Le formalisme CDS

         La gastronomie moléculaire, quitte à étudier des dictons et transformations culinaires, consiste également à en simplifier la tâche. En effet, n'est ce pas compliqué de décrire l'état physique de nos recettes par des phrases telles que « suspension dans un gel dispersé dans un gel » ? Personne n'aurait donc inventé une manière d'abréger cette écriture ? Et si, cette fois çi c'est le fameux scientifique français Lavoisier qui, dès 1782, nous donne la solution : le formalisme CDS (complex disperse systems formalism).

       La nourriture, en cuisine, appartient à la catégorie des systèmes complexes dispersés. On définit un système de complexe lorsqu'il est composé d'entités en interaction et dont on ne peut prévoir à l'avance l'évolution. De même, un système est dispersé lorsqu'il est formé d'au moins deux phases. Il existe diverses phases comme la phase aqueuse, gazeuse, graisseuse...Ainsi, on obtient de nombreux systèmes dispersés possibles, comme on le voit en rouge dans le tableau çi dessous :

 

     A noter que si les phases solides et gazeuses correspondent respectivement à des éléments sous forme solides ou gazeux, les phases liquides comprennent à les fois les solutions aqueuses (eau) et graisseuses (huile).

       L'idée c'est donc de remplacer des expressions si longues qu'on ne les comprend plus par des formules semblables à de l'algèbre qui tiennent en quelques symboles. Grâce à ce fameux formalisme CDS, on va donc pouvoir être capable de décrire l'état physique de la matière à n'importe quelle échelle.

En quoi cette nouvelle écriture des plats consiste t-elle ?

 En ce qui concerne les éléments :

 Le gaz va être remplacé par la lettre G (gaz).

Les huiles ou matières grasses par la lettre O (oil).

Les solutions aqueuses par la lettre W (water).

Le solide par la lettre S (solid).

En ce qui concerne les transformations :

 L'inclusion d'une phase dans une autre va être décrite par @.

La dispersion aléatoire d'une partie de phase dans un autre par /.

Le mélange par +.

La superposition par σ .

Cette nouvelle écriture comporte néanmoins quelques règles :

  •   Tout d'abord, les différents éléments d'une somme doivent être rangés dans l'ordre alphabétique. Par exemple on aura (G+O+S)/W .

  •   Ensuite, les répétitions sont décrites par des exposants. Par exemple, les jaunes d'œufs sont formés de différentes couches (au nombre de 9) contenant chacune des granules solides (S) dispersées dans un plasma aqueux (W). Ainsi, le jaune d'oeuf entier peut être décrit grâce au formalisme CDS par (S/W)@ 9.

  •   De même, la quantité des phases doit être mise en indice. Par exemple, O200/W5 décrit l'émulsion de 500 g d'huile dans 5 g d'eau.

  •   En fonction de la taille des structures étudiées, les systèmes peuvent être placés entre crochets. Par exemple dans l'émulsion O200 [10-6 – 10-5] /W5 , les puissances de 10 indiquent le rayon minimum et maximum des gouttelettes d'huile dispersées.

  •   Enfin, même les plus petites structures peuvent être représentées entre crochets comme dans O200 [10-6 – 10-5] /W5 [ d > 10-5] où les structures considérées sont plus grandes que 10-5 m.

       Ainsi, le formalisme CDS permet de tenir compte des diverses échelles des systèmes à travers différentes formules.

  •   Quelques simplifications peuvent néanmoins être faites comme G/G donnera G ou W/W donnera W.

       N'importe quel système alimentaire pourrait donc être décrit en utilisant ce formalisme. En 2002, plus de 100 millions possibles ont été répertoriés. Mais comme en chimie, le but principal du formalisme CDS c'est pas de décrire des objets mais des transformations.

Applications :

Prenons l'exemple du lait :

       Le lait est l'émulsion d'une phase grasse (O) avec une phase aqueuse (W). Or, une part de la graisse est solide à température ambiante, d'où la formule (O+S)/W, préférable à O/W. Ainsi, la crème chantilly peut être décrite par l'équation (O+S)/W + G → G/[(O+S)/W]. Le chocolat chantilly créé par Hervé This est d'ailleurs basé sur cette équation.

Prenons l'exemple de la mayonnaise :

       Si on bat de l'huile avec du blanc d'œuf, soit un système tel que (O/W), les protéines de l'œuf permettent de créer une mayonnaise sans jaune d'œuf. Si à la place de blanc d'œuf, on ajoute de l'huile à une solution aqueuse de gélatine, le système O/W est également obtenu. Après coalescence (union entre les deux fluides), on obtient une émulsion gélifiée :

O/W → (O/W)/S

       On peut également obtenir une émulsion gélifiée grâce à la chaleur. En faisant chauffer une émulsion d'huile et de blanc d'œuf, le système gonfle et à partir de 61°, l'œuf coagule. On a donc une émulsion gélifiée chimique.

Prenons l'exemple du homard :

        Imaginons qu'un cuisinier crée une huile parfumée au homard : O . Ensuite, il prépare de la chair de homard : S1. Puis, une bisque de homard : W. Notons maintenant qu'il disperse la chair et l'huile dans la bisque, en ajoutant de la gélatine. On obtient : S1 + O → (S1 + O) / W.

       Le cuisinier introduit du gaz G dans l'émulsion : ( (S1 + O) / W ) + G → (S1 + O + G ) / W.

Attendons ensuite que la gélatine fabrique un gel S2:

( (S1 + O + G) / W ) + S2 → (( S1 + O + G ) / W )/S2

       On obtient un plat nommé « Faraday de homard ». 

        Afin de démontrer l'utilité du formalisme CDS en gastronomie moléculaire, Hervé This, le fameux physico-chimiste français de l'INRA, a répertorié la totalité des sauces françaises en uniquement 23 formules en 2002.

Les voici, dans l'ordre de complexité :

1)W

2)O

3)W/S

4)O/W

5)S/W

6)(O+S)/W

7)(W/S)/W

8)O+(W/S)

9)(G+O)/W

10)(G+O+S)/W

11)(O+(W/S))/W

12)(S+(W/S))/W

13)((W+S)/O)/S

14)(O+S+(W/S))/W

15)((W/S)+(W@S))/W

16)(O+(W/S)/W)/S

17)((O+(W/S))/W)/S

18)(O/W)+((G+O)/W)

19)(O+(W/S)+(W@S))/W

20)(S+(W/S)+(W@S))/W

21)(((W/S)+(W@S))/W)/S

22)(O+S+(W/S)+(W@S))/W

23)(O+S+((G+O)/W))/W



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