Retour d’expérience des étudiants BTSA Sciences et technologies des aliments, Aliments et processus technologiques de travaux effectués à distance durant le confinement

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Modalités :

• travailler « à distance » par groupe si vous le souhaitez.
• réaliser les manipulations à la maison, avec les moyens dont vous disposez.
• rendre les résultats de vos essais, calculs.
• envoyer quelques photos de vos expériences ou réalisations.

Travail demandé :

• Illustrer par l’expérience la loi de Raoult (appliquée à la surgélation). Indice : c’est l’inverse du processus observé lors de la concentration.
• Indiquer comment évolue la température de solidification en fonction de la concentration en soluté du produit.

Par Jonathan :

Faute de pouvoir faire un suivi continu les valeurs ne sont pas précises.

Conclusion :

Plus un produit est concentré plus la température de solidification est basse, car le soluté modifie la capacité thermique du liquide dans lequel il est dissous. La capacité thermique du soluté est généralement supérieure à celle de l’eau.

En conséquence il faut retirer plus d’énergie pour baisser la température de 1°C et l’énergie à retirer pour le changement d’état augmente.

Par Chloé et Valentin :

L’illustration de cette expérience que nous avons choisie est de comparer le temps de surgélation de l’eau du réseau et de l’eau du réseau sucrée (nous avons rajouté du sucre en poudre dedans).

Grâce à cette expérience, nous pouvons constater que la température de surgélation diminue lorsque le produit est plus concentré.

Observation : la bouteille contenant l’eau du réseau simple s’est solidifiée plus rapidement que celle contenant l’eau sucrée.

Par Marine :

Produits choisis : confiture de mûr maison / même confiture dilué dans 10 mL d’eau

Temps de solidification : le produit dilué s’est solidifié au bout d’une heure. Tandis que le produit concentré ne s’est toujours pas solidifié à T+2h.

Ainsi, plus le produit est concentré, plus la température de solidification diminue (plus proche de -18°C). Lorsqu’il est dilué (soit constitué d’eau) il solidifie à une température plus proche de 0°C.

Par Léonie et Léo :

Nous avons voulus faire 3 glaçons différents en concentration. Il y avait :

• un d’eau,
• un d’eau et de sirop de grenadine,
• un de sirop de grenadine seulement.

L’eau a congelé au bout d’une heure dans un congèle à -18°C. L’eau plus le sirop de grenadine a mis 2 heures à congeler. Le sirop de grenadine seul a congelé au bout de 24 heures.

Plus le produit est concentré, plus il met du temps à ce congelé.

Par Elise, Mélanie et Lucas :

Illustration de la loi de Raoult :

On peut voir que le produit le plus concentré se solidifie après celui qui est moins concentré.

Comment évolue la T°C de solidification en fonction de la concentration en soluté du produit ?

Plus un produit est concentré en soluté dans un produit (exemple : sucre, sel …) plus la T°C de solidification de ce produit sera basse.

Par Maxence :

Photos du matériel permettant d’effectuer l’expérience.

Le test sera sur le concentré de tomate.

Matériel :

• Congélateur, Température : -20°C
• 2 gobelets en plastiques
• Thermomètre à sonde

Expérience :

• Dans le gobelet 1, je verse du concentré de tomates (= 86 g).
• Dans le gobelet 2, je verse du concentré de tomate dilué: 43 g de tomate et 43 g d’eau soit une dilution de 50 %.

J’ai relevé la température à chaque heure et observé sa consistance.

Observations :

• La température des échantillons chute fortement au bout de 1 heure, les 2 températures sont en négatives et les produits sont liquides.
• Pendant les 3 heures suivantes, la température des 2 produits évoluent peu. Durant cette phase plateau, la température du produit dilué (concentration en eau plus importante) est légèrement plus basse que celle du produit concentré. De plus, le produit concentré reste liquide et commence à ce solidifié après 3 heures de phase plateau. En revanche, le produit dilué est totalement solidifié 1 heure avant le produit concentré.
• A l’issu de la phase plateau, la température des 2 produits chute plus progressivement en fonction du temps de stockage dans le congélateur.
• La température de solidification (texture liquide/solide) est plus basse pour le produit concentré (environ -4,5°C) que le produit dilué (environ -3.1°C).

