c)
Revenons à notre steak. La surface extérieure de la viande va commencer à brunir par l'effet de la réaction de Maillard, et donner ce gout caractéristique. Par contre, en même temps, le collagène va se contracter et comme une éponge que l'on presse, forcer l'eau hors de la pièce de viande. Cette eau va se retrouver dans votre poêle et idéalement s'évaporera directement au contact du métal chaud, ce qui donne ce bruit caractéristique lors de la cuisson.
Maintenant évaluons un scénario catastrophe: comment rater la cuisson d'un steak
Vous prenez une poêle
bon marché et très fine en aluminium antiadhésive, couverte de téflon
Comme on vous a toujours dit, il ne faut pas chauffer ce genre de poêle trop fort, car ca peut ne pas être bon pour la santé, le teflon risque de bruler, et l'aluminium donne la maladie d'Alzheimer, blah blah blah...
Comme on vous a aussi toujours dit, la matière grasse c'est pas bon pour la santé, donc vous mettez une toute petit goutte d'huile dans la poêle
Ensuite vous déposez gentiment trois steaks dans la poele, et laisser cuire tout doucement, pendant dix minutes. .
Résultat: du steak gris, dur comme une semelle et sans gout...
Pourquoi?
Tout d'abord, la poele n'est pas assez chaude, ou il n'y a pas assez de matière grasse pour conduire la chaleur par convection
Ensuite, la poele, étant faite d'une fine couche d'aluminium transmettant bien la chaleur, refroidira rapidement au contact du steak. Comme l'aluminium n'a pas suffisamment de capacité thermique, la seule source de chaleur pour la cuisson vient du bec de gaz ou de l'élément chauffant de votre cuisinière
Le collagène commence à se contracter, et chasse l'eau de la viande, qui rentre en contact avec une poele trop froide pour l'évaporer (surtout vu que vous avez mis trois steaks dans cette petite poele...)
Le fond de votre poele est maintenant couvert d'une couche d'eau, qui va bouillir à 100°, et nécessitera une quantitié de chaleur énorme pour s'évaporer (chaleur latente). Pendant ce temps, la viande continue à durcir, et ne se colore pas
Que faire alors?
Utilisez l'équipement adéquat. Prenez une poele ou un grill dont la taille est de 20 à 30 % supérieure à la ou les pièces que vous voulez cuire
Préférez une bonne poèle en acier ou en fonte. D'accord, elles sont lourdes et peu sexy, mais accumuleront suffisamment de chaleur pour une cuisson correcte
Ne mettez pas trop de viande dans votre poele. Il est préférable de marquer les morceaux à la poele puis de les terminer au four que de vouloir faire tout en une opération
Et surtout, choisissez un bon morceau de viande. Mais cela fera le sujet d'un autre article
Cuisson sous pression
La cuisson sous pression n'est pas nécessairement de la cuisson à la vapeur, et vice versa. Nous avons vu ci dessus que l'eau bout à 100°c, mais à pression atmosphérique standard de 1 atmosphère . En effet, en altitude la pression atmosphérique diminue et l'eau va bouillir à une température inférieure. à une altitude de 1000m, la température d'ébullition sera de 96.8°c, à 2000m de 93.3°c, et au sommet de l'Himalaya, vers 8000M ne sera plus que de 75.5°c.
Ce phénomène est décrit par la loi des gas parfaits, qui dans son essence spécifie que la pression fois le volume est égale à la masse de gaz fois la température fois une constante, selon la formule ci dessous:
PV=nRT
Ce qui signifie pour le commun des mortels que:
Si la pression augmente, à température constante le volume diminue
Si la pression diminue, à température constante le volume augmente
Si la pression augmente, à volume constant, la température augmente
Si la pression diminue, à volume constant, la température diminue
Ce phénomène a été mis en application en 1893 par un certain Rudolf Diesel, le moteur qui porte son nom a fait de lui un miliionnaire, et est basé sur le fait qu'en augmentant la pression d'un gaz il est possible d'obtenir une température suffisante pour permettre l'explosion d'un carburant.
Revenons en à la cuisine. Si nous augmentons la pression dans un récipient alors la température de ce récipient augmente, ce qui permettra d'obtenir un point d'ébullition de l'eau plus élevé, et donc une cuisson plus rapide.
La plupart des cocottes pression sont fabriquées pour cuire à une pression de 1.03 bar, ce qui amène le point d'ébullition de l'eau à 121°c.
Quel est alors l'avantage de la cuisson sous pression?
La température de cuisson est plus élevée, donc le temps de cuisson est réduit et le besoin en énergie diminue
La vapeur reste en grande partie dans la cocotte, donc peu de perte de chaleur, et apport en chaleur moindre
Et dans l'autre sens: la réfrigération
Il n'existe pas d'unités de froid. La température 'commence' au zero absolu, et monte en fonction de la quantité de chaleur apportée/générée dans un système. Vouloir dire qu'il y a des unités de froid, c'est comme de vouloir définir des unités de 'vide' dans une bouteille de vin. (Et également la "calorie négative" est un mythe)
Comme expliqué plus haut, la notion de chaleur est fonction de la masse du système et de sa température. Je me permet un léger sourire quand je lis dans des livres de cuisine professionels des phrases comme "La pièce cède alors une grande quantité de froid et voit ainsi sa température augmenter".
Si on apporte de la chaleur à un système, la température augmente. Par radiation le système va diffuser naturellement une partie de sa chaleur et refroidir, et si ce système est mis en contact avec un autre système à température inférieure (incorrectement appelé plus froid ) il va transmettre sa chaleur jusqu'a ce que les deux sytèmes soient en équilibre. Il n'y a pas de "froid" et on ne sait pas apporter du froid, la notion de froid est purement une sensation animale.
Revenons au concept de chaleur latente. Pour passer d'un état à un autre, la matière requiert une certaine quantité de chaleur, appelée chaleur latente. Un glacon au surgélateur est à une température approximative de -18°c, et refroidira une boisson en absorbant une partie de sa chaleur, puis en fondant. En effet, l'eau a aussi une chaleur latente de fusion, de fusion de 335kJ/Kg, qui est bien inférieure a la chaleur latente d'évaporation. En vous épargnant les math, il suffit d'une part de glace à 0° pour refroidir 3 parts d'eau de 20° à 0°C.
Pourquoi transpirons nous?
