cuisine moléculaire - web viewdureté de l'eau. remarques préliminaires...

Dureté de l'eauI) Remarques préliminaires (professeur)

Cette séance peut se placer à différents niveaux : La notion de quantité de matière et de concentrations (massique et molaire) ont été vues La quantité de matière n'a pas été vue, on déterminera une concentration massique en ions calcium

Problématique :Avoir une idée de la concentration massique en ion calcium dans l'eau du robinet en vue des préparations de solutions pour effectuer des sphérifications.Cela permet de savoir si on peut préparer les solutions d'alginate à partir de l'eau du robinet, et si on peut réduire la quantité de sel de calcium pour la préparation du bain de trempage.

Objectifs : Utiliser le matériel de chimie relatif au dosage (pipette, burette...) Prendre conscience de la nécessité de maîtriser les unités (volume, concentration massique), manipuler ces unités.

Remarques :L'élève ne conçoit pas le protocole, mais suite à la lecture du document sur la sphérification un débat doit aboutir à la nécessité de déterminer la concentration en ions calcium dans l'eau du robinet.

1) Si la quantité de matière est une grandeur inconnue (cas traité ici) :On effectue une approche par la concentration massique, grandeur qui sera utilisée lors des préparations de solutions de sphérification.Attention à ne pas créer une confusion lors des réactions chimiques où les quantités à prendre en compte sont des quantités de matière !

Une des difficultés résidera dans le fait de comprendre ce que veut dire "...1 mL d'EDTA permet de transformer complètement le calcium présent dans 10 mL d'eau de concentration 40 mg/L". Phrase à reformuler, ou présenter autrement.Comme on demande de doser 10mL d'eau (Contrex puis robinet) il suffira de comprendre que 1mL d'EDTA versé indique une concentration de l'eau de 40mg/L (2mL donne 80 etc...).Bien sûr on dose les ions magnésium, mais comme on veut un ordre d'idée on ne le précisera qu'aux élèves qui ont bien compris l'ensemble.

La fiche 1 est donnée après discussion avec les élèves sur la composition d'une eau et la lecture ensemble du texte sur la sphérification.

2) Si la quantité de matière est une grandeur connue (cas non traité ici) :La fiche de protocole sera modifiée de façon à faire apparaître la concentration molaire de la solution d'EDTA, on pourra alors travailler en précisant dans quelles proportions réagissent les réactifs.

H. ABBES Lycée Pierre Gilles de Gennes 04000 Digne les bains 2011-2012

II) Fiche préparation

9 postes élève

Nombre Matériel Préparé

2 Lunettes de protection1 Burette graduée + support1 Agitateur magnétique1 Pipette jaugée 10mL1 Pro pipette (poire à privilégier)1 Eprouvette graduée 10mL1 Erlenmeyer2 Bécher plastique1 Pissette d'eau distillée1 Verre à pied poubelle1 Flacon de solution tampon ammoniaqué pH=10 (NH3 et NH4+

1M)1 Flacon d'EDTA à 10-2 mol.L-1

Paillasse professeurNombre Matériel Préparé

1 Boite de turbulents1 1 bouteille de CONTREX1 réserve tampon ammoniaqué pH=10 (NH3 et NH4+ 1M)1 Flacon de NET1 Bidon déchet EDTA


III) Documents élèves

1) La sphérification

La sphérification est une technique dont on attribue la paternité en 2003 au célèbre chef cuisinier Ferran Adrià Acosta. Elle consiste à emprisonner un liquide

dans une enveloppe gélifiée. Pour cela on plonge des gouttes de liquide dans un bain de sel de calcium, ce qui a pour effet de former des sphères dont le cœur restera liquide si on le souhaite.

Deux techniques de sphérification peuvent être utilisées : la sphérification classique pour laquelle un liquide, additionné d'alginate de sodium, est plongé dans un bain de sel de calcium, et la sphérification inverse pour laquelle c'est une solution contenant naturellement du calcium

(produits laitiers par exemple) sera plongée dans un bain d'alginate de sodium ( à raison de 0,5 g pour 100 mL de solution).

Qu'elles s'appellent billes, caviar, gnocchis ou raviolis, ces "sphères" restent souples et faciles à manipuler. Le temps de "trempage" dans le bain leur donnera une enveloppe plus ou moins épaisse, qui peut atteindre le cœur si ce temps est trop long. La nature du liquide qu'elles contiennent permet d'imagine toutes sortes d'applications en jouant sur la couleur, la densité, le goût...

Texte original : http://www.albertyferranadria.com/fra/texturas-spherification.html2) Dosage des ions calcium

a) Protocole

Pour déterminer la concentration en ions calcium Ca2+ d'une eau :1) Remplir la burette d'EDTA et faire le zéro.2) Placer dans un bécher, à l'aide de la pipette jaugée, 10 mL d'eau.3) Ajouter 2 mL de solution tampon dans le bécher, puis 10 gouttes de NET.4) Placer le turbulent dans le bécher et agiter modérément.5) Verser l'EDTA jusqu'à obtenir un changement de couleur.

ATTENTION : le virage se fait à la goutte près, on versera donc l'EDTA mL par mL puis goutte à goutte sur la fin.

6) Noter Ve le volume d'EDTA versé au changement de couleur

b) Exploitation

En présence d'ions calcium le NET se colore en violet-rose, alors qu'il est bleu en son absence. Ce sera donc un indicateur de fin de réaction.

