C. Expériences

Notre expérience : Sphérification basique

Protocole :

Sphère de fraise

Expérience : A travers cette expérience nous voulons réaliser des sphères de fraise afin d'illustrer le principe de la sphérification basique.

Matériel :

-Papier pH

-Balance

-Bécher

Ingrédients :

-Jus de fraise 0,200 L

-Alginates 2g

-Lactate de calcium 3g

Etapes de l'expérience :

-Mesurer le jus de fraise

-Peser les alginates (1%) et le lactate de calcium (3%)

-Vérifier le pH de la solution

-Ajouter les alginates au jus de fraise

-Préparer le bain d’eau

--Ajouter le lactate de calcium

-Préparer un bain d’eau claire

-Façonner les perles à la seringue ou à la cuillère

-Laisser tremper quelques secondes

-Rincer à l’eau claire

Observations : Afin de réussir l'expérience du premier coup, il faut impérativement se munir d'un fouet pour mélanger au mieux l'alginate avec le sirop ou le jus car cela fait des grumeaux qui font échouer l'expérience.
Par ailleurs, il faut si on le souhaite diluer le sirop dans de l'eau et ne pas mélanger avec l'alginate sans avoir pris cette précaution au préalable.
Il faut également que le pH du sirop soit égal à 5 ou à 6 pour que la gélification se passe au mieux.

Pour avoir des sphères bien rondes et uniformes, il faut positionner la pipette ou la seringue parallèlement à la surface du bain de calcium. L’écoulement des gouttes sera ainsi mieux contrôlé et les billes seront rondes et bien définies.

Explications :

Les liaisons entre les groupements carboxyles et les ions sodium sont des liaisons polaires, ce qui signifie que le composé est soluble. Lors de la rencontre entre l’alginate de sodium et le 2+ chlorure de calcium, les ions Ca se substituent aux ions Na+. La double charge des ions calcium leur permet de réagir avec 2 groupements carboxyles et ainsi de relier 2 chaînes d’alginate entre-elles. On parle alors de polymérisation des chaînes d’alginate.

La solution contenant l’alginate devient épaisse, durcit et c’est ainsi que se forme une peau souple à la surface. Ce processus est appelé sphérification.

Conclusion :

Dans cette expérience, l'alginate de sodium de formule NaC₆H₇O₆réagit avec le chlorure de calcium de formule CaCl₂.

Le sirop de fraise (on appellera sa formule X) sera emprisonné dans les billes puisqu'il se dissout avec l'aginate.

La réaction donne l'équation suivante :
NaC₆H₇O₆+ CaCl₂ + H₂O + X → Na⁺ + C₆H₇O₆^- + 2Cl^- + Ca²⁺ + H₂O + X

Notre expérience : Sphérification inverse

Protocole :

Sphères de yaourt

Expérience : A travers cette expérience, nous souhaitons réaliser des sphères de yaourt qui nous permettront de mettre en évidence le principe de la sphérification inverse.

Matériel :

- 3 récipients
- un fouet
- une cueillère

Ingrédients :

- un yaourt
- 1g d'alginate de sodium
- eau pauvre en calcium (ex : Volvic)

Etapes de l'expérience :

1 - Préparation du liquide A (solution à sphérifier)
- Placer un yaourt dans un gobelet en plastique et le remuer pour
obtenir une forme liquide (on peut l'aromatiser avec du sirop);
- Noter avec un feutre la lettre « A » sur le gobelet.

Préparation du bain de trempage B :
- Mesurer 100 mL d'eau pauvre en calcium (eau minérale de type «
mont-roucous » ou « volvic ») et les verser dans un gobelet en
plastique;
- Y verser le contenu 1,0 g d'alginate de sodium
- Noter au feutre sur le gobelet la lettre « B ».

Préparation de bain de rinçage C : dans un troisième gobelet, verser 100 mL
d'eau et le repérer avec la lettre « C ».

2- Opération de sphérification inverse :
- Dans une cuillère à soupe, prélever un peu de la solution B.
- Verser dans cette cuillère ainsi préparée un peu de la solution A à
sphérifier puis immerger le tout dans le bain B.
Le liquide constituant le fond de la cuillère sert à faire réagir la partie inférieure
de la bulle qui n'aurait pas été en contact avec le bain B à cause de la paroi de
la cuillère.

- Attendre deux minutes;
- Sortir les bulles formées du bain de trempage B et les égoutter;
- Les rincer délicatement dans le bain de rinçage C et les poser sur une
assiette en plastique.

Observations : Afin d'obtenir des sphères bien rondes, il faut impérativement une cuillère à soupe ou à café.
Par ailleurs, il faut mettre une quantité de lactate proportionnelle à la quantité d'eau mise dans le bain de trempage. En effet, en faible quantité, les sphères ont dû mal à se gélifier en surface.

Conclusion :

La réaction chimique sur l'unité de base du polymère est :

Notre expérience : Sphérification agar-agar

Billes de fruits rouges

Protocole:Nous souhaitons réaliser des billes de fruits rouges qui permettent d’illustrer le principe de la sphérification à l'agar-agar.

Matériel :

- Bécher
- Casserole
- Chauffe-eau
- Seringue alimentaire
- Cuillère-passoire
- Congélateur

Ingrédients :

-1 sachet de 2 g d'agar-agar
-200 g de fraise (avec leur sirop)
-90 g de sucre
- 400 mL d’huile d’Olive

Préparation :

- Mettre l’huile 30 minutes au congélateur.
- Mixer les fruits rouges avec leurs sirops et 80 g de sucre.
- Ajouter l’Agar-agar mélangé au sucre restant.
- Mixer puis porter à ébullition pendant 1 minute.
- Retirer du feu puis prélever le liquide à l’aide de la seringue.
- Goutter dans l’huile d’olive froide.
- Retirer les billes puis les rincer à l’eau.

Etapes de l'expérience :

Observations :

Ainsi si l’huile n’est pas froide la sphérification ne marche pas (car l’Agar-Agar ne gélifie pas en dessous de 40°C, il faut donc de l’huile très froide pour refroidir suffisamment l’Agar-Agar).
Les doses d’Agar-Agar influent là aussi sur la rigidité du gel.

Explication :

Pourquoi, il y a une sphérification ?

L'eau est une molécule polaire c'est-à-dire, elle possède un pôle chargé positivement et l'autre négativement. La molécule d'huile est apolaire. Elle ne présente pas de zones positives en surface. Elle ne peut donc pas se stabiliser avec les molécules d'eau car elle ne peut pas créer de liaisons hydrogènes avec celles-ci.

Pourquoi il y a gélification ?

Dans la recette des billes d'agar agar, après avoir fait chauffer le jus (contenant de l'agar agar), nous introduisons le jus dans la seringue et les faisons tomber dans de l'huile froide (ou à température ambiante). Lorsque ces billes sont en contact avec l'huile (de température différente par rapport au jus), nous pouvons observer une baisse de température.