Comme vous l'aurez certainement constaté, une flaque d'eau sur le sol va progressivement s'évaporer. Ensuie, pour passer de l'état liquide à gazeux, l'eau aura besoin d'une certaine quantité de chaleur, dans le cas de la flaque, cette chaleur viendra du rayonnement solaire, ou de la température ambiante.
Sortez d'une piscine, et si vous ne vous essuyez pas vous aurez rapidement froid, car l'eau sur votre corps va en s'évaporant voler une partie de la chaleur de votre corps. L'organisme humain produit de la chaleur en travaillant, et lorsque vous faites un exrcice physique ou que la température ambiante est trop élevée votre corps va éliminer cette chaleur superflue en produisant une pellicule d'eau sur votre corps qui, en s'évaporant, va éliminer l'excès de chaleur.
Le même principe est d'application pour quasi tous les liquides.Quand vous remplissez un siphon avec un cartouche de gaz, vous aurez certainement remarqué que la cartouche de gaz vide est couverte d'une pellicule de givre. Deux choses se sont passées: en passant de l'état liquide à l'état gazeux, l'oxide d'azote de la cartouche a absorbé de la chaleur de son environnement, et en passant de haute pression (dans la cartouche) a plus basse pression dans le syphon, selon la loi des gaz parfaits, le volume a augmenté donc la température diminue.
D'autre part, comme dans le moteur diesel si on augmente la pression d'un système, on augmentera sa température, et corollairement on peut comprimer un gaz et le faire passer en phase liquide.
La combinaison de ces deux phénomènes permet de réaliser un appareillage connu génériquement sous le nom de 'pompe à chaleur'. D'un coté nous trouverons un compresseur qui comprime et liquéfie un gaz, et libére de la chaleur, et de l'autre coté nous trouverons un évaporateur qui comme son nom l'indique laisser le gaz liquéfié se transformer en gaz, et absorbera de la chaleur.
Il existe d'autres noms pour ce genre d'appareils, tels que refrigérateur, surgélateur, conditionement d'air,.... mais nous sortons du sujet.
Bien sur, il existe d'autres moyens plus modernes de générer de la chaleur en cuisine, tels que micro-ondes, induction et chauffage ohmique et mais cela fera probablement un article futur.
Ah oui, avant de conclure, la réponse aux questions en début d'article
Comment se fait-il que je peux laisser ma main dans un four à 250°c pendant plusieurs secondes, alors que si je trempe ma main dans une friteuse à 180° ne fut-ce qu'une fraction de seconde, je serais gravement brulé
L'air est un mauvais conducteur de la chaleur, et dans un four le transfer de chaleur se fait partiellement par rayonnement et partiellement par convection d'air chaud. Par contre l'huile, comme la plupart des liquides, transmet efficacement la chaleur. Et puis les frites à l'américaine faites dans un four ne sont pas des vraies frites! (mais de grace ne plongez jamais vos mains dans une friteuse, sinon votre surnom deviendra l'homme homard )
Pourquoi mes saucisses cuites sur un barbecue sont-elles brulées à l'extérieur mais crues à l'intérieur
Le barbecue rayonne de la chaleur et force une convection d'air très chaud. Il faudra un certain temps pour que cette chaleur pénètre jusqu'au coeur de la saucisse, qui est fonction de la conductivité thermique de la chair à saucisse, mais entretemps la paroi extérieure de la saucisse peut bruler car la quantité de chaleur fournie est excessive, et les graisses s'échappant des saucisses peuvent bruler et laisser un dépot noir (et pas bon pour la santé...)
Comment se fait-il qu'une sauce épaissse aura tendance a bruler au fond de la casserole, mais pas une soupe?
Une sauce épaisse sera moins fluide, donc il y aura moins de convection et la chaleur aura l'opportunité de s'accumuler au fond de la casserole, et bruler la sauce.Avec une soupe qui est beaucoup plus fluide la chaleur pourra être dispersée plus rapidement par convection.
Pourquoi la cuisson à un four à vapeur ou a air pulsé est elle plus efficace qu'un four traditionnel
Voir ci dessus, le four a vapeur permettra de transférer la chaleur latente de condensation de la vapeur d'eau, et l'air pulsé reduira l'effet de couche isolante type effet Leidendorf
Comment se fait-il qu'un steak cuit mieux dans un type de poêle plutot qu'une autre?
Egalement, voir ci dessus.
Références: Food Engineering, 4th edition
Modernist Cuisine, N Myrhold
Heat and Mass Transfer A Practical Approach 2nd Edition, Cengel
Mes recherches sur la manière la plus efficiente de s'équipper pour faire de la cuisine 'basse température', (encore souvent incorrectement appelée 'sous vide') viennent de se terminer, et me voici équipé.
Les critères de sélection sont les suivants:
Appareillage utilisable par un professionnel come par un utilisateur domestique (doit pouvoir s'adapter à un bac gastro)
Faible encombrement, facilement transportable
Précision et puissance suffisante (capacité de plus de 15 litres ou plus, de 40° à 95°)
Budget restant dans le raisonnable
La prémière option est d'utiliser un cuiseur de riz modifié avec un PID externe. Pas cher, mais assez gadget, en ne convient pas pour une utilisation sérieuse
Option 2: un bain marie statique spécifique de précision: Moyennement cher (500 a 600 EUR), un peu encombrant, capacité limitée, pas de circulation donc risque de température inégale dans le bain
Option 3: circulateurs plongeant. Il y a les appareils de laboratoire de type Polyscience, très chers, et relativement peu portables. A l'autre extrème il y a de petits appareils, a utilisation domestique dont la capacité n'est pas suffisante et quie ne s'adaptent pas a des bacs gastro.
Finalement mon choix s'est porté sur le Clifton FL4CA, disponible chez Coq Shop à Bruxelles, pour un budget de 650EUR HTVA, et il répond à tous mes critères de choix:
Capacité de 56 litres max
Poids de 3,8Kg
Températures de 5°c à 95°c, précision de 0,1°c
Peu encombrant, facile à transporter.
Voici à quoi la bête ressemble:
Les premières impressions sont d'une excellente qualité de construction tout inox, facile à démonter pour nettoyage, poignée de transport. Mes félicitations aux ingénieurs qui l'ont conçu, c'est un produit bien réfléchi, et même le cable d'alimentation fourni est de longueur suffisante. L'appareil est livré avec un certificat individuel de test et de conformité électrique.
