Sciences appliquées à l'alimentation
La solubilité :
C’est l’aptitude d’un corps à se dissoudre dans un solvant. Le mélange formé est appelé solution vraie. L'eau est le solvant le plus courant et l’un des plus efficaces. Le soluté peut être un gaz (exemple : air dans l'eau), un liquide (exemple : alcool dans l'eau) ou un solide (exemple : sel de cuisine dans l'eau).
Exemple : le sucre se dissout dans l’eau et donne un sirop. Dans cette dissolution, l’eau est le solvant et le sucre est le soluté.
Ex : réhydratation des légumes secs en débutant la cuisson à l’eau froide, non salée. Ainsi le milieu de cuisson constitue le milieu le moins concentré, les cellules de l’aliment le plus concentré. Des molécules d’eau du milieu de cuisson entrent, par osmose, dans les cellules de l’aliment qui est ainsi réhydratée.
L’osmose :
On appelle osmose, le passage de molécules d’eau au travers d’une membrane semi-perméable, séparant 2 liquides de concentrations différentes, du milieu le moins concentré vers le milieu le plus concentré. La différence de concentration provoque ainsi une différence de pression osmotique qui engendre un déplacement du liquide à travers la membrane. Ce mouvement se poursuit puis cesse lorsque les 2 milieux ont atteint la même concentration, c'est l'équilibre osmotique. À l'inverse, lorsque le pistion applique une pression supérieur à la pression osmotique, on observe un flux d'eau dirigé en sens inverse du flux osmotique : c'est le phénomène d'osmose inverse.
La diffusion :
La diffusion désigne la tendance naturelle d'un système à rendre homogènes les concentrations des espèces chimiques en son sein. C'est un phénomène de transport irréversible qui se traduit par la migration des constituants des zones de forte concentration vers celles de faible concentration au travers d’une membrane perméable.
Ex : enrichir l’aliment en principes aromatiques en réalisant des marinades et des courts-bouillons. La marinade ou le court-bouillon riche en principes aromatiques constitue le milieu le plus concentré, l’aliment le moins concentré ; les molécules aromatiques pénètrent dans l’aliment par diffusion.
On distingue :
-les émulsions instables : si on agite fortement un mélange huile/eau et qu’on le laisse au repos, l’huile remonte en surface et l’eau reste au fond du récipient. Les molécules d’huile et d’eau se séparent.
-les émulsions stables : cette stabilité est due à la présence de molécules émulsifiantes composées de 2 pôles : une qui attire les lipides (pôle lipophile) et une qui attire l’eau (pôle hydrophile). Les émulsifiants se lient aux micro-gouttelettes d’huile par leur partie lipophile et à l’eau par leur partie hydrophile. Ex : la mayonnaise est une émulsion d’huile, de vinaigre et de moutarde stabilisée par la lécithine du jaune d’œuf.
- La suspension stable ou solution colloïdale : les molécules d’une substance sont dispersées régulièrement dans une autre substance, formant un système à deux phases séparées, continues et dispersées. Ex : le lait est une suspension colloïdale de globules gras dans une suspension à base d'eau.
Remarque : les suspensions colloïdales sont intermédiaires entre les suspensions (particules de taille supérieure à 200 nm) et les solutions vraies (particules de taille inférieure à 2 nm).
L’émulsion :
Une émulsion est un mélange macroscopiquement homogène (mais microscopiquement hétérogène) de deux substances liquides non miscibles (qui ne se mélangent normalement pas), comme l’eau et l’huile. Une substance est dispersée dans la seconde substance sous forme de petites gouttelettes. Le mélange reste cinétiquement stable grâce à un troisième ingrédient appelé émulsifiant.
Schéma d'une molécule émuslifiante :
La solubilité d’un corps solide dépend de plusieurs facteurs dont :
- la concentration du soluté : un excès de sucre dans l’eau ne se dissout plus et reste sous forme de cristaux, on dit que la solution est saturée.
- la température de l’eau : plus la chaleur augmente plus grande sera la quantité de sucre dissoute dans l’eau.
- l’agitation mécanique (battage) : accélère la formation de la solution vraie.
Remarque : la solubilité permet de maintenir un produit homogène, se qui est important sur un plan visuel mais aussi gustatif.
La suspension :
La suspension est un type de dispersion de particules dans un milieu. C’est un mélange d'une ou plusieurs substances, dispersées régulièrement dans une autre substance. Dans la vie quotidienne, la plupart des suspensions concernent celles de solides dans de l'eau liquide.
Ex : la peinture est une suspension de pigments dans l'eau, la boue est une suspension de particules de terre dans l'eau.
On distingue :
- La suspension instable : les molécules se déposent au fond du récipient si le liquide n’est pas agité.
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