L'EDTA réagit avec les ions calcium, le faisant ainsi changer de "forme".


Dans les conditions de ce TP, 1 mL d'EDTA permet de transformer complètement le calcium présent dans 10 mL d'eau de concentration 40 mg/L.

Connaissant Ve, déterminer la concentration en ions calcium de l'eau dosée.


Réalisation de perlesI) Remarques préliminaires (professeur)

Des informations sont données aux élèves pour réaliser des perles d'alginate :1) La solution formant les perles doit contenir 4,0 g/L d'alginate de sodium. On réalisera 20 mL2) Le bain dans lequel on formera les perles (trempage) doit avoir une concentration en lactate de calcium de 10,0 g/L.3) Ce sont les ions calcium qui permettent à l'alginate de former une pellicule solide.4) Plus les perles restent dans le bain plus la pellicule solide devient épaisse (jusqu'à solidifier entièrement la perle). Donc bien penser à rincer à l'eau claire les billes formées !

Problématique :Concevoir et mettre en place un protocole permettant de déterminer le temps de trempage "idéal" permettant d'obtenir des perles de sirop de menthe dont la texture est la plus agréable.Objectifs : Concevoir et réaliser un protocole Réaliser des solutions de concentration massique connue.Remarques :Peut-on utiliser de l'eau du robinet pour réaliser les solutions d'alginate sachant qu'il y a du calcium dedans ? Se reporter aux valeurs trouvées à la séance "Dureté de l'eau". Le professeur fait bien la différence entre la concentration massique en calcium et celle en lactate de calcium. Il n'est pas demandé aux élèves de faire le calcul, la "conversion" est donnée par le professeur.Si on veut profiter de cette séance pour effectuer une dilution (protocole à proposer par les élèves) il suffira de fournir la bouteille de sirop "pur" et de demander à ce que la solution formant les perles soit diluée 4 fois). Il faudra alors modifier la liste de matériel et le sujet 1) Solution de menthe.Lors d'un projet sur 2 séances on pourra proposer la création de coques en chocolat (étude "mécanique de la solidification du chocolat) à remplir avec ces perles

On pourra proposer ce texte :Préparez un « bain de trempage » en dissolvant du lactate de calcium ou du chlorure de calcium dans l’eau (1g pour 100mL). Laissez reposer 30 minutes à température ambianteDispersez l’alginate de sodium dans un liquide pauvre en calcium (sirop, jus, etc.…) en pluie fine. Mixez la préparation en évitant d’incorporer de l’air. Laisser reposer au moins 30 minutes. Versez goutte à goutte à l’aide d’une seringue ou d’une pipette la préparation contenant l’alginate dans le bain de calcium. Ajustez la hauteur de chute des gouttes pour obtenir le meilleur résultat : trop bas, les gouttes s’écrasent à la surface du bain de calcium et trop haut, elles ne seront pas parfaitement sphériques. Laissez tremper les billes dans le calcium environ 5 minutes. Récupérez les billes formées dans le bain de calcium à l’aide d’une passoire. Rincez les billes à l’eau. Les billes formées, contrairement aux billes


réalisation lycée PGDG 2012

Réalisation lycée PGDG 2012

d’agar, se conserve mal au réfrigérateur, il est donc préférable de les préparer juste avant de servir le plat.


II) Fiche préparation

ATTENTION : verrerie spécifique SL car les perles seront gouttées !!

9 postes élève

Nombre Matériel Préparé

1 Agitateur magnétique1 Turbulent SL3 Verres en plastique jetables (ou bécher SL)1 Pissette d'eau distillée1 Pipette plastique jetable (pour formation des perles)1 Petite passoire SL1 Assiette plastique jetable (ou coupelle SL)1 Balance précision 0,1 g1 Coupelle de pesée SL ou carrés de papier

Paillasse professeurNombre Matériel Préparé

1 Alginate de sodium1 Lactate de calcium1 Sirop de menthe dilué 2 fois (trop dilué donnera une couleur

trop pale, un goût pas assez intense).1 Verre en plastique jetable (ou bécher SL) pour prélever le

sirop1 Pipette 20 mL SL (idéal étant une par groupe)1 Propipette SL (idéal étant une par groupe)1 Balance précision 0,01 g

Remarques : La réalisation de perles à partir de solutions acides est complexe (jus de citron par exemple...).Tous les sirops ne donnent pas le même résultat : tester avant.Penser au temps de repos des différentes solutions préparées (30 min) pour obtenir une sphérification satisfaisantePour des raisons de coût il n'y a qu'un poste pour prélever le sirop. Si on a le matériel suffisant (SL) on préfèrera que chaque groupe ait son matériel (pipette + propipette SL).


III) Documents élèves

1) Etablir une liste de matériel exhaustive (tout le matériel) et précise.2) Indiquer les remarques importantes (précision des appareils, difficultés rencontrées...).

1) Solution de menthe

Réaliser 20 mL de solution de sirop de menthe + alginate de sodium (concentration massique en alginate de sodium égale à 4,0 g/L). Laisser reposer 30 minutes.

2) Bain de sphérification

Réaliser environ 200mL de solution de lactate de calcium dont la concentration doit permettre la sphérification . Se reporter à la fiche produit du fournisseur "Cuisine innovation". Laisser reposer 20 minutes.

3) Dureté des perles

Proposer et réaliser un protocole permettant de déterminer le temps de trempage "idéal" des perles afin que leur explosion en bouche soit la plus agréable possible.