Le FL4CA est adapté pour se fixer sur tous supports, et il se clipe facilement sur un bac gastro ce qui n'est pas le cas d'autres modèles. Pour mes tests j'utilise un bac gastro 2/3 de 12 littres, (un 1/3 devrait être suffisant mais il n'y en avait plus en stock)
L'appareil monte rapidement à température, et lorsque le controleur PID décide que le bain est stable un témoin s'allume.
Il est possible de programmer une température ainsi qu'une minuterie, l'alarme est suffisamment forte pour être entendue dans une cuisine bruyante.
Alors essayons cela, et commencons par faire des oeuf 'parfaits'.
Pour mémoire, un oeuf cuit à 62°, à 63° et 64° donne des résultats différents:
62°: le jaune épassit légèrement mais reste liquide
63°: le jaune est légèrement ferme
64°: le jaune a pris et est solide
Résultat du test: parfait, j'obtiens les résultats escomptés.
A quoi ca sert ce truc alors?
Les diverses protéines se dénaturent à des températures spécifiques, et l'état de ces protéines sera directement dépendant de la température de la pièce, et non pas de la quantité de chaleur fournie.
Contraitement aux liquides l'air est un très mauvais conducteur de chaleur, donc une cuisson dans un milieu liquide à température contrôlée permet d'obtenir la cuisson voulue. Un autre effet intéressant est que la pièce peut être maintenue dans le bain à température constante et son état ne changera pas, donc pas de désèchement, pas de surcuisson....
Faire une cuisson à basse température ne veut pas dire de cuire des aliments à une température inférieure interne qu'avec la cuisson traditionelle. Cela signifie plutôt une cuisson à la température du milieu de cuisson, pas la température finale de l'aliment. Un steak saignant aura la même température à coeur si il est cuit à basse température ou de manière traditionnelle. La cuisson à basse température ( ou a juste température) est définie comme toute procédure de cuisson où la température de cuisson est proche ou exactement à la température interne désirée, grâce à un contrôle de température précis via à un support de cuisson qui conduit la chaleur plus efficacement et avec plus de précision que l'air sec. L'eau et la vapeur d'eau sont typiques, mais l'huile, le bouillon ou tout autre liquide fonctionnera.
Par exemple pour cuire un steak à une température interne de 55°c vous pouvez soit le saisir à la poèle puis terminer la cuisson au four 200°c jusqu'à ce qu'il atteigne 55 ° c , ou le saisir rapidement puis le mettre dans un bain d'huile maintenu à 55 ° C. Ceci est un exemple de cuisson à basse température, mais pas sous-vide.
Dans la culture traditionnelle de cuisson à température élevée, la température du milieu de cuisson n'est jamais le même que la température à coeur souhaitée. Votre four peut être chauffé à 205 ° C, votre friteuse à 190 ° C et un bain marie à 100 ° C, un steak cuit dans ces appareils ne peut être considéré comme saignant que lorsqu'il atteint une température à coeur de 55 ° C.
La différence entre la température à coeur désirée et la température du milieu de cuisson est appelée température delta, ou
ΔT.
Et le sous vide?
Les chefs et leurs clients confondent souvent la cuisson sous-vide et à basse température. Le sous-vide doit mettre en oeuvre un procédé sous vide, mais la nourriture peut être cuite à des températures hautes ou basses. Environ 90% de ce que les cuisiniers souhaitent obtenir avec la cuisson à basse température peut être atteint sans un vide, voire avec des sachets réutilisables style ziplock.
C'est là que les choses deviennent confuses car les techniques sous vide sont souvent utilisées pour la cuisson à basse température, mais toutes les cuissons sous-vide ne sont pas nécessairement à basse température. Par exemple prenons l'ébullition d'un sachet repas. Le milieu de cuisson est de l'eau bouillante et donc pas à basse température, pourtant, vu qu'il ya un procédé sous vide utilisé, il s'agira de cuisine sous-vide. Ceci dit, le sous-vide est très pratique pour la cuisson à basse température parce que la nourriture à l'intérieur du sac ne sèche pas et ne perd pas de saveur durant une cuisson prolongée si la température adéquate est maintenue. Les sacs sous vide empèchent également l'évaporation et le refroidissement du a l'évaporation.
Le transfert de chaleur
La chaleur ne se transmet pas de manière identique entre différentes matières, en effet un poisson va cuire plus rapidement qu'une viande. Je reviendrais plus tard sur ce sujet.
La cuisine traditionelle utilise un ΔT élevé (four à 180° et pièce à 20°, ΔT= 160°). Les pièces cuites de cette manière n'ont pas une cuisson uniforme, l'extérieur présente une croute, suivie par une couche trop cuite, puis une couche parfaite et souvent un coeur qui n'est pas assez cuit. L'expérience gustative sera la moyenne de ces quatres cuissons.
Par contre l'approche basse température permet plus de tolérance. Un steak cuit à un ΔT faible (bain à 56°, ΔT=36°) aura la même cuisson à coeur comme en surface. Cependant 2 degrés de différence changent totalement la cuisson de la pièce, d'ou l'utilité d'avoir un bain marie qui permet un contrôle précis de la témpérature, et surtout qui ne surchauffe pas comme avec un thermostat traditionnel.
Le controle précis de la température est essentiel car la plage de température de cuisson d'un steak n'est que de 14°, de "saignant" vers 50° à "à point" vers 64°, et si la température dépasse un le point de cuisson idéal il n'est plus possible de décuire la viande.
Le problème du thermostat classique
Un bain marie traditionnel est constitué d'un thermostat et d'une résistance électrique. Si le thermostat constate que la température est trop basse, il allumera la résistance qui fournira de la chaleur au bain. Lorsque la température voulue est atteinte, le thermostat coupe la résistance.
Cependant... malgré que la résistance ne soit plus alimentée en électricité, elle dégagera toujours de la chaleur et la température du bain peut allègrement dépasser la température désirée. De quel ordre de grandeur, cela dépendra du volume du bain et de la puisssance de la résistance. Dans l'autre sens, il faudra un certain temps pour la résistance dégage à nouveau de la chaleur.
