Ce maître du gril est peut-être un maître de la chimie

Note de l’éditeur :

Le barbecue est un cadeau de la nature à l’humanité. C'est la réaction chimique qui rend ce barbecue parfait.

La nuit où les ancêtres humains ont dit adieu à la consommation de viande crue et de sang a dû être à cause d'un éclair inattendu. La foudre a frappé les aiguilles denses de la forêt de pins, déclenchant un incendie violent. Une antilope légèrement grasse sous l'arbre a été piégée par le feu avant qu'elle ne puisse s'enfuir, et la distance entre elle et les flammes était parfaite - si elle était un peu plus près des flammes, elle exploserait, et si elle était un peu plus près, elle fondrait... Lorsque le feu s'est éteint mais qu'il restait encore un peu de chaleur résiduelle, l'ancêtre a pris la cuisse d'agneau croustillante à l'extérieur et tendre à l'intérieur et en a pris une bouchée. La texture et le parfum ont explosé dans sa bouche, figés dans le bel instant, et dès lors, l'admiration folle pour le barbecue a été programmée dans ses gènes.

Même dans la société moderne, où l'alimentation des gens est devenue riche et colorée au-delà de notre imagination, le barbecue reste un choix important pour les banquets d'affaires, les réunions entre amis, les fanfaronnades auprès des proches et les rendez-vous. Le barbecue est une telle obsession qu'il a déclenché une migration humaine vers le Shandong en 2023. Le petit brasero et les petits wraps sont spéciaux, mais quand il s'agit du barbecue lui-même, ce qui est encore plus addictif doit être la viande cuite elle-même.

Quel est le barbecue parfait ? La peau légèrement dorée et brûlée, les fibres de viande riches et juteuses à l'intérieur, pleines d'arôme et de graisse... C'est un merveilleux festin de réactions chimiques, un aboutissement de chaleur, de texture et de goût créé par les protéines, la graisse, le charbon de bois et l'assaisonnement. Alors, comment obtenir un morceau de barbecue parfaitement savoureux ? Il peut s’agir d’un problème de cuisson ou d’un problème de marketing, mais plus fondamentalement, il devrait s’agir d’un problème chimique.

Maintenant, cuisinons.

Partie 1

Origine : Réaction de Maillard, début de la saveur et du goût

Chaque fois que l’on parle de chimie et de cuisine, on parle toujours de Maillard. Même si cela peut paraître un peu cliché, la communauté universitaire n’a pas encore pleinement compris ce qu’est la réaction de Maillard. La réaction de Maillard doit son nom au physicien et chimiste français Louis-Camille Maillard (1878-1936). Maillard a publié un article en 1912 discutant du phénomène de pigmentation brune à la surface de la viande à des températures comprises entre 140°C et 165°C [1]. Bien que Maillard détienne les droits de dénomination, le mécanisme de réaction chimique de la réaction de Maillard a été proposé pour la première fois par le chimiste américain John Edward Hodge (1914-1996) en 1953 [2]. Cet article, intitulé « Aliments déshydratés, chimie des réactions de brunissement dans les systèmes modèles », a ensuite été sélectionné par SCI comme Citation Classic. Hodge a expliqué le processus par lequel les sucres et les acides aminés subissent une série de réactions et sont finalement convertis en mélanoïdines (ou corps de Maillard).

Les mélanoïdes sont une série de polymères contenant de l'azote qui ont un goût et une sensation en bouche caramélisés. Les mélanoïdes se décomposent lors d'un chauffage continu pour produire des centaines de petites molécules aux arômes différents. Ces substances, qui contiennent de l’azote ou des cycles aromatiques, deviendront les composants les plus attrayants de la saveur du barbecue.

Même si nous n'avons pas l'intention d'approfondir les détails de la transformation chimique dans cet article, nous pouvons clairement ressentir, à partir de la voie de transformation illustrée dans la figure 1, que la température, le taux de déshydratation, la valeur du pH, le type de sucre, etc. sont la clé pour réguler le chemin de la réaction de Maillard et le degré de progression.

