1/E) Les différentes étapes qui suivent
(1 compléxité)
-a/ l’émulsion
Le chocolat est constitué, en majorité, de sucre et de matières grasses. Mais ces deux constituants « cohabitent »-ils bien ensemble ? Oui, mais à condition de les aider…
En effet, le sucre « n’aime pas » le gras (on dit qu’il est lipophobe) ; au contraire, il « aime » l’eau (on le dit hydrophile). Pour que le chocolat forme un mélange homogène d’un point de vue culinaire (une vue au microscope montre que d’un point de vue chimique le mélange ne l’est pas réellement), on a recours à un intermédiaire que l’on nomme émulsifiant. La particularité d’un émulsifiant, c’est qu’il « aime » à la fois l’eau mais aussi les graisses (caractère amphiphile).
Etant donné qu’une couche mono-moléculaire d’eau recouvre les grains de sucre, les parties hydrophiles de l’émulsifiant vont donc se mettre au contact de cette surface humide, bloquant les sites, et laissant les parties lipophiles à l’extérieur, libres de se lier avec les matières grasses.
Voici le schéma présentant le principe de son action :
L’émulsifiant forme donc une couche frontière entre le sucre et le gras, et ainsi le tour est joué !
De plus, l’émulsifiant présente un intérêt pratique. Les différents ingrédients bien mêlés les uns par rapport aux autres (les frottements entre particules étant alors relativement faibles) vont permettre de faciliter les diverses opérations de brassage et ainsi éviter les échauffements.
Dans le cas du chocolat, l’émulsifiant le plus utilisé est la lécithine de soja (mélange de phosphoglycérides naturels avec d’autres substances comme l’huile de soja) dont la forme est :
Effectivement, elle est très efficace car elle se lie très fortement au sucre. Pour donner une petite idée, 0.5% de la masse totale en lécithine permet de recouvrir 85% du sucre !
Mais attention ! Il ne faut pas non plus en abuser. Si la lécithine ne trouve plus de sucre avec lequel se lier, elle va être libre et va alors se lier avec elle-même pour former des micelles ou une double couche autour du sucre :
Cela aurait pour conséquence d’entraver l’écoulement or c’est précisément ce que l’on cherche à éviter !
Mais au-delà de ça, une réglementation existe. Pour qu’un produit puisse être appelé chocolat, il ne faut pas que le taux de lécithine excède 0.5% ou 1% (tout dépend du type de chocolat fabriqué, du pays où il est fabriqué et celui dans lequel il est vendu).
Protocole : EMULSION AVEC DE L’HUILE
But : montrer le rôle de l’émulsifiant
Matériel : - eau+sucre
- huile
- 2 récipients
- émulsifiant (lécithine)
- 2 fouets
Mode opératoire : -verser dans un récipient de l’eau et de l’huile
-dans un autre, verser l’eau, l’huile et l’émulsifiant
à Observer et comparer
Durée : rapide
Observations : -sans émulsifiant, le sucre (eau) et l’huile forment deux phases distinctes
-avec l’émulsifiant, le mélange est bien homogène
à Caractère à la fois hydrophile et lipophile de l’émulsifiant (espèce amphiphile)
Protocole : EMULSION AVEC DU BEURRE DE CACAO
But : montrer le rôle de l’émulsifiant
Matériel : - eau+sucre
- beurre de cacao
- 2 récipients
- émulsifiant ( lécithine)
- 2 fouets
- une casserole
Mode opératoire : - faire chauffer dans une casserole de l’eau et du beurre de cacao
- verser le mélange dans les deux récipients
- rajouter de la lécithine dans un des récipients
à Observer et comparer
Durée : rapide
Observations : - sans émulsifiant, le sucre (eau) et le beurre de cacao forment deux phases distinctes
-avec l’émulsifiant, le mélange est bien homogène
à Caractère à la fois hydrophile et lipophile de l’émulsifiant ( espèce amphiphile)
-b/ l’alcalinisation
La modification de couleur du cacao induite par ce traitement est le principal effet recherché.
Cette opération permet de conférer aux poudres une teinte plus foncée et une nuance brun-rouge plus ou moins marquée, sachant que la poudre naturelle est marron clair.
Principe : on chauffe le cacao en présence d’une solution alcaline (dont la nature et la quantité sont fixées par la législation).