Alors qu'y a t-il de spécial avec des appareils comme le FL4CA? Ils utilisent une technologie appelée PID (pour Proportionel Intégrale Dérivée) qui se base sur un micro controleur qui va 'apprendre' progressivement la dynamique du bain et de l'élément chauffant et anticipera les changements de chaleur et la quantité d'énergie à fournir, ce qui garantit un bain à température constante et précise. Pour les explications techniques sur le PID voir cet article sur wikipedia.
La température d'un bain controlé par un PID reste stable par rapport à un thermostat classique
Quelques contrôles rapides avec un thermometre de référence m'ont permi de vérifier que le FL4CA se comporte comme promis, l'eau est à la bonne température à tout point du bain marie, et lorsque l'on introduit les pièces à cuire, le bain refroidit brèvement bien sur, mais ne dépasse jamais la température spécifiée
Les avantages de la cuisson basse température
Cette approche permet d'avoir une qualité et une constance de cuisson quasi impossible autrement ( même avec un four combi ou la température peut varier de 10°c)
Tant que la température désirée reste stable et ne dépasse pas la température de cuisson requise, la pièce ne changera pas d'état, il est donc possible de garder tout un lot de pièces au bain marie plusieurs heures, et de prélever les pièces cuites à la perfection au fur et a mesure de l'envoi.
Il est possible de cuire un "minimum garanti", par exemple s'assurer qu'un filet de poulet est cuit à coeur, mais reste tendre, une patte de canard peut être pré-cuite à 57° puis terminée au four pour donner du croustillant
Les pièces de viande et de poisson perdent très peu de liquide tant qu'ils restent en dessous d'une température maximale. Cela se joue au demi-degré près, voir ci-dessous. Je pense qu'il est quand même nécessaire d'éffectuer une phase de repos de deux minutes avant de poêler, cette phase de repos permet à certaines protéines de réabsorber du jus de cuisson.
Pour les âmes plus vertes, il est estimé que la cuisson à la poêle ou au four est efficiente en énergie à 25%, ce qui signifie que 75% de l'énergie utilisée chauffe l'atomsphère. Par contre un bain marie PID a une efficience estimée de 85%
Les désavantages de la basse température
Comme la cuisson se fait pour une température à coeur bien inférieure à la température à laquelle la réaction de Maillard se produit (environ 150°c) il n'est pas possible d'obtenir un croûte dorée comme avec la cuisson traditionelle. Cependant il est possible d'ajouter une
croûte après la cuisson à coeur, par un rapide passage à la poêle de la pièce avant service, quelques minutes sous une salamandre, ou avec une torche au gaz
La texture de certains aliments peut paraître trop uniformes pour certaines personnes
Comment cuire un oeuf parfaitement?
Charles Williams, un professeur de l'université d'Exeter a publié ses recherches sur la cuisson des oeufs. Selon lui la formule pour calculer la durée en temps de la cuisson d'un oeuf pour une température du jaune désirée est comme suit:
t = temps de cuisson
Tegg= température de départ de l'oeuf
Twater = température de l'eau
Tyolk= température désirée du jaune
M=poids de l'oeuf en grammes
Beaucoup plus simple avec un bain marie comme le Clifton, en effet il est possible de préparer 200 oeufs à la coque parfaits, plongés durant 40 minutes dans un bain à 62-63° que l'on termine à l'envoi par un bref passage à l'eau bouillante pour rafferemir le blanc (qui cuit plus lentement). Les oeufs peuvent rester plusieurs heures dans le bain, ils ne changeront pas.
La durée exacte de la cuisson de finition à l'eau bouillante devra être testée car elle variera entre différents types d'oeufs, approximativement entre trente et soixante secondes.
Quelques autres expériences
Saumon à 48° terminé à la poèle avec du Mycryo
Pièces de saumon: surgelée, vendues déjà emballé sous vide: une cuisson pendant 30-40 minutes dans un bain à 48° donne un résultat parfait.Au delà de cette température j'ai remarqué que les pièces semblent être un peu trop cuites. Bien sur cela dépend de la qualité de la pièce de saumon, j'essaieras avec d'autres sources.
Pour donner une légère
croûte j'ai saupoudré une face de mycryo et un effectue un bref passage à la poêle, puis assaisonnement. (le Mycryo est du beurre de cacao lyophilisé, matière grasse surprenante!)
Attention que les pieces refroidissent très vite, donc servir sur assiettes chaudes
Dos de cabillaud surgelé: parfait à 50°. Un dos de cabillaud frais donne un résultat identique au surgelé en ce qui concerne la cuisson.
A températures plus élevées, à 53.5° la pièce commence a réduire et à perdre du liquide, et à 54° il y a une perte de volume de 20 % et une importante de liquide
Steaks: Essai avec deux pavés de boeuf et un contrefilet, frais et emballés soius vide.
Comme mes amis aiment bien la viande "bien cuite" j'ai directement attaqué la cuisson dans un bain à 63° pour 40 minutes. J'ai ensuité marqué les steaks à la poèle avec de l'huile d'olive.
Il y avait dans les deux cas un léger rétrécissement et une petite perte de liquide.
A mon gout les pièces étaient un peu trop fermes, les pavés étaint encore légèrement rosés, et le contrefilet, moins épais beaucoup plus rose. Par contre la viande est restée très tendre.
Mon prochain essai se fera à 56° puis terminer à la poêle grill, pour une durée plus ou moins longue selon la cuisson désirée.
L'autre essai futur sera un hamburger à 56° terminé dans une poele avec de l'huile chaude
Verdict
J'adore le Clifton. Il fait exactement ce que je veux et est fiable, pour un budget qui reste raisonnable.
Voici un tableau qui est la compilation de plusieurs sources sur les températures à coeur selon les différents ingrédients. Ces températures sont à coeur et vont varier en fonction de la qualité des ingrédients. Question hygiène, la plupart des bactéries sont détruites au delà de 55° après 40 minutes de cuisson, donc toute cuisson en dessous de cette température requiert une hygiène impeccable.