Figure 1 Le mécanisme de réaction de Maillard proposé par Hodge. Source de l'image : Référence [3]

Il existe de nombreux types de réactions de Maillard, qui sont en concurrence les unes avec les autres. Par conséquent, le processus pratique du barbecue nécessite un contrôle de la température, régulant ainsi le chemin de la réaction de Maillard et obtenant différentes mélanoïdines et saveurs de barbecue ultérieures. La température ne doit pas être trop élevée, car cela provoquerait une carbonisation de la surface (personne ne veut manger des brochettes de viande transformées en matière inorganique) ; elle ne peut pas non plus être trop basse, car cela empêcherait la réaction de Maillard de se dérouler sans problème et donnerait un goût médiocre.[4] La réaction de déshydratation affecte également la substance finale semblable à la mélanine. Le contrôle de la déshydratation peut être réalisé en régulant la température d'une part, et en badigeonnant l'huile pour éviter une perte rapide d'eau et obtenir un goût différent. En plus de l'huile, différents assaisonnements sont souvent badigeonnés sur les brochettes. Ces assaisonnements modifieront la valeur du pH à la surface des brochettes, affectant ainsi la composition chimique du produit Maillard et contrôlant les détails gustatifs finaux des brochettes.

Dans les barbecues spéciaux de certaines régions, le chef saupoudre du sucre sur les brochettes. La viande fraîche est bien sûr le meilleur cadeau de la nature, mais l'ajout de sucres supplémentaires peut contrôler la direction de la réaction de Maillard, et la caramélisation des sucres eux-mêmes (la couleur du sucre frit dans le porc braisé) peut également apporter une saveur supplémentaire, ce qui est une application inconsciente des connaissances chimiques par de nombreux propriétaires de stands de barbecue.

Figure 2 Grillade parfaite, peau carbonisée et fibres de viande internes juteuses (Source : « A String of Life » Saison 3)

Partie 2

Suite : Transfert de chaleur et rétention d'eau, le moment de chaleur entre les dents

La réaction de Maillard donne à la viande sa saveur initiale, mais elle est loin d'être suffisante pour faire une viande grillée parfaite. En fait, même si la peau carbonisée des brochettes donne au barbecue une explosion de saveur dès que vous le mettez dans votre bouche, c'est au moment où vous le mâchez avec vos dents que les gens commencent à consommer des calories.

Fig. 3 Effet du chauffage sur la taille des particules des structures d'assemblage de protéines. un. Viande crue simulée; b. Après chauffage à 100℃ pendant 10 min ; c. Après chauffage à 100℃ pendant 30 min. Source de l'image : Référence [5]

Tendre et juteuse sont les plus grands éloges pour les fibres internes de la viande. Si la réaction de Maillard à la surface du kebab est un changement chimique au niveau de la petite molécule, alors la formation du goût à l'intérieur du kebab dépend davantage des changements dans la structure tridimensionnelle de la protéine et de la rétention d'humidité. Lorsque la protéine à l'intérieur des brochettes est chauffée, la structure ordonnée originale des fibres protéiques assemblées sera détruite - ce qu'on appelle la dénaturation des protéines - rendant la protéine initialement ferme molle et délicate, tout en libérant les molécules d'eau enfermées pour former de la sauce. D'après les changements dans la structure d'assemblage des protéines illustrés dans la figure 3 [5], on peut voir qu'à mesure que la protéine est chauffée, les gros agrégats se désintègrent progressivement et leur proportion diminue progressivement, formant finalement un système d'assemblage de protéines plus petit - obtenant ainsi une texture de protéine plus moelleuse.

Bien entendu, la dénaturation des protéines ne peut pas être excessive. Comme le montre la figure 4, avant l'assemblage des protéines, il s'agit d'une structure lâche sans direction spécifique (a), après l'assemblage, elle est très compacte (b), et après que la structure d'assemblage est partiellement détruite, elle devient légèrement lâche (c). Correspondant au goût des brochettes, (b) celles qui ne sont pas entièrement rôties sont dures et difficiles à mâcher ; (c) ceux qui sont bien rôtis sont moelleux avec des fibres mais doux et juteux ; (a) se produit souvent lorsque la viande est mijotée, c'est-à-dire qu'elle est soi-disant trop mijotée au point de fondre dans la bouche - ce n'est pas le goût requis pour le barbecue.