Conclusion :

• La loi de Raoult, appliquée à la congélation, précise que “l’abaissement de la température de congélation de la solution est proportionnel à la concentration molaire en soluté“.
• Dans cette expérience, on constate que plus le produit est concentré, plus il prendra de temps à se solidifier. De même, la température de congélation du produit concentré est plus basse que celle du dilué.

Par Mylène et Florianne :

La loi de Raoult nous dit que plus un produit est concentré, plus sa température d’ébullition augmente. A l’inverse plus un produit est concentré plus, plus sa température de congélation diminue.

Pour illustrer cette loi nous aurons deux récipients, qui contiendront 1/10 de L chacun. L’un contient du sirop pur (Bol bleu) alors que l’autre contient du sirop dilué avec de l’eau (Bol orange).

Notre expérience a donc bien démontré les propriétés de la loi de Raoult. Une expérience similaire a été menée avec de l’eau avec deux différents taux de sucre. Le résultat était moins significatif car les différences étaient moins grandes, mais l’on pouvait constater en cassant la glace que le plus dilué était plus recouvert de glace (gobelet orange) que le moins dilué (gobelet bleu).

Par Louise, Léo, Neven et Sacha :

Pour cette expérience, nous avons utilisé deux bouteilles d’eau dont l’une avec l’ajout d’une certaine quantité de sirop. On a pu observer que la bouteille d’eau avec le sirop au bout de deux heures n’était toujours pas glacée, tandis que la bouteille avec uniquement de l’eau était glacée.

Par Valentine :

Pour cette expérience, j’ai mis au congélateur dans une verrine de l’eau et dans une autre du sirop de menthe. En effet, j’ai pu constater que l’eau avait congelé au bout de 1H (-18°C), mais pas le sirop. Je suis retourné voir 24H après, et toujours aucun résultat.

La température de solidification diminue en fonction de la concentration en soluté du produit. Ici, l’eau s’est solidifiée à une température de -18°C, le sirop de menthe se solidifiera à une température inférieure à -18°C.

Par Agathe :

Plus un produit est concentré, plus il mettra du temps à « gelé ».

Un verre rempli de sirop pur / un verre de sirop dilué avec de l’eau. Le verre rempli avec du sirop pur mettra plus de temps à « geler » que le verre de sirop dilué. Cela s’explique par la composition du sirop : le sirop a une concentration importante en sucre.

Par Sarah et Christal :

Pour illustrer la loi de Raoult nous avons choisi une expérience simple mais efficace visant à démontrer que la vitesse de congélation varie selon la concentration d’un soluté.

Ici nous avons pris un sirop et de l’eau et avons placé la même quantité dans deux verres avant de les mettre aux congélateurs pendant 45 minutes.

Le constat est sans appel, l’eau à gelé alors que le sirop est simplement devenu un petit peu plus dense.

Effectivement plus le produit est concentré plus la température de gélification est basse, il est donc normal que l’eau se solidifie en premier.

Par Maxence et Hugo :

L’expérience est la suivante :

• On peut mettre du jus d’orange et de l’eau au congélateur à 0°C pendant 6 heures.
• On mettra le même volume d’eau et de jus d’orange pour pouvoir comparer les résultats.

L’eau devrait geler tandis que le jus d’orange qui contient du sucre ne devrait pas geler selon la loi de Raoult.

Plus la concentration en soluté du produit augmente, plus la température de solidification diminue. Par exemple, il faudra davantage diminuer la température du sirop afin de réaliser sa solidification, que celle d’un jus de fruit.

Par Elisa :

Pour illustrer la loi de Raoult appliquée à la température de surgélation, j’ai réalisé une expérience avec de l’eau et du sirop pur. J’ai rempli un portoir à glaçons avec ces 2 liquides. J’ai mis le tout au congélateur.

Pour analyser la loi de Raoult, j’ai décidé de vérifier la solidification des 2 liquides toutes les 30 min.