Viandes
Bleu
Saignant
/ rosé
Moyen
A point
MAX
Boeuf (tendre)
50°
55°
60-65°
71°
71°
Boeuf (bas morceaux, durs) terminer au grill/poele
55°
(24 à 48H)
58° (48H)
Porc
54.5°
61°
68°
80°
Veau - carré
62-66°
Veau - Filet
62°
Hamburger (1)
57°
Lapin
66°
Canard - filet
58-60°
Canard - cuisse
62°
66-72°
Canard - cuisse confit
80° > 8H
Canard - Foie
57°
62°
Poulet - filet
60°
62°
65°
72°
Poulet - cuisse
66-72°
Agneau
60°
(1) Pour le hamburger 30 à 40 minutes min dans le bain à 57° pour puis terminer à la poèle/grill /barbecue
Je me suis posé la question. Si on découvrait aujourd'hui lé café et le tabac, ces deux produits - d'origine naturelle- seraient ils autorisés à la vente, ou seraient-ils considérés comme substances dangereuses et interdites à la vente?
Historiquement la cuisine a évolué de manière empirique et par l'expérience, les succès et les erreurs des diverst cuistots, mais la science a permis de comprendre la composition et les propriétés des divers ingrédients, ainsi que la technique utilisée.
La cuisine est fondamentalement la préparation et la transformation d'ingrédients de base, et l'ajout d'additifs pour améliorer le gout, la texture,... du résultat final. Par additifs je considère tout ce qui est ajouté à un ingrédient de base tel que viandes, légumes, racines, baies et haricots pour contribuer à un résultat final.
J'ai commencé initialement par décrire différentes substances ainsi que leur utilisation en cuisine moderniste, cependant je me rends compte que je vais peut être trop vite en besogne. Il faut d'abord comprendre les différents types de préparations avant de mettre en place les additifs.
Prenons un morceau de viande et cuisons le sur un feu. Cela s'appelle entre autre un barbecue. La viande après cuisson est tout à fait comestible. Ajoutons un peu de chlorure de sodium - pardon du sel de table - et le gout devient plus intense.
Prenons une autre pièce de viande, par exemple une jambe de porc, que l'on va laisser dans une boite recouverte de sel et de salpètre et laissons reposer quelques semaines (ou mois). Nous obtenons un jambon de type 'iberico', dont l'appellation est controlée et qui souvent a un label 'bio'.
La peau et les os de l'animal peuvent être bouillis quelques heures, et on récolte un liquide qui gélifiera à température ambiante, grâce à la gélatine resultant de l'hydrolyse du collagène.
Bon, assez de termes techniques, les additifs alimentaires existent depuis des millénaires, certains sont tout à fait naturels, d'autres artificiels, certains sont sans aucun danger, d'autres sont à proscrire formellement, par exemple colorants artificiels. L'approche moderniste est de sélectionner les meilleurs ingrédients possibles, et de les préparer selon les techniques les plus appropriées, et étudiées rigoureusement.
On préférera pour la cuisson des viandes et poissons une approche 'a juste température', c'est à dire que la pièce sera cuite à une température optimale à coeur pour obtenir la meilleure texture et gout possible, ce qui peut entre autre être réalisé avec un bain marie controlant la température avec précision.
Si on observe les autres éléments d'un plat préparé, on constatera que physiquement ils rentreront dans les grandes catégories suivantes:
émulsions: la plupart des sauces
gels: pas seulement la gélatine, mais également les crèmes, tels que crème anglaise
mousses: chantilly, soufflés
verres: tuiles et décorations au sucre. Mais aussi les spaghettis secs!
Pour réaliser ces préparations nous utiliserons les types d'additifs suivants
Emulsifiants: Un émulsifiant est une substance qui permet le mélange et l'homogénisation de substances qui ne se mélange pas naturellement, tels que l'eau et l'huile. Une des raisons pour lesquelles ces substances ne se mélangent pas est du à leur faculté de s'ioniser. Par exemple, une substance soluble dans l'eau est souvent ionisable, tandis qu'une substance organique saturée, par exemple l'octane du carburant super. Par contre certaines substances ont les deux propriétés: une partie de la molécule a des affinités pour l'eau, et l'autre partie a des affinités pour les substances insolubles dans l'eau, l'exemple le plus connu est notre bon vieux savon, mais son utilité en cuisines est limité au lavage des mains.
Les émulsifiants fonctionnent via plusieurs phénomènes physiques,
le plus important étant d'influencer les forces présentes entre les surfaces des liquides.En effet entre deux liquides incompatibles vont se regrouper en parties distinctes, et la surface de contact entre les deux liquides va être sujette a une force appelée tension de surface. C'est cette force qui fait par exemple qui l'eau forme des gouttes, que du poivre blanc reste à la surface d'une soucoupe d'eau ou que l'eau savonneuse forme une mousse faite de bulles avec de l'air.
Toute substance qui modifiera cette tension de surface est appelé surfactant, tensio-actif ou émulsifiant selon son utilisation.
L'émulsifiant culinaire traditionnel est le jaune d'oeuf, mais il y a aussi la moutarde et l'ail. La substance émulsifiante active dans le jaune d'oeuf est la lécithine, que l'on retrouve également dans le soja. Le citrate de sodium est également utilisé comme émulsifiant dans la préparation de fromages style 'Kraft'. Il y a d'autres types d'émulsifiants dérivés des sucres tels que Glice, Gluco.
Une mousse est une autre forme d'émulsion. Plutôt que d'avoir des gouttes d'eau dispersées dans de l'huile ou vice versa, on aura des bulles de gaz tels que de l'air, dioxide de carbone ou hémioxide d'azote dans le cas des siphons, emprisonnées par une fine pellicule de liquide. Pour garder le mélange au syphon stable, on y incorpore souvent de la gélatine.
La mousse la plus connue en cuisine est simplment le blanc d'oeuf battu. Battre les blancs au fouet incorpore des bulles d'air, et on obtient une emulsion / mousse d'air et de blancs d'oeufs.
Le terme 'lécithine' a été défini en 1847 par un chimiste Francais , du nom de Theodore Gobley, qui a isolé la lécithine du jaune d'oeuf. Au fait, lekithos en ancien grec se traduit par 'jaune d'oeuf'. De nos jours on extrait la lécithine des grains de soja, et cette substance est utilisée universellement comme émulsifiant.
Epaississants: de manière à donner plus de corps a un plat, traditionellement on utilise de l'amidon sous toutes ses formes (farine, maizena,...) ou du jaune d'oeuf. Mais on peut également utiliser toute un panoplie de gommes d'origine végétale, tels que l'agar, le xanthane afin d'obtenir des sauces plus onctueuses sans changer le gout et la texture.