Fig. 4 Assemblage et dénaturation des protéines. un. Non assemblé; b. Fermement assemblé (viande crue) ; c. Partiellement endommagé (viande cuite) Source de l'image : Référence [5]

Le rôtisseur peut certainement obtenir un contrôle exquis sur la texture de la viande à l'intérieur. Tout d’abord, une couche de polymère de mélanine issue de la réaction de Maillard se forme rapidement à la surface des brochettes, puis elle est lentement chauffée pour dénaturer la protéine interne et produire de la sauce. Étant donné que la mélanoïdine est un polymère, elle peut efficacement empêcher la perte d'eau dans le jus interne de la viande et éviter que la viande interne ne devienne sèche. Les brochettes juteuses ont une teneur en eau élevée et une grande chaleur spécifique de l'eau, ce qui peut éviter efficacement la dénaturation excessive des protéines de viande locales et garantir le goût ultime des brochettes. Dans ce processus, le contrôle du feu est crucial, mais le grilleur doit également être multitâche - car lorsque la viande interne produit du jus, c'est aussi la clé de l'assaisonnement des brochettes.

Partie 3

Toujours à l'aise : barbecue et santé, contrôlez l'arôme de la structure du feu

D'un point de vue chimique, la cuisson au gril produit de nombreuses substances organiques contenant de l'azote, ou composés aromatiques. Elles sont au cœur de la saveur du barbecue, mais ces substances sont souvent liées à la cancérogénèse. Après tout, des dioxines et du goudron peuvent flotter à la surface des brochettes. De plus, afin d'augmenter la saveur, de nombreux barbecues spéciaux sont cuits avec du charbon de bois/des branches de bois fruitier. Les épices ou matières organiques transportées par ces plantes naturelles elles-mêmes s'évaporeront naturellement à la surface de la viande lorsqu'elles seront brûlées, ou s'adsorberont directement physiquement pour donner de la saveur, ou participeront à des réactions chimiques pour donner du parfum, rendant les brochettes plus spéciales tout en apportant de nouveaux risques pour la santé.

Figure 5 Le barbecue produit beaucoup de matière organique contenant de l’azote, qui peut également être cancérigène. Source de l'image : Internet

Selon des rapports scientifiques, un article de 2002 dans Nature a été le premier à suggérer qu'au moins l'acrylamide apparaîtrait dans la réaction de Maillard - ou dans le barbecue[6]. L’acrylamide est un cancérigène potentiel bien connu, donc manger trop de barbecue peut effectivement augmenter le risque de cancer. Mais d’un autre point de vue, il est ridicule de parler de toxicité sans considérer le dosage. Les toxines ingérées lors d’un barbecue occasionnel peuvent être bien inférieures à celles d’une cigarette de fumée secondaire.

Aux yeux de ma mère, le barbecue est un poison recouvert de cendres de carbone qui nuit à la santé ; à mon avis, le barbecue est un antidote parfumé qui guérit la dépression et l’anxiété. Bien sûr, même s'il n'y a rien qu'un barbecue ne puisse résoudre, il semble plus important d'écouter sa mère et de ne pas la laisser se blesser.

Références :

[1] Maillard, LC. Action des acides aminés sur les sucres. Formation de mélanoïdines de manière méthodique. Comptes Rendus (en français). (1912), 154 : 66–68.

[2] Hodge, JE. « Aliments déshydratés, chimie des réactions de brunissement dans les systèmes modèles ». Journal de chimie agricole et alimentaire. 1953, 1 (15) : 928–43.

[3] https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%BE%8E%E6%8B%89%E5%BE%B7%E5%8F%8D%E5%BA%94

[4] Van Boekel M. Aspects cinétiques de la réaction de Maillard : une revue critique[J]. Alimentation/Nahrung, 2001, 45(3) : 150-159.

[5] Promeyrat A, Gatellier P, Lebret B, et al. Évaluation de l'agrégation des protéines dans la viande cuite[J]. Chimie alimentaire, 2010, 121(2) : 412-417.

[6] Stadler RH, Blank I, Varga N, et al. Acrylamide provenant des produits de la réaction de Maillard[J]. Nature, 2002, 419(6906): 449-450.

Source : Fanpu

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