La couleur des poudres varie en fonction de plusieurs paramètres : la durée, la température, la nature, la concentration de l’agent alcalin…
Au cours de la fabrication des poudres, l’alcalinisation peut intervenir à différents moments :
L’alcalinisation sert également à diminuer les contaminations bactériennes et à neutraliser l’acidité naturelle du cacao. La dispersibilité des poudres dans les liquides est améliorée.
Pour beaucoup de monde, la flaveur chocolat est affectée lors de l’alcalinisation mais certains disent qu’elle s’estompe et d’autres qu’elle est renforcée…
La législation est différente selon les pays. Pour la CEE, sont fixées :
-la quantité d’agent alcalin (exprimée en carbonate de potassium). Elle doit être inférieure à 5% du poids de matière sèche et dégraissée ;
-la nature de l’agent alcalin (peuvent être utilisés seuls ou en mélange les carbonates et hydroxydes alcalins, le carbonate et l’oxyde de magnésium et les solutions ammoniacales) ;
-la nature et la quantité d’agent acidifiant pouvant être rajouté après traitement pour rectifier le pH (acide tartrique et citrique<5%du poids total du produit).
Influence des paramètres d’alcalinisation sur la couleur finale des poudres.
Aucune étude complète n’a été publiée sur ce sujet.
L’origine des fèves a une grande influence sur le développement de leur couleur.
Les nuances et les saveurs sont différentes selon si l’alcalinisation a été conduite sur nibs ( de rouge à brun sombre et saveurs agréables), masse (plus jaune et saveur moins agréable avec
apparition d’un arrière-goût de « savon ») ou sur tourteaux (les plus foncés et saveur encore moins agréable).
Plus il y a d’eau plus la nuance rouge est marquée.
Selon Minifie (1989), lorsque l’alcalinisation a lieu sur nibs, plus la quantité d’agent alcalin est élevée, plus la couleur est foncée. Si le traitement est réalisé sur masse, une plus grande quantité d’agent alcalin ne conduit pas à un renforcement de la teinte mais à une modification de couleur.
L’agent alcalin le plus utilisé est le carbonate de potassium car c’est avec celui-là que les poudres sont supposées avoir la meilleure saveur.
La température doit rester relativement basse (<85°C) pour que le développement de la couleur se fasse de façon significative.
On peut influer sur la pression pour accélérer la réaction ou favoriser la pénétration de la solution alcaline ou améliorer la teinte rouge développée.
Pour obtenir une teinte rouge, il faut la présence d’un courant d’air.
Il est supposé que le séchage effectué à basse température ait un effet bénéfique sur l’obtention d’une teinte rouge.
Les effets de l’alcalinisation sur la composition chimique
Il s’agit le plus souvent d’hypothèses fondées sur la nature des substances en présence.
-Clarke (1949) donne une liste hypothétique de réactions susceptibles d’intervenir au cours du traitement, telles que la formation de globuline, une dégénération cellulosique…
-Taneri (1977) a montré que même pour des concentrations optimales permises en agent alcalin, il n’y a pas d’augmentation de la teneur en acides gras libres (donc pas d’hydrolyse des glycérides) ;
-l’alcalinisation n’affecte pas la teneur en amidon ;
-on suspecte le rôle des composés phénoliques pour la couleur développée au cours de l’alcalinisation en raison de leur participation à la pigmentation naturelle du cacao ;
-les pigments du cacao fonctionnent comme des indicateurs colorés et changent de couleur en fonction du pH ;
-Schenkel (1973) invoque la participation de mécanismes similaires à ceux se produisant au cours de la fermentation (oxydation puis condensation) mais ses explications sur la nature des phénols mis en jeu ne sont pas toujours exactes.
Mais lorsque l’on utilise des bases (le plus souvent le carbonate de potassium) pour diminuer l’acidité, une partie d’entre elles va alors intervenir dans une réaction secondaire : la fabrication de savon…La base va alors réagir avec la matière grasse. La réaction chimique est développée dans l’annexe, dans la fiche expérimentale de la fabrication du savon.