Gélifiants:
Ces substances, à température normale vont emprisonner un liquide en formant un filet tri dimensionnel de protéines (gelatine, blanc d'oeuf) ou de polysaccharides (comme l'amidon).
Il y a deux grands types de gels: thermo reversible et thermo irreversibles. Un gel reversible va fondre au dela d'une certaine température, et re-gélifiera lorsque la température redescend en dessous d'un certain point. Un gel irreversible ne changera plus, tout comme le beton qui est initialement liquide et ne change plus lorsqu'il a pris.
Les gélifiants les plus courants sont la gélatine (origine animale), la pectine (venant des fruits) mais aussi toute une panoplie de gommes végétales tels que gomme arabique, Agar, Guar, caroube, alginates, carraghenane, methylcellulose
Exhausteurs de gout: le sel de table en est l'exemple le plus courant, l'autre exhausteur le plus courant est le glutamate de sodium (MSG), un acide aminé originellement extraitde l'algue japonaise Kombu.
Edulcorants : tout ce qui donne un gout sucré, donc les différents sucres, l'aspartame, la saccharine et plus récemment le stevia. Une histoire intéressante est que les Romains faisaient bouillir du jus de raisin dans des récipients en plomb, qui forme de l'acétate de plomb qui a un goût sucré, mais est toxique ...
Acidifiants: Vinaigre et jus de citron, mais aussi l'acide
citrique dérivé du jus de citron, l'acide ascorbique (vitamine C), le
tartrate, l'acide malique, l'acide oxalique dont la source naturelle est
l'oseille, mais qui est dangereux a partir d'une certaine dose.
Herbes, épices et aromes: La liste est longue et quasi tout ce qui donne un gout intéressant dans les diverses herbes et épices est un fait un véritable arsenal de guerre chimique. La plupart des plantes, de par leur nature immobiles, ont développé des facultés de féfense contre les autres créatures. Par exemple, la substance active principale du plant de tabac est la nicotine, qui est entre autres un puissant insecticide.
Adsorbants: matières dont la propriété prinpipale est d'absorber un liquide. Le grand classique est la chapelure, qui absorbera une partie de l'eau d'une préparation. La maltodextrine a également des propriétés intéressantes car elle adsorbe l'huile, ce qui permet de faire de la poudre d'huile d'olive, de la poudre de nutella... La maltodextrine est produite à partir d'amidon.
Enzymes: Les enzymes sont des protéines, qui agissent comme une clef à molette, et décomposent une substance complexe en plus petites molécules. Contrairement à une réaction chimique normale, une enzyme n'est pas consommée lors de la réaction, et reste disponible pour continuer son travail. Les quantités nécessaires d'enzymes sont minuscules, par exemple lors du brassage de la bière, l'enzyme amylase présente dans le germe du grain d'orge en infime quantité est capable de transformer l'amidon des grains en sucre, qui sera ensuite fermenté par des levures. Votre salive contient de l'amylase, qui est utile pour la digestion.
Les protéases, enzymes destructeurs de protéines sont naturellement présents dans la viande, mais également dans certains fruits: L'ananas frais et le kiwi contiennent de la broméliane, la papaye de la papaine, la concentration d'enzymes dans le jus d'ananas est telle qu'un filet de poulet mariné dans du jus d'ananas frais se liquéfiera au bout d'un certain temps. Et je vous défie de garder un morceau d'ananas frais sous votre lèvre pendant plus de cinq minutes.
Finalement, tous les enzymes de servent pas à décomposer des amidons ou des protéines. La transglutaminase, vendue sous le nom d'Activa, peut servir de 'colle à viande', deux morceaux de viande peuvent être soudés par l'action de cette enzyme. Qui est naturellement présente dans votre corps et sert entre autre à coaguler le sang et réparer certaines blessures.
Une des applications de la transglutaminase
La frontière est floue entre les additifs traditionels et modernes, car les phénomènes mis en jeu sont identiques. Alors avec un peu de science et de créativité, je pense que l'on peut s'amuser.
Je n'aime pas le mot 'cuisine moléculaire' car pour beaucoup de personnes il est associé à quelque chose de compliqué, d'industriel, qui fait peut-être peur. De fait, aux USA le terme de référence est désormais 'cuisine moderniste' ou 'cuisine expérimentale'.
On me demande souvent, avec mon éducation de chimiste, si je suis un grand fan de "cuisine moléculaire". Je réponds habituellement avec un sourire et demande ce que l'on veut dire par "moléculaire", car toute substance est par définition 'moléculaire', de l'eau que l'on boit à l'air que l'on respire.
Je commence habituellement ma réponse en parlant de la dénaturation des protéines, de la réaction de maillard, des propriétés des hydrocolloides et de la formation de gels et de mousses, de l'épaississement de sauces... Toutes les techniques de cuisine traditionelles se basent sur des phénomènes chimiques et physiques, et ont certaines limites, par exemple au dela de 85°c le chocolat est brulé et irrécupérable, la gélatine en présence d'enzymes contenus dans l'ananas ou le kiwi se décompose, etc...
La cuisine, quelle qu'elle soit, est par définition basée sur la transformation chimique et physique des aliments, soit pour les rendres digestes (une pomme de terre crue est quasi imangeable), soit pour leur donner plus de gout, voire simplement enlever tout danger d'un aliment. Pensons au 'Fugu' japonais qui si il n'est pas préparé par un spécialiste peut se révéler mortel.
La cuisine traditionelle à la Francaise commé définie originellement par Brillat-Savarin, Escoffier, etc... est très conservatrice, et résistante au changement. La vague 'Nouvelle Cuisine' des années 70-80 a été source de bien des controverses, mais a finalement apporté son lot d'influences. Par exemple, on attribue à ce mouvement l'apparition du service à l'assiette, ou le plat sort de cuisine déja dressé sur une assiette. Auparavant,... je vous invite à revoir le film de Louis de Funès 'Le grand restaurant', vous comprendrez.
Nicolas Kurti fut un des pionniers du sujet, et fut un des premiers scientifiques à faire une émission de télévision sur la science de la cuisine. Kurti est à l'origine un physicien ayant travaillé sur le projet Manhattan (bombe A) durant la seconde guerre mondiale, et fut également un passionné de cuisine. Il a fortement influencé Herve This qui a défini son travail de recherche comme 'Gastronomie Moléculaire', qui est en gros de la recherche scientifique sur les phénomènes chimiques et physiques présents dans la cuisine. D'autre part, Harold Mc Gee, dans son ouvrage encyclopédique "On Food and Cooking" a jeté en 1984 les bases d'une évolution des techniques culinaires. Un des meilleurs chefs au monde, Heston Blumenthal s'est basé sur ce livre pour monter son restaurant, qui est toujours considéré comme un des meilleurs au monde.
