Brevet FR3046924A1 — publié le 20170728

B.1530 1 PROCEDE DE CUISSON D'UN ALIMENT La présente invention concerne un procédé de cuisson d'un aliment, et en particulier un procédé de cuisson d'un aliment sur une surface hydrophobe, voire 5 superhydrophobe. Depuis toujours, on a cherché à améliorer le goût des aliments bruts. Cela s'est principalement manifesté par la préconisation et l'utilisation de procédés de cuisson qui peuvent rendre les aliments plus digestes et surtout plus colorés et savoureux. 10 Dans le procédé de cuisson dit "poêlé", l'aliment est posé sur une surface de cuisson chaude de manière à cuire rapidement la pellicule externe de l'aliment, en formant une croûte à sa surface. Ce procédé de cuisson permet non seulement de former des arômes, entre autres grâce à la réaction de Maillard, mais aussi de conserver au maximum l'humidité et les nutriments à l'intérieur de l'aliment. La 15 cuisson poêlée est souvent accompagnée par l'usage d'un auxiliaire de cuisson comme de l'huile de cuisson. En plus du contrôle du croûtage et de la coloration, on cherche aujourd'hui, dans le cadre d'une cuisson plus saine, à limiter au maximum l'utilisation d'huile et à éviter les phénomènes de carbonisation dus à des contacts adhérents 20 préférentiels entre la surface de cuisson et l'aliment. Pour résoudre ces problématiques, une manière connue par l'homme de l'art est d'utiliser des revêtements antiadhérents, tels que par exemple les revêtements à base de polytétrafluoroéthylène (PTFE) ou d'alcoxydes métalliques (connus sous le nom de revêtements céramiques et obtenus par procédé sol-gel). Malgré 25 leurs performances antiadhésives remarquables, et s'ils permettent globalement de se passer d'huile lors de la cuisson, ces systèmes ne permettent pas complètement d'éviter les phénomènes d'adhésion surface / aliment. Une illustration de cette affirmation est la non mobilité d'un aliment en train de cuire sur de telles surfaces (par exemple un oeuf sur le plat). 30 Le phénomène de caléfaction est bien connu de l'homme du métier et a été notamment décrit dans la thèse de doctorat d'Anne-Laure HIMBERT BIANCE en 2005 (Université de Paris VI - "Gouttes inertielles : de la caléfaction à l'étalement"). 3046924 2 Quand on dépose une goutte de liquide sur une surface très chaude, le liquide déposé met plusieurs minutes à s'évaporer et ne bout pas, alors que la température de la surface chaude est bien supérieure à la température d'ébullition du liquide. La goutte de liquide déposée a des bords très arrondis et n'adhère pas à la surface ; la goutte est en outre extrêmement mobile et s'échappe très facilement. La température du liquide (mesurée en plongeant la pointe d'un thermocouple dans la goutte) est très proche du point d'ébullition dudit liquide. Dans le phénomène de caléfaction, le liquide déposé est en lévitation au-dessus de la surface grâce à la formation d'un film de vapeur qui s'interpose entre le liquide déposé et la surface chaude. On considère que la force d'adhésion est nulle puisque l'on réside dans un état parfait de non contact. On considère également que le liquide et la vapeur sont en équilibre à la température d'ébullition du liquide. Cet équilibre existe pour autant que le liquide compense les pertes de vapeur. Pendant toute la durée de ce phénomène, la température du liquide est indépendante de la température de la surface. Le phénomène de caléfaction est bien connu sur des surfaces hydrophiles telles que les métaux (Quéré et coll., Physics of Fluids, 2003, 15, 6). Par ailleurs, pour l'inox et les applications culinaires, le « test de la goutte d'eau » est connu par les personnes du métier comme indicateur de température de début de cuisson. Dans le cas des surfaces hydrophiles, le régime de caléfaction apparait pour des températures supérieures à 250°C et est rendu très instable par le moindre défaut chimique ou physique de la surface. En effet, cette dernière étant intrinsèquement mouillante, on passe immédiatement d'un régime de non contact à un régime de contact. Dans le cas d'un aliment se transformant avec la température, cela mène de manière inexorable vers l'adhésion et la non réversibilité du phénomène. De plus, les hautes températures, si elles favorisent la formation du film de vapeur, augmentent aussi les phénomènes d'échappement de cette même vapeur du film vers l'environnement et réduisent donc la durée de vie du liquide en caléfaction. La Demanderesse se propose de résoudre tout ou partie des problèmes