I - La montée des blancs

Chapitre 1 – Mais qu’est-ce que c’est qu’un blanc en neige ?

 

La première étape dans la préparation d'une île flottante, c'est la montée des blancs en neige: cette technique visitée et revisitée est sans doute la première manipulation qu'on apprend à un cuisinier débutant (comment oublier cette immense fierté, du haut de nos quatre ans et demi, quand maman nous laissait tenir tout seul le batteur).

Les fouets introduisent, comme on le comprend assez bien, de l’air dans le blanc d'œuf: on crée une mousse, c’est-à-dire une dispersion de gaz dans une phase liquide.

Lorsqu’on observe la situation à une échelle plus petite, on réalise que des bulles sont introduites dans le blanc, qui seront de plus en plus petites au fur et à mesure du battage: en effet, l’action des fouets est d’incorporer de l’air, mais aussi de diviser les bulles en bulles plus petites. C’est par exemple pour cela qu’on cherchera à utiliser des fouets avec le plus de fils possibles, qui captureront et scinderont ces bulles d'air.

De tout ceci s’élèvent de nouvelles questions : comment les bulles d’air peuvent-elles rester emprisonnées dans ce blanc d’œuf ?

Chapitre 2 – La stabilité du blanc d’œuf

Le blanc d'œuf, nous l’avons vu, est principalement constitué d’eau - pourtant, si l’on essaye de fouetter de l’eau, on obtiendra difficilement des blancs en neige. Ainsi, de façon assez évidente, ce sont les protéines du blanc, et en particulier l’ovalbumine, qui sont à l’origine du phénomène visible.

Une protéine flexible

Sous l’action des fouets, les protéines d’ovalbumine subissent une forme de légère dénaturation, c’est-à-dire qu’elles sont “déroulées”. Une comparaison assez claire consiste à les assimiler à des pelotes de laine: les protéines ont une structure particulière, elles sont enroulées sur elles-mêmes. Les fouets vont “détruire” cette structure, puisque des liaisons faibles permettant de maintenir la conformation tridimensionnelle de la protéine vont être brisées. 

L'ovalbumine est naturellement flexible - c'est-à-dire qu’elle à la capacité de se dérouler facilement. Les protéines sont à présent déroulées: elles vont alors former un film, qui va emprisonner les bulles d'air dans la phase liquide.

On peut expliquer ceci par une petite animation: 

Une protéine tensio-active

Le déroulement des protéines permet de profiter de la propriété tensio-active de la protéine.

Une protéine soluble

Lorsqu'une protéine est soluble dans un milieu, cela augmente le pouvoir moussant, c'est-à-dire la capacité à emprisonner l'air. En effet, jusque dans une certaine limite, la fluidité d'un liquide est favorable à la formation d'une mousse, car l'air sera plus facilement intégré dans le milieu. 

Pourtant, si la protéine est trop soluble, le milieu est trop fluide, ce qui empêche ou diminue cette capacité à mousser; le liquide n'est pas assez compact pour emprisonner les bulles. 

Ainsi, l'albumine est très soluble dans l'eau; même un peu trop! En augmentant un peu la viscosité, (par exemple en ajoutant une pincée de sel), les bulles ne pourront ressortir du liquide - c'est ce qu'on voit dans cette petite vidéo - et on aura la formation de la mousse recherchée!

Chapitre 3 – Les catalyseurs : sel et citron

Il est souvent recommandé dans des recettes d'ajouter une pincée de sel, ou un peu de jus de citron afin d'aider à la montée ou à la tenue des blancs en neige. Mais ces ingrédients sont-ils vraiment efficaces, et si oui, pourquoi ? Nous avons mis plusieurs expériences en œuvre afin de tester leur effet.

Notre première expérience (expérience 1) visait à analyser l’effet de ces deux produits sur la vitesse nécessaire au montage des blancs.