Heston Blumenthal
Alors, qu'est-ce que la cuisine moderniste? En passant en revue toutes les techniques et recettes que j'ai pu consulter, je dirais que la meilleure définition est que c'est une serie de techniques permettant de réaliser de nouveaux plats à l'aide de techniques et d'additifs modernes, qui ne sont pas possibles avec les ingrédients et les techniques traditionelles. Pensez par exemple à une crème glacée ... chaude
La notion d'additifs dérange, cependant ces additifs sont utilisés depuis des millénaires dans notre alimentation. Le sel (chlorure de sodium) et le salpêtre(nitrate de potassium) , par exemple sont des additifs utilisés depuis la nuit des temps pour conserver la viande. Un jambon cru est préparé en laissant 'sècher' la viande dans un coffre rempli d'un mélange de sel et de salpêtre.
La levure chimique (ou plutot la poudre à lever, qui est en grande partie du bicarbonate de sodium) permet de réaliser des patisseries autrment impossibles avec de la levure traditionelle. La pectine, présente naturellement dans les fruits permet la gélification des confitures.
Et que dire du chlorure de sodium alors, plus souvent appelé 'sel de table' ???
La cuisine moderniste n'est pas un nouveau truc à la mode, c'est le fruit d'une évolution de plusieurs siècles, de la compréhension des phénomènes physiques et chimiques dans la cuisine travaillés et appliqués d'une manière moderne.
Vers 1800 la révolution industrielle et l'ère Victoriene ont apporté
leur lot de nouvelles techniques et ingrédients, qui font partie de notre
alimentation quotidienne. Prenons par exemple les sodas, et le 'Tonic' qui furent inventés par des pharmaciens de l'époque (le tonic à l'origine servait de véhicule pour la quinine, un extrait d'écorce aux propriétés anti malariales, très utile dans les colonies anglaises). Le célèbre cola était à l'origine un syrop tonique, qui fut après dilué dans du soda.. La 'custard powder' (poudre à crème anglaise instantanée) fut inventée par Alfred Bird vers 1840 et est principalement constituée d'amidon, de sucre et d'un peu de curcuma pour la couleur. Le chewing gum est la résultante d'essais infructueux de transformation de la gomme de 'chicle' mexicaine en caoutchouc ... En fait la majorité des révolutions cuilinaires ont eu lieu entre 1850 et 1900.
L'industrie alimentaire utilise depuis des décennies ces techniques et ingrédients, mais le commun des mortels n'en est pas au courant. Par exemple en rendant visite à un ami qui tient un magasin 'bio', je lui ai montré que certaines des spécialités qu'il vend contient les mêmes ingrédients qu'utilisés en cuisine moderniste.
Par l'utilisation de ces nouvelles techniques et ingrédients, il est dès lors possible d'alller beaucoup plus loin, et de créer de nouvelles recettes une fois que les résistances initiales sont passées. Considérons que Christophe Colomb n'a pas découvert une nouvelle route vers les Indes, mais a permi l'introduction en Europe de nouveaux ingrédient jusque là inconnus, et qui sont devenus ajourd'hui partie intégrale de notre alimentation, tels que les pommes de terre, le mais, les piments et les poivrons, le tabac, le cacao,... la liste est longue.
Si nous devions ne nous cantonner qu'a ce que nous connaissons, n'avons nous pas un risque de passer à coté de quelque chose d'intéressant?
Il y aura ceux qui continueront à suivre Brillat Savarin et resteront coincés éternellement dans un vortex spatio-temporel, et il y aura les autres qui continueront à faire progresser une évolution qui dure depuis quasi trois siècles.
Ferran Adria et son huile d'olive encapsulée
Je vais dans les mois qui viennent tenter de démystifier et vulgariser ces techniques et ingrédients lors de messages ultérieurs, en prenant l'approche suivante:
Définition de la technique/ de l'ingrédient
Application en cuisine traditionelle
Limites de la technique traditionelle
Nouvelles technique et ingrédients permettant d'aller au dela des limites
Application sous forme de nouvelles recettes
Vu que techniques et ingrédients se croisent, je vais rédiger une série de messages interconnectés, et vous laisser faire votre propre chemin.
Ceci dit, j'ai eu une bonne rigolade il y a quelques jours.... Ma compagne, en me voyant expérimenter avec diverses techniques et mixtures 'modernistes' me dit demanda si des grenouilles se sont amusées dans la cuisine. Il faut dire que le "bacardi coca" sphérifié et gélifié ressemblait fortement à des oeufs de grenouilles, ce qui pourrait prêter à confusion. Il m'a fallu 20 minutes pour arreter de rire.... Autre fou rire lorsque j'ai ensuite ouvert un siphon contenant de la mousse de chocolat que je croyais être vide. Ma chemise, ainsi que la cuisine ont été redécorées...
Je posterais les liens au fur et à mesure de leur rédaction.
Ingrédients Modernistes Gomme xanthane Agar agar Alginates et calcium
Citrate de sodium
Lécithines
Caroube (Locust bean) Azote liquide
Methylcellulose
Maltodextrine
Carraghénates
Gomme arabique
Il y a quelques jours une personne m'a demandé quelques précisions sur les températures de cuisson, et la cuisson basse température. Je lui ai rapidement expliqué quelques températures essentielles à connaître, cependant la température n'est qu'un des aspects de la cuisson et du transfert de chaleur. Sans rentrer dans des concepts compliqués de thermodynamique et de thermokinétique, sachez que la relation entre la notion de 'chaleur' et de 'température' ne sont pas constantes entre différentes substances.
Ceci dit, voici quelques températures intéressantes: (toutes les températures sont en centigrade)
0° : point de fusion de l'eau à pression atmosphérique normale. La glace fond et devient de l'eau
100°c: point d'ébullition de l'eau, egalement a pression atmosphérique normale. L'eau devient vapeur, et chose importante, l'eau ne sera jamais à plus de 100° quelque soit la quantité de chaleur fournie. La vapeur par contre peut devenir bien plus chaude.