de l'art antérieur mentionnés ci-dessus et propose un procédé de cuisson d'un aliment à l'aide d'un récipient de cuisson présentant au moins une surface de cuisson, ladite surface de cuisson étant telle qu'une goutte d'eau est susceptible 3046924 3 de présenter un angle de contact avec ladite surface de cuisson supérieur à 115° à température ambiante, le procédé comprenant les étapes suivantes : - chauffe de la surface de cuisson à une température égale ou supérieure à la température de caléfaction de l'eau sur ladite surface de cuisson ; 5 - mise en place de l'aliment sur la surface de cuisson ; et - cuisson de l'aliment sur la surface de cuisson. Dans le cadre de la présente invention, les températures mentionnées, que ce soit notamment les températures de caléfaction ou les températures d'ébullition, sont indiquées en référence à une utilisation du procédé de cuisson à 10 la pression ambiante, soit environ 1 atmosphère. Il a été découvert que le phénomène de caléfaction peut exister à des températures plus basses que sur les métaux (jusqu'à des valeurs de 100°C) pour une surface présentant un angle de contact avec l'eau supérieur à 115° à température ambiante. 15 Avantageusement, les temps de vie de gouttes d'eau caléfiées, sur des surfaces présentant un angle de contact avec l'eau supérieur à 115° à température ambiante, sont plus longs, favorisés en cela par des échanges thermiques moins importants qu'à haute température. En outre, ce régime de caléfaction est compatible avec les températures d'articles culinaires 20 généralement utilisées pour la cuisson d'aliments (de 100 à 220°C). Enfin, en cas de défaut de surface, la surface étant intrinsèquement non mouillante, la réversibilité d'un régime de faible contact à non contact est favorisée. Le procédé de cuisson selon la présente invention est particulièrement avantageux pour la cuisson sans ajout de matière grasse. Il permet d'obtenir les 25 propriétés suivantes : - antiadhérence parfaite et facilité au nettoyage de la surface de cuisson, - maintien constant de la température de la surface de l'aliment vers 100°C tant que celui-ci contient de l'eau et donc cuisson potentielle de type vapeur, moins desséchante et permettant la conservation des nutriments, 30 - retard à l'apparition de la coloration de l'aliment, - réduction, voire suppression, de la formation de composés néoformés, - contrôle de l'étalement de l'aliment sur la surface de cuisson. Dans la présente demande, le terme « surface de cuisson » est utilisé en référence à la surface sur laquelle l'aliment à cuire est mis en place. Par exemple, 3046924 4 dans le cas de récipients de cuisson creux du type casserole ou poêle, la surface de cuisson est une portion de la surface intérieure du récipient, de préférence présentant une taille supérieure ou égale à 12 cm2. La mise en place de l'aliment sur la surface de cuisson peut être effectuée 5 après, avant ou pendant l'étape de chauffe de la surface de cuisson, en fonction de l'aliment cuisiné et de la cuisson dudit aliment recherchée. La mise en place de l'aliment sur la surface de cuisson après l'étape de chauffe de ladite surface de cuisson permet avantageusement d'établir rapidement le régime de caléfaction (grâce à la mise rapide à la température de caléfaction de 10 l'eau comprise dans l'aliment) et donc d'avoir le meilleur potentiel d'antiadhérence de l'aliment sur la surface de cuisson. Dans un autre mode de réalisation, la mise en place de l'aliment sur la surface de cuisson peut être effectuée avant ou pendant l'étape de chauffe de ladite surface de cuisson, ce qui permet d'observer des bénéfices sur la cuisson 15 de l'aliment avec un début de cuisson à froid ou à faible température et une continuation de la cuisson à une température égale ou supérieure à la température de caléfaction. Ces bénéfices peuvent être par exemple de permettre une chauffe de l'aliment avant la transformation recherchée (dénaturation des protéines, évaporation de l'eau). Cela s'applique plus particulièrement au 20 réchauffage d'un aliment, ou à une cuisson douce où l'on cherche à minimiser les pertes en eau de l'aliment. Pendant la cuisson de l'aliment, la surface de cuisson peut présenter une température égale ou supérieure à la température de caléfaction de l'eau sur ladite surface de cuisson, ce qui permet avantageusement de maintenir l'aliment en 25 régime de caléfaction. En outre, plus la température de la surface de cuisson est élevée, plus le film de vapeur formé est épais, améliorant encore les performances d'antiadhérence du procédé de l'invention. Pendant la cuisson de l'aliment, la surface de cuisson peut présenter une température égale ou supérieure à la température d'ébullition de l'eau et inférieure 30 à la température de caléfaction de l'eau. Avantageusement, ceci permet de maintenir l'aliment en régime de caléfaction tout en conservant les propriétés organoleptiques de l'aliment et en évitant significativement sa coloration. Il peut être avantageux de maintenir la surface de cuisson à une température constante pendant la cuisson de l'aliment. 