Ingrédients	Temps jusqu'à montée du blanc (s)
Blanc	Environ 60s
Blanc plus sel	Environ 30s
Blanc plus citron	Environ 40s

Nous pouvons ainsi observer que l'ajout de sel diminue de moitié le temps nécessaire pour monter les blancs ; de même, le citron diminue ce temps de 25%. Il nous faut maintenant expliquer cette diminution: comment le sel et le citron peuvent-ils faciliter la montée des blancs ?

L’effet du citron

http://beautifullyused.com/

Le jus de citron est, comme chacun le sait, très acide. L’acide en règle générale a pour propriété que les ions oxonium (H3O+) qu'il libère en réagissant avec l’eau empêchent le repoussement des protéines des blancs d'œuf entre elles. Les queues hydrophiles et les têtes hydrophobes des protéines ont en effet tendance à prendre une charge, et donc à se repousser. Les ions vont en quelque sorte “s’intercaler” entre les protéines pour limiter ces répulsions, et les protéines se lieront plus rapidement, formant le réseau nécessaire à la tenue des blancs.

Par ailleurs, l’acide contribue à la dénaturation des protéines - phénomène que l’on recherche, dans une certaine mesure, lorsqu’on bat des blancs en neige. On a vu que le mouvement des fouets était à l’origine d’une dénaturation partielle de l’ovalbumine. L’acidité contribuera à cette dénaturation. 

L’effet du sel

http://www.realsimple.com/

La dissolution du sel est à l’origine de l’apparition d’ions en solution (ions sodium Na+ et chlore Cl-). De la même manière que les ions oxonium lorsqu’on ajoute du citron, ces ions limiteront les répulsions électrostatiques entre les protéines, et faciliteront la montée des blancs.

On peut illustrer ceci par un schéma :

(Les charges ont été données de façon aléatoire, car, en effet, elles ne caractérisent pas en elles-mêmes la nature des pôles tensio-actifs, mais correspondent à un phénomène naturel de polarisation électrique)

Mais tout ceci a-t-il un impact sur la texture finale du blanc ? C’est ce que nous avons tenté de démontrer par une comparaison de blancs (expérience 2) montés avec différents additifs.

Ingrédients	Texture	Tenue au toucher
Blanc	Bien ferme et solide, surface homogène	Reprend sa forme d'origine
Blanc + sel	Un peu moins ferme, mais toutefois bien compact et relativement solide, surface homogène	Légèrement moins élastique
Blanc + citron	Plutôt liquide, et pas du tout élastique	Blancs se désintègrent

L'optimisation de la vitesse de montée des blancs a donc toutefois un détriment : la texture des blancs en neige n'est pas optimale, tout comme leur tenue.

Les résultats obtenus avec le citron nous paraissant surprenants, nous avons refait l’expérience, avec moins de citron cette fois. En réalité, dès qu’on ajoute plus d’1 gramme de citron, cela se fait au détriment de la texture des blancs! Il suffit donc d’en ajouter quelques gouttes. On peut expliquer cela par le fait que l’acidité du citron, en dénaturant les protéines plus que nécessaire, leur feraient perdre certaines de leur propriétés, propriétés cruciales à nos blancs en neige.

Chapitre 4 – Un autre acteur important : le sucre

Le sucre est une partie essentielle dans la préparation de l’île – car s’il ne l’était pas, quel intérêt ? Mais quel rôle joue-t-il réellement ?

http://www.cookthink.com/

Nombreuses sont les recettes prônant l'effet positif de l'ajout de sucre lors de montée de blancs en neige; il semblerait en effet que même si ceux-ci n'accélèrent pas la vitesse de cette montée, ils aideraient considérablement à la tenue des blancs. Afin de tester la véracité de ces dires, nous avons mis en place une expérience (expérience 3) : nous avons comparé l’affaissement au cours du temps de deux blancs, l’un monté avec sucre, et l’autre sans.

Temps	Blanc seul	Blanc + sucre
10 min	Commence à s’affaisser un peu (cède doucement au toucher)	Tenue initiale
20 min	de l’eau commence à s’échapper du blanc d’œuf	Perte d’eau, mais bien moindre
50 min	Aspect très liquide, grande perte d’eau	Peu de changement
1h10	Flaque considérable, s’effondre au toucher	Peu d’eau perdue, texture résistante au toucher

Il suffit de comparer les deux cas pour voir que la différence est en effet assez grande! A gauche: sans sucre; à droite: avec sucre...