Expérience : Protocole : Expérience sur la corrélation entre couleur du chocolat et l’alcalinisation
But : Montrer que l’alcalinisation influe sur la couleur du cacao. Il y a un indicateur coloré naturel dans le cacao ( bien choisir la poudre de cacao à revoir !!!! )
Matériel :
- trois verres transparents
- du cacao en poudre
- de l’eau déminéralisé
- du vinaigre
- du bicarbonate
- une cuillère
Protocole :
Mettre une cuillère de cacao dans chaque verre et ajouter la même quantité d’eau dans chacun de manière à les remplir à moitié. Mélanger avec la cuillère. Ajouter un peu de vinaigre dans le verre 1 ( une cuillère à soupe environ ), rien dans le verre 2 ( verre témoin), et une cuillère de bicarbonate dans le verre 3. Observer.
Durée : 5min
Observations :
Dans chaque verre on va observer une couleur différente. Plus le cacao est basique et plus sa couleur devient foncée. L’alcalinisation permet d’obtenir des couleur différente mais a aussi une influence sur les arômes qui seront formés.
-c/ la cristallisation
Quelles sont les qualités que l’on attend d’un chocolat en dehors de son bon goût ? Qu’il ait une belle apparence brillante tout d’abord, puis qu’il craque lorsqu’on le casse, n’est-ce pas ? Cela paraît évident en effet, cependant réaliser un tel chocolat est bien loin d’être aussi simple…
A l’origine de cette difficulté, se trouve l’un des deux constituants majeurs du chocolat, à savoir les matières grasses. Ces matières grasses sont un mélange de triglycérides, dont la formule générale est :
CH2 acide gras
CHacide gras
CH2acide gras
Dans le beurre de cacao (qui constitue les matières grasses présentes dans le chocolat), les trois acides gras principaux sont : l’acide oléique (noté O), l’acide stéarique (St) et l’acide palmitique (P) (ils représentent 80% des acides gras présents). On a alors en majorité le triglycéride suivant :
CH2St
OCH
CH2P
Mais il y a également d’autres combinaisons, et elles ne se comportent pas toutes de la même manière. En particulier, elles ne cristallisent pas toutes à la même température (la cristallisation étant le passage de l’état liquide à l’état solide). Autrement dit, le beurre de cacao peut cristalliser sous plusieurs formes (on parle de polymorphisme).
Pour le beurre de cacao, on compte six formes de cristallisation différentes :
De toutes ces formes, une seule permet d’obtenir les qualités désirées (apparence brillante et bon craquement lors du cassage) : c’est la forme b. Par exemple, un chocolat dont le beurre aura cristallisé sous la forme b’, sera mou et ne fera pas de bruit au cassage. Toute la difficulté réside donc dans le fait qu’il faut absolument cristalliser le beurre sous sa forme b.
On peut alors réaliser une expérience consistant à faire fondre du chocolat et ensuite le laisser refroidir sans aucune précaution particulière. Observer…
On a alors recours au tempérage. Il s’agit de faire passer en continu le chocolat liquide en contact de parois refroidies, ce qui entraîne une solidification partielle en surface dans tous les types de cristaux possibles. Les cristaux sont raclés et ainsi dispersés dans la masse plus chaude : la plupart fond. L’opération se répète jusqu’à ce que l’on obtienne une masse à 27-29°C micro-ensemencée en b et b’. Finalement, un réchauffage de quelques degrés Celsius à 30-32°C détruit la majorité des b’ et il reste donc seulement la forme souhaitée : la forme b.
D’autre part, il ne faut pas oublier que l’aspect du chocolat dépend également de la façon dont il est conservé.
Ceux qui ne sont pas gourmands (en existe-t-il vraiment ?), ont déjà sûrement remarqué qu’il arrive au chocolat d’être recouvert d’une fine pellicule blanche. Ils ont dû le conserver trop longtemps.
Effectivement, après une longue période (plusieurs mois ou années), le beurre de cacao de leur chocolat, qui a cristallisé lors de sa fabrication sous la forme b, est passé sous la forme super b. Cette transformation engendre la remontée en surface des matières grasses : c’est le blanchiment.
Mais pourquoi cette transformation a-t-elle lieu ? Tout simplement parce qu’elle stabilise encore plus le chocolat qui, comme tout autre système physique ou chimique, évolue vers son niveau d’énergie minimum.
Autre cause du blanchiment : une élévation importante de la température, comme par exemple lorsque le chocolat est laissé en plein soleil… Le chocolat va fondre puis recristalliser sous une mauvaise forme.
Les gourmands ont donc de bonnes raisons pour ne pas laisser leur chocolat traîner trop longtemps !!!