• Après 30 min : l’eau gèle partiellement en surface alors que le sirop reste liquide.
• Après 1h : l’eau gèle complètement en surface mais l’intérieur reste liquide. Le sirop quant à lui reste liquide.
• Après 1h30 : l’eau reste gelée en surface mais l’intérieur se transforme en paillette. Le sirop reste toujours liquide.
• Après 2h : l’eau est devenu un glaçon alors que le sirop n’a pas bougé depuis le début, il est encore liquide.

Nous pouvons rappeler la loi de Raoult : plus le produit est concentré, plus la température de solidification est basse. On peut traduire cette loi en disant que le produit qui mettra le plus de temps à se solidifier sera le produit le plus concentré. A la suite de notre expérience, on remarque que le produit le plus long à se solidifier est le sirop pur. Si on suit le raisonnement, le sirop possède donc une température de solidification basse. Par conséquent, c’est le produit le plus concentré par rapport au sirop dilué. De plus, il convient de préciser que la température du congélateur ne dépasse pas -18°C. On en déduit que si le sirop ne se solidifie pas, c’est aussi dû au fait que sa température de solidification est inférieure à -18°C.

Par Lucie, Claire et Aurélien :

La loi de Raoult (concentration) dit que plus la concentration est élevée plus la température d’ébullition augmente.

La loi de Raoult (surgélation) dit que plus la concentration est élevée plus la température de surgélation est basse.

Pour illustrer cette expérience, nous avons utilisé du jus de fraises (produit non concentré) et de la confiture de fraises (produit concentré). Dans chaque ramequin, il y avait une masse de 72 g. Pour être sûr d’avoir la même température de base, on les a refroidi au réfrigérateur pendant 24 h. Le lendemain matin, nous avons mis les deux ramequins en même temps au congélateur et toutes les 30 minutes nous allions vérifier la solidification des produits.

Pour réaliser cette expérience nous étions équipés d’un thermomètre qui ne descendait pas en dessous de 0°C. Nous avons décrit ce qu’on observait.

Avec cette expérience nous pouvons constater que le produit le moins concentré se durcit plus vite, il a donc une température plus élevée que le produit concentré.

Par Lénaïc :

Pour réaliser cette expérience, j’ai mis au congélateur une bouteille d’eau et une bouteille d’eau avec du sirop.

On peut donc en conclure que plus le produit concentré, plus le temps de refroidissement est long.

Par Ma-You :

On observe que l’eau descend pus vite en température que le ketchup. En effet, l’eau est un produit moins concentré comparé au ketchup. Plus le produit est concentré, plus la durée de surgélation va être longue. Donc plus la température de surgélation va être basse.

Contact : Arielle BRENDLE, arielle.brendle@educagri.fr

Article paru sur le site Internet francebleu.fr le 16/06/2020.

Cliquez sur le lien pour lire l’article : https://www.francebleu.fr/vie-quotidienne/cuisine/oscar-et-felix-9-ans-deux-graines-de-cuistots-de-dole-1592291865

Retour d’expérience des étudiants BTSA Sciences et technologies des aliments, Aliments et processus technologiques de travaux effectués à distance durant le confinement

Lien vers la formation suivie : https://www.enil.fr/formations/bts/btsa-sta-aliments-technologies

Modalités :

• travailler « à distance » par groupe si vous le souhaitez.
• réaliser les manipulations à la maison, avec les moyens dont vous disposez.
• rendre les résultats de vos essais, calculs.
• envoyer quelques photos de vos expériences ou réalisations.

Travail demandé :

• Choisir un produit alimentaire ayant des propriétés moussantes : blanc d’œuf, jus de pois chiche ou autres.
• Choisir un paramètre que vous souhaitez faire varier. Je vous laisse le choix, vous pouvez vous inspirer des paramètres qu’on règle sur le foisonneur du labo de GA.
• Par l’expérience, mettre en évidence l’influence de ce paramètre sur le taux de foisonnement (tableau de résultat – interprétation – conclusion).

Rappel : TAUX DE FOISONNEMENT(TF), exprimé en fraction volumique de gaz incorporé – TF = (1 – ( mf / mi ) ) x 100

Par Jonathan :

Pour des raisons de non gaspillage (quantité d’œuf minimum pour les tests) les tests effectués sont plus basés sur la texture obtenue que le taux de foisonnement. Choix du produit alimentaire : blanc d’œuf. Paramètre modifié : température. Autres paramètres modifiés à titre informatif : acidité ; mélange jaune + blanc d’œuf.