On a donc bien un effet positif du sucre sur la tenue des blancs.

Le sucre aurait l’effet de maintenir le réseau de protéines, et peut-être plus précisément de retenir l’eau qui était piégée. En effet c’est ce que suggère notre observation du liquide s’échappant. Comment savons-nous ce que c’est? Tout simplement, on observe que ce liquide est très peu visqueux en comparaison avec un blanc d’œuf “standard” - d’où notre hypothèse que c’est de l’eau, avec une teneur en protéines moindre par rapport à notre œuf initial.

Après avoir battu des blancs en neige avec et sans sucre, nous avons observé au microscope optique (grossissement * 40), pour déterminer si les observations macroscopiques se manifestaient à l’échelle microscopique.

Sans sucre

Les bulles sont bien rondes, et on remarque des espaces ici ou là entre les bulles d’air.

Avec sucre

Ici les bulles sont plus “hétéroclites”, leur forme est variable, parfois anguleuse, nettement moins harmonieuse dans l’ensemble - mais cela est lié à une surface de contact plus importante entre les bulles, ce que l’on observe en plaçant côte à côte des détails des images:

Avec sucre

Sans sucre

On l’a vu, lorsqu’on dissout du saccharose, on a tendance à obtenir une solution de glucose et de fructose (molécules polaires).

Par exemple, le glucose est un sucre à cinq carbones, dont la formule développée est la suivante:

http://www.crsbooks.net

La protéine d’ovalbumine, déroulée, est un polypeptide, soit une chaîne d’acides aminés (elle en contient 385 exactement):

Structure générique d'un acide aminé (http://.scienceaid.co.uk)

R: radical (spécifique à chaque acide)

Dans les deux molécules, on remarque la présence de groupes O-H (les radicaux des acides aminés en contiennent notamment) la plupart du temps: à cause des doublets non-liants d’électrons formés par l’oxygène, ces groupes O-H sont en forme de coude, et présentent donc des sortes de "mini-pôles" chargés.

Ainsi, les molécules formeraient entre elles des liaisons hydrogène (liaisons faibles)

En théorie du moins, les protéines d’ovalbumine se lient, par des liaisons hydrogène, au saccharose dissout (le sucre forme facilement ces liaisons hydrogène: c’est par exemple ce qui se passe dans les sirops).

On pourrait alors modéliser ce qui se passe dans nos blancs de la façon suivante:

Blanc sans sucre

Schéma de blancs d’œufs en neige avec sucre (à l’échelle des bulles et à l’échelle moléculaire)

Remarque: nos schémas sont des modélisations du phénomène et ne sont donc pas exacts: par exemple, le dessin des molécules ne fait qu’indiquer grossièrement leur structure et ne sont pas exacts (cela pour rendre plus visible et clair le phénomène des liaisons hydrogène).

Le sucre aurait donc pour effet de “rapprocher”, de lier entre elles les protéines formant les interfaces air-liquide sur des bulles adjacentes. La surface de contact des bulles augmente; la cohésion entre elles est plus forte.
A  l’échelle macroscopique, on a alors des blancs plus fermes, qui tiennent mieux puisque le sucre maintient les bulles entre elles.

Conclusion

Nous avons donc déjà pu répondre à un grand nombre de questions.

Qu’est-ce qu’un blanc d’œuf ? Une mousse.

Comment cette mousse tient-elle ? Grâce aux propriétés des protéines : la tensio-activité, la solubilité, et l’élasticité.

Comment le sel et le citron accélèrent-ils la montée ? En évitant la répulsion entre protéines grâce à leur polarisation.

Quel est l’effet du sucre sur la tenue du blanc ? Par formation de liaisons hydrogènes, on a une meilleure cohésion des bulles.

Maintenant que nous avons éclairci le mystère du blanc en neige, passons à la cuisson de ces derniers!