3046924 5 Il peut être également avantageux que la température de la surface de cuisson présente un profil non constant pendant la cuisson de l'aliment. La température de la surface de cuisson peut par exemple être augmentée ou bien diminuée pendant la cuisson de l'aliment. La température de la surface de cuisson 5 peut également présenter une ou plusieurs phases d'augmentation et/ou une ou plusieurs phases de diminution et/ou une ou plusieurs phases constantes pendant la cuisson de l'aliment. Dans le cadre de la présente invention, est qualifiée de "surface hydrophobe" une surface présentant un angle de contact avec l'eau supérieur à 115° à 10 température ambiante. Dans le cadre de la présente invention, est qualifiée de "surface superhydrophobe" une surface présentant un angle de contact avec l'eau supérieur à 150° à température ambiante. Dans le cadre de la présente invention, la mesure d'un angle de contact avec 15 l'eau sur une surface consiste à mesurer l'angle entre la tangente à la goutte d'eau au point de contact et la surface. Avantageusement, la surface de cuisson peut être telle qu'une goutte d'eau est susceptible de présenter un angle de contact avec ladite surface de cuisson supérieur à 150° à température ambiante, et de préférence un angle de contact 20 avec ladite surface de cuisson supérieur à 170° à température ambiante. L'utilisation du procédé selon l'invention avec des surfaces superhydrophobes permet de mettre l'aliment en régime de caléfaction à une température plus basse que dans le cas des surfaces hydrophobes, ce qui permet d'avoir moins de pertes en eau et une meilleure préservation de l'aliment et de ses propriétés 25 organoleptiques. La température de caléfaction de l'eau sur une surface chaude est évaluée en mesurant, pour différentes températures, l'angle d'inclinaison de la surface permettant la mobilité d'une goutte d'eau (angle d'inclinaison connu aussi comme l'angle de tilt et directement relié à la force d'adhésion). Lorsque l'angle 30 d'inclinaison est égal à 0 et que la goutte est mobile, l'adhésion est égale à 0 et donc la goutte est en régime de caléfaction. La température de caléfaction est connue avec une précision de +/- 10°C. 3046924 6 La surface de cuisson peut être telle que, de manière avantageuse, la température de caléfaction de l'eau sur ladite surface de cuisson est supérieure à 100°C et inférieure à 220°C, et est de préférence comprise entre 120°C et 200°C. La surface de cuisson du récipient de cuisson peut être réalisée par 5 différentes techniques qui sont abondamment décrites dans la littérature et donc connues de l'homme du métier (attaque chimique, structuration par nanoembossage, laser, électrodéposition de polymères, décomposition partielle, lithographie, etc.) Dans un mode de réalisation de la présente invention, de l'eau peut être 10 ajoutée pendant la cuisson de l'aliment. Ceci permet d'augmenter la durée de vie du phénomène de la caléfaction en compensant les phénomènes d'échappement d'eau sous forme de vapeur vers l'environnement. Cet ajout d'eau peut être effectué par exemple en déglaçant la surface de cuisson. Le récipient de cuisson utilisé dans le procédé de la présente invention peut 15 être choisi dans le groupe comprenant les casseroles et les poêles, les woks et les sauteuses, les fait-tout et les marmites, les crêpières, les grills, les plaques et grilles de barbecue. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le procédé de cuisson peut être utilisé pour cuire un oeuf au plat. La cuisson de rceuf sur lit de vapeur, 20 c.