Interprétations :

• Température : l’énergie thermique initiale réduit l’énergie mécanique nécessaire pour dénaturer l’ovalbumine (liaisons faibles affaiblies), une légère augmentation du taux de foisonnement (+ 3 %) est constatée lorsque les blancs sont chauffés à 40 °C.
• Acidité : l’acide citrique modifie les charges des groupements d’acide carboxylique des acides aminés de l’ovalbumine ce qui la dénature plus rapidement (interaction acide carboxylique-liaison faible modifié).
• Non réalisé (avec jaune d’œuf) : lors de la dénaturation la partie hydrophobe de l’ovalbumine se lie en priorité à la matière grasse du jaune d’œuf et ne piège donc pas l’air ce qui diminue de façon très conséquente le taux de foisonnement.

Par Chloé et Valentin :

Pour cette expérience, nous avons choisis le blanc d’œuf. Nous avons choisis d’observer l’impact du sel sur le foisonnement et donc nous avons fait une fabrication d’œufs en neige avec et une sans sel.

Les calculs :

• essai 1 avec sel ; mi = 43 g, mf = 8 g -> (1-(mi/mf))* 100 = 81
• essai 2 sans sel ; mi = 38 g, mf = 12 g -> (1-(mi/mf))* 100 = 68.4

On peut donc observer que le sel à un réel impact sur le foisonnement du blanc d’œuf puisqu’on peut voir que le taux de foisonnement est plus faible quand on foisonne sans sel plutôt qu’avec du sel. De plus cela est encore plus évident au niveau du visuel pour un même temps de battage, la structure des blancs est complètement différente.

Par Marine :

Produit choisi : jus de pois chiche. Paramètre choisi : vitesse de foisonnement V5 puis V2 du batteur électrique. Temps fixe : 1’.

Résultats :

• TF₁= (1 – (10/50)) x 100 = 80 %
• TF₂= (1 – (15/50)) x 100 = 70 %

On voit ainsi la vitesse influe sur le taux de foisonnement dans un même temps imparti : plus on augmente la vitesse, plus le produit est foisonné.

Par Léonie et Léo :

Nous avons pris de la crème semi-épaisse. Nous avons pris comme paramètre la texture de la crème. Nous avions une crème légère et une crème semi épaisse.

On fait les calculs suivant alors :

• TF légère = (1 – (1.2 / 3) )*100 = 60 %
• TF semi épaisse = (1 – ( 2.1 / 3.4) )*100 = 38.24 %

On peut constater que la texture de la crème est très importante. On peut le voir car le taux de foisonnement de la crème semi épaisse est plus faible que celui de la crème légère. Donc l’épaisseur joue un rôle dans le résultat du taux de foisonnement.

Par Elise, Mélanie et Lucas :

On a décidé de préparer de la crème chantilly à base de crème UHT 30 % de MG. Temps de foisonnement : 3 min.

On peut voir que plus la T°C de foisonnement est basse, plus le taux de foisonnement est élevé. Pour ce qui est de la vitesse de battage, on peut voir que le taux de foisonnement augmente en même temps que la vitesse de battage.

Par Maxence :

Produit alimentaire que j’ai choisi est le blanc d’œuf.

J’ai fait varier 2 paramètres successivement: la vitesse de foisonnement et le temps.

Matériel :

• robot mélangeur,
• gobelet en plastique,
• balance,
• blanc d’œuf.

Expérience :

• Je verse, à ras bord du gobelet, du blanc d’œuf non battus. Je mesure la masse mi.
• J’effectue différents tests (voir tableau ci-dessous).
• Pour chaque test, j’utilise le même gobelet pour peser le même volume de blanc d’œuf.

Tableau de résultats :

 

Interprétations :

• Avec une vitesse de rotation fixe (valeur = 3), le taux de foisonnement augmente avec le temps de fonctionnement de l’appareil. Après les 3 premières minutes, j’ai observé que la consistance des blancs foisonnés était souple (TF = 80 %). En ajoutant 3 minutes à la même vitesse, la consistance des blancs foisonnés était plus ferme (TF = 84 %).
• J’ai ensuite augmenté la vitesse de rotation (valeur = 5). Les blancs d’œuf sont de plus en plus fermes: TF = 86 % puis 88 % après augmentation du temps de battage.