4°: la température idéale d'un réfrigérateur
20°- 30°:les bactéries adorent!A cette température elles vont se reproduire à vive allure!!!
40 à 60°: température à partir de laquelle certains enzymes deviennet hyperactifs dans des pièces de viande, principe de la cuisson basse température. Attention que cuire dans cette plage de températures ne stérilise pas les aliments, et le risque de contamination microbienne reste présent!!
60°: certaines protéines se dénaturent et commencent à coaguler. Par exemple le blanc d'oeuf commencera à durcir à partir de 62°, et le jaune à partir de 68°. Hervé This a établi que la température idéale de cuisson d'un oeuf est de 65° , mais cela prend 90 minutes au bain marie
72-75°: température de pasteurisation: du lait chauffé à cette température pendant 15-20 secondes sera 'pasteurisé', 99,999% des bactéries seront rendues inoffensives
85°: température minimum pour cuire les légumes
150°: température à laquelle la réaction de maillard démarre. La réaction de Maillard est ce phénomène qui fait brunir les viandes et le pain, et qui donne ce gout caractéristique.
180°: température idéale de l'huile d'une friteuse. Au dela de 190° l'huile peut se dégrader rapidement
180°: température du four pour la cuisson d'une pièce de viande
200-220°: température du four pour la cuisson de pates, de pain,..
232°: température à laquelle une feuille de papier s'enflamme spontanément
260°: température maximale de la plupart des fours domestiques
300°: température d'une cigarette
500°: température d'un four en cycle d'autonettoyage par pyrolise
Quant aux fours à micro-ondes, ils ne produisent pas de 'chaleur' comme un four conventionnel. Les micro-ondes ont la propriété de faire 'vibrer' les molécules d'eau et de graisse, et c'est cette vibration qui va dégager de la chaleur à l'intérieur des aliments. Il est donc impossible de rotir une pièce de viande au micro-ondes, par contre comme la graisse bout à une température plus élevée que l'eau, il est possible de de faire une sorte de friture (dans le cas du lard et du bacon) dans un four micro onde.
Maintenant voyons quel est le comportement des aliments à diverses températures.
Le livre 'La Cuisine Expliquée' définit deux concepts intéressants: cuisson à juste température et cuisson à basse température.
La cuisson à juste température permet de cuire une pièce selon le résultat désiré en mesurant la température à coeur plutot que d'estimer la cuisson en fonction de minutes par Kg de matière à température donnée. Voici les températures mentionnées
50°: Cuisson à bleu de viandes rouges
54°: minimum pour la cuisson sous vide du foie gras
55°: cuisson saignant des viandes rouges
59-60°: cuisson nécrée des poissons
66°: cuisson rosée des viandes blanches
67°: seuil maximum de la cuisson basse température
Voici quelques températures à coeur maximales recommandées par aliment (source: La cuisine expliquée)
Filet de Canard: 60°
Lapin: 66°
Filet de poulet: 62°
Cuisse de poulet: 66-72°
Agneau: 60°
Porc: 67°
Poissons: 54°
Boeuf bleu 40°
Boeuf saignant: 63°
Boeuf à point: 71°
Boeuf bien cuit: 77°
Par contre la cuisson à basse température (etnre 46° et 68°), popularisée par Bruno Goussault, permet de limiter la perte de poids et de volume, et d'eau et permet d'obtenir une viande plus tendre. (en effet, toute cuisson à température de plus de 100° va évaoporer et sècher la pièce cuite, une pièce de boeuf de 300g crue ne pèse plus que 200g après cuisson classique, par contre il reste 280g à basse température).
D'autre part la basse température permet d'obtenir l'attendrissement enzymatique. Le muscle, donc la viande, contient plusieurs enzymes -appelés protéases - qui seront actifs a partir de 50° mais seront détruits au delà de 80° (les enzymes sont aussi des protéines...)
L'action de ces enzymes va progressivement déstructurer les protéines des fibres musculaires ce qui aura pour effet d'attendrir la viande.
Je remarque également qu'il y a souvent confusion enter la basse température et a cuisson sous vide, qui n'est pas nécessairement une cuisson basse température au sens strict du terme. En effet, il est possible de pocher (ébouillanter) une pièce à 100°, voire cuire au four à plus de 100° des légumes emballées sous vide.
Dès qu'un sac plastique contenant un aliment est mis en contact avec une source de chaleur, l'eau de l'aliment va s'évaporer et recréer une atmosphère de vapeur d'eau qui n'est plus techniquement parlant un 'vide'.
Par contre il est possible de pocher à basse température des aliments emballés dans une poche sous vide dans un bain marie à température controlée, ce qui permet un plus grand rendement et une qualité quasi constante.
Il y a quelques années j'ai mangé dans un mega restaurant en Allemagne (plus de 800 couverts, et livraison de bière en continu directement par camion citernes) . J'ai été surpris par le steak! Ces steaks, cuits à la perfection sortaient de la cuisine comme si ils sortaient d'une usine. Ma curiosité m'a fait pointer le nez dans la cuisine, et j'ai découvert le secret: un énorme bain marie dans lequel les steaks, emballés sous vide, sont mis à température de 60°, et ensuite sortis du sac plastique et finis au grill en quelques secondes. La cuisson a coeur est faite au bain marie, et la finition au grill à haute température!
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J'espère avoir répondu en plus de détail à la question de cette personne, cependant la température n'est pas seule responsable d'une garantie de bonne cuisson. La cuisson est un phénomène physique et chimique et le comportement sera différent selon le type d'aliment. Par exemple, un jarret de boeuf contient beaucoupl plus de collagène qu'un roti, et pour s'attendrir devra cuire plus d'une heure, sinon la viande restera trop dure. Par contre, selon Hervé This, vous pouvez laisser un oeuf au bain marie à 62° indéfiniment, et le jaune ne cuira pas!
Je mentionnais plus tot la notion de pression atmosphérique et ébulition de l'eau. La température d'ébulliton de l'eau va varier avec la pression atomsphérique et/ou l'altitude. Cela ne nous concerne pas beaucoup en Belgique ou le point culminant est de 694m. Cependant en augmentant la pression, nous allons pouvoir augmenter la température d'ébullition, et est connu sous le nom de cuisson sous pression. Mais cela fera le sujet d'un autre article.