à.d. en régime de caléfaction de la surface de cuisson, permet d'obtenir une meilleure homogénéité visuelle et gustative du blanc d'ceuf en évitant les points chauds. En outre, la cuisson de rceuf en régime de caléfaction sur une surface hydrophobe, voire superhydrophobe, se fait à une température comprise entre 100°C et 200°C, ce qui convient parfaitement à l'obtention de la texture et de la 25 couleur recherchées qui se produisent suite à la dénaturation des protéines (cette dénaturation a lieu à des températures comprises entre 60 et 100°C, 60°C pour l'ovotransferrine et entre 84,4 et 92,5°C pour l'ovalbumine). Une cuisson des oeufs à trop haute température entraine un dessèchement important qui aboutit à un résultat peu satisfaisant (sec, caoutchouteux, ...). 30 3046924 7 EXEMPLES Tests 5 Mesure des angles de contact On évalue le caractère hydrophobe des surfaces utilisées dans les exemples en mesurant l'angle de contact d'une goutte d'eau sur le revêtement avec un goniomètre DSA de marque Krüss. 10 Mesure des températures de caléfaction La température de caléfaction de l'eau sur une surface chaude est évaluée en mesurant, pour différentes températures, l'angle d'inclinaison de la surface permettant la mobilité d'une goutte d'eau (angle d'inclinaison connu aussi comme 15 l'angle de tilt et directement relié à la force d'adhésion). Lorsque l'angle d'inclinaison est égal à 0 et que la goutte est mobile, l'adhésion est égale à 0 et donc la goutte est en régime de caléfaction. La température de caléfaction est connue avec une précision de +/- 10°C. 20 Réalisation des surfaces testées et propriétés physico-chimiques Les tests sont réalisés dans des articles de formes identiques ayant comme support un acier inoxydable. 25 - Pour certains tests, la surface de cuisson de l'article est laissée nue (surface 1), - Pour d'autres tests, une surface de l'article est revêtue d'un revêtement sol-gel à base d'alcoxydes métalliques d'une épaisseur totale de 35 microns (surface 2), 30 - Pour d'autres tests encore, une surface de l'article est revêtue par pistolage d'une couche « glaco », c.à.d. d'une couche à base de colloïde de silice hydrophobe dans un alcool de type isopropanol, fourni par la société Soft 99, et d'une épaisseur totale de 100 nanomètres (surface 3). 3046924 8 Les propriétés physico-chimiques des surfaces préparées sont résumées dans le tableau ci-après : n° de Support Revêtement Angle de contact Température de surface avec l'eau (°) caléfaction (°C) 1 inox - 70 240 ± 10 2 inox céramique 110 240 ± 10 3 inox glaco 175 130 ± 10 5 Tests de cuisson de blancs d'oeufs Pour chaque test, 20 grammes de blanc d'ceufs sont utilisés. La cuisson est réalisée sans matière grasse. La cuisson est arrêtée lorsque le dessus du blanc d'ceuf est lisse et coagulé 10 et le rendu culinaire est évalué pour chaque test. L'adhésion et la mobilité de rceuf sont caractérisées visuellement en inclinant l'article à un angle d'inclinaison faible de moins de 10°. Les résultats culinaires sont résumés dans le tableau ci-après : n° de Température Mobilité du Antiadhésivité Aspect du blanc surface de cuisson blanc d'ceuf après la (°C) cuisson 1 260 non Le blanc a attaché à la surface Le blanc est cuit de manière non homogène, on observe des grosses bulles éclatées qui donnent un aspect très rugueux à sa surface supérieure. Les bords du blanc sont amincis et desséchés. Le dessous du blanc a fortement bruni. 2 240 non Le blanc a attaché à la surface Le blanc est cuit de manière non homogène, on observe des grosses bulles éclatées qui donnent un aspect très rugueux à sa surface supérieure. Les bords du blanc sont amincis et desséchés. Le dessous du blanc a fortement bruni. 15 3046924 9 n° de Température Mobilité du Antiadhésivité Aspect du blanc surface de cuisson blanc d'ceuf après la (°C) cuisson 3 130°C L'oauf glisse spontanément d'un bord à l'autre de l'article. Pas Le blanc est cuit très uniformément ; il reste très souple. d'adhérence à la surface Les bords restent hauts sur la totalité de la périphérie. La surface inférieure est blanche. 3 180°C L'oauf glisse spontanément d'un bord à l'autre de l'article. Pas Le blanc est cuit très uniformément ; il reste très souple. d'adhérence à la surface Les bords restent hauts sur la totalité de la périphérie. La surface inférieure est faiblement colorée. Tests de cuisson de caramels 5 Pour chaque test, 100 grammes de sucre blanc sont mélangés à 50 mL d'eau à température ambiante. La solution ainsi obtenue est chauffée jusqu'à 180°C dans un article de cuisson sur une plaque autorégulée en température. Au cours de la réalisation du caramel, l'adhésion du caramel est caractérisée 10 visuellement en évaluant la mouillabilité du film de caramel à chaud par inclinaison de l'article à un angle d'inclinaison prédéterminé de 45°. En fin de test, le caramel est transféré par gravité et la facilité de nettoyage des résidus dans l'article de cuisson est évaluée à froid. 