Conclusion :

La vitesse et le temps de rotation jouent des rôles importants pour le foisonnement du blanc d’œuf. Une mousse est une dispersion de gaz liquide. Le blanc d’œuf contient de l’ovalbumine qui a des propriétés moussantes.

Lors du foisonnement, on introduit des bulles d’air qui sont retenues dans l’eau grâce aux protéines. Plus on foisonne en temps et en intensité, plus les bulles d’air sont petites ce qui explique l’augmentation du volume et de la fermeté de la mousse.

Par Mylène et Florianne :

Conditions : + 4°C.

Volume mesuré à l’aide d’un gobelet gradué.

Agitation au batteur électrique selon le protocole suivant :

• 5 secondes à vitesse 1.
• 1 seconde à vitesse 2.
• 1 seconde à vitesse 3.
• 1 seconde à vitesse 4.
• 60 secondes à vitesse 5.

• Le sel et le sucre améliorent le foisonnement d’environ 5 %. En revanche le jaune d’œuf et le citron le font diminuer. Le jaune d’œuf a toutefois moins d’impact que le citron, qui dégrade les protéines du blanc d’œuf et rend le foisonnement quasiment inopérable (environ – 60 % pour le citron contre – 3 % pour le jaune d’œuf). Il est à noter que les ajouts d’ingrédients ajoutaient 1 à 2 g supplémentaire pour chaque essai.
• Il serait préférable de prélever avec un instrument donnant plus de précisions sur le volume afin d’améliorer l’expérience, ainsi qu’une balance de précision afin de rajouter au milligramme prêt chaque paramètre.
• Prochaine perspective : tenter un foisonnement avec jus de graines de chia.

Par Louise, Léo, Neven et Sacha :

Le produit choisi était pour notre cas le blanc d’œuf.

Le paramètre que nous avons changé était la vitesse de foisonnement.

Résultats :

• V1 = TF = (1-(135/145)) x 100 = 6,89
• V5 = TF = (1-(15/145)) x 100 = 89,65
• V1 / 3 min = peu / pas de foisonnement
• V5 / 3 min = foisonnement élevé

Cette expérience nous prouve que la vitesse de battage est un paramètre qui a une influence sur le taux de foisonnement.

Par Valentine :

J’ai choisi le blanc d’œuf. Ayant un batteur électrique, j’ai choisi de faire varier la vitesse.

Interprétation : Après avoir battu les blancs à deux vitesses différentes pendants 2 min, j’ai premièrement pu constater que la texture des deux essais n’était pas la même. A la vitesse 2, le blanc d’œuf était plus épais, il tenait mieux dans le saladier. Et pour finir, le taux de foisonnement est plus élevé à la vitesse 2.

Conclusion : Le taux de foisonnement est plus important lorsque la vitesse de foisonnement augmente.

Par Agathe :

Crème liquide entière + 10 g de sucre glace.

Matériel : mixeur.

Foisonnement :

Taux de foisonnement :

Par Sarah et Christal :

Pour cette expérience nous avons choisi un produit qui se marierait parfaitement avec un milkshake : de la chantilly. La crème ayant des propriétés moussantes, c’est donc l’ingrédient que nous avons choisi. Nous décidons d’utiliser un batteur électrique et d’ainsi faire varier la vitesse de foisonnement de ce dernier sur deux essais. La méthode suivante a été la même pour les deux essais.

A l’aide d’une balance et d’un verre taré, nous versons la crème liquide (qui a été mélangé avec du sucre 25 g) jusqu’à ras bord et effectuons une pesée. Ensuite à l’aide du batteur nous foisonnons jusqu’à pouvoir retourner le bol sans que la chantilly ne tombe.