15 Les résultats culinaires sont résumés dans le tableau ci-après : n° de Température Mouillabilité du Adhésion après Facilité de Aspect surface de cuisson caramel à chaud la cuisson et nettoyage du (°C) refroidissement après transfert caramel 1 180 Le caramel s'écoule et est très mouillant vis-à-vis de la surface (fin film résiduel après le passage du caramel). Forte adhésion Adhésion complète, nettoyage vif nécessaire avec tampon scotch-brite® Caramel coloré et lisse 3046924 10 n° de Température Mouillabilité du Adhésion après Facilité de Aspect surface de cuisson caramel à chaud la cuisson et nettoyage du (°C) refroidissement après transfert caramel 2 180 Le caramel s'écoule et est très mouillant vis-à-vis de la surface (fin film résiduel après le passage du caramel). Forte adhésion Adhésion complète, nettoyage vif nécessaire avec tampon scotch-brite® Caramel coloré et lisse 3 180 Le caramel s'écoule et démouille très rapidement de la surface. Forte adhésion Facilité de nettoyage des résidus à l'éponge Caramel coloré et lisse La surface est propre après l'écoulement du caramel. 5 REVENDICATIONS1. Procédé de cuisson d'un aliment à l'aide d'un récipient de cuisson présentant au moins une surface de cuisson, ladite surface de cuisson étant telle qu'une goutte d'eau est susceptible de présenter un angle de contact avec ladite surface de cuisson supérieur à 115° à température ambiante, le procédé comprenant les étapes suivantes : - chauffe de la surface de cuisson à une température égale ou supérieure à la température de caléfaction de l'eau sur ladite surface de cuisson ; - mise en place de l'aliment sur la surface de cuisson ; et - cuisson de l'aliment sur la surface de cuisson. 2. Procédé de cuisson selon la revendication 1, dans lequel la mise en place de l'aliment sur la surface de cuisson est effectuée après l'étape de chauffe de la surface de cuisson. 3. Procédé de cuisson selon la revendication 1, dans lequel la mise en place de l'aliment sur la surface de cuisson est effectuée avant l'étape de chauffe de la surface de cuisson. 4. Procédé de cuisson selon la revendication 1, dans lequel la mise en place de l'aliment sur la surface de cuisson est effectuée pendant l'étape de chauffe de la surface de cuisson. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, pendant la cuisson de l'aliment, la surface de cuisson présente une température égale ou supérieure à la température d'ébullition de l'eau. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel, pendant la cuisson de l'aliment, la surface de cuisson présente une température égale ou supérieure à la température de caléfaction de l'eau sur ladite surface de cuisson. 3046924 12 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la surface de cuisson est maintenue à une température constante pendant la cuisson de l'aliment. 5 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la température de la surface de cuisson est augmentée pendant la cuisson de l'aliment. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la 10 température de la surface de cuisson est diminuée pendant la cuisson de l'aliment. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la surface de cuisson est telle qu'une goutte d'eau est susceptible de présenter un angle de contact avec ladite surface de cuisson supérieur à 150° à 15 température ambiante. 11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel la surface de cuisson est telle qu'une goutte d'eau est susceptible de présenter un angle de contact avec ladite surface de cuisson supérieur à 170° à température ambiante. 20 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la surface de cuisson est telle que la température de caléfaction de l'eau sur ladite surface de cuisson est supérieure à 100°C et inférieure à 220°C. 25 13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel la surface de cuisson est telle que la température de caléfaction de l'eau sur ladite surface de cuisson est comprise entre 120°C et 200°C. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans 30 lequel de l'eau est ajoutée pendant la cuisson de l'aliment. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le récipient de cuisson est choisi dans le groupe comprenant les casseroles 3046924 13 et les poêles, les woks et les sauteuses, les fait-tout et les marmites, les crêpières, les grills, les plaques et grilles de barbecue.