Avec ces deux essais on s’aperçoit que partant de la même quantité, lorsqu’on fait varier le paramètre de vitesse, le temps de foisonnement de la crème ainsi que son taux de foisonnement changent également. Le premier constat est le suivant : en battant les ingrédients à vitesse 1, il s’est écoulé 5 m 25 avant que la chantilly soit consistante alors qu’avec la vitesse 5, seulement 4 m 12 se sont écoulées.

Ensuite, concernant les pesées avant et après le foisonnement, on remarque que même si on part de la même pesée initialement sur les essais, la finale est différente selon la vitesse du batteur. Une différence de 12 g a été remarquée, le taux de foisonnement en sera forcément impactée.

Après avoir réalisé les calculs, on observe que le taux de foisonnement est plus élevé dans l’essai 2 (61 ,80 %) que dans l’essai 1 (56,13 %). Cela s’explique comme évoqué plus haut par la différence de pesée après le foisonnement.

En conclusion, lors d’une étape de foisonnement, si on augmente le paramètre de vitesse, le taux de foisonnement lui aussi augmente et inversement.

Par Maxence et Hugo :

L’aliment que l’on a choisi possédant des propriétés moussantes est le blanc d’œuf.

Nous avons décidé de faire varier la vitesse de fonctionnement du fouet électrique. Nous réaliserons plusieurs essais en faisant varier seulement la vitesse du fouet électrique mais en conservant le même temps de foisonnement dans chaque cas.

1er cas : masse du blanc d’œuf = 52 g et vitesse du batteur = « 2 »

• TF = (1 – (mf / mi)) x 100
• TF= (1-(12/52)) x 100
• TF= (1-0.23) x 100
• TF= 0.77 x 100
• TF= 77 %

2ème cas : masse du blanc d’œuf = 49 g et vitesse du batteur = « 1 »

• TF = (1 – (mf / mi)) x 100
• TF= (1-(20/49)) x 100
• TF= (1-0.40) x 100
• TF= 0.6 x 100
• TF= 60 %

La vitesse de rotation du foisonneur a donc un impact sur le taux de foisonnement. Plus les fouets tournent vite, plus ils exercent une action mécanique importante et plus le taux de foisonnement sera élevé.

Par Elisa :

Pour réaliser cette expérience j’ai décidé de choisir le blanc d’œuf comme produit alimentaire et le sel comme paramètre.

J’ai réalisé cette expérience en 2 parties.

La première partie consiste à réaliser des étapes sans l’ajout du paramètre. Les étapes sont les suivantes :

Etape 1 : Casser des œufs en séparant les jaunes et les blancs d’œufs.

Etape 2 : Remplir un ramequin de blancs d’œufs non battus puis le peser.

Etape 3 : Battre des blancs d’œufs avec un batteur électrique pour les monter en neige.

Etape 4 : Remplir un ramequin de blancs d’œufs battus puis le peser.

Etape 5 : Calculer le taux de foisonnement à l’aide des 2 poids avant et après battage.

Pour la deuxième partie, j’ai réalisé les mêmes étapes mais j’ai rajouté du sel avant de battre les blancs d’œufs. En ce qui concerne le battage des blancs, la vitesse du batteur était la même pour les 2 expériences.

Je vais rassembler mes résultats dans un tableau pour une meilleure lisibilité.

Au vu des résultats présents dans le tableau, nous voyons que le taux de foisonnement est plus élevé avec l’ajout de sel dans les blancs d’œufs.

Grâce à cette expérience, nous pouvons conclure que le sel est un facteur qui influence le taux de foisonnement. On remarque que le taux de foisonnement sans sel est plus petit que celui avec sel. On peut en déduire que le sel est un ingrédient important pour monter les blancs en neige et avoir une mousse plus solide.

Par Lucie, Claire et Aurélien :

Voici un tableau récapitulatif de l’expérience :

J’ai pris soin de mettre les œufs au frigo pendant quinze minutes avant de commencer l’expérience ils étaient donc à la même température.

Nous observons bien une assez grande différence entre nos deux résultats (6,75) qui est due au changement de vitesse du battage.

Cette expérience nous prouve donc que la vitesse de battage de l’œuf est proportionnelle au taux de foisonnement.

Par Lénaïc :

Par Ma-You :

A vitesse 3, les blancs sont moins monté qu’à vitesse max. c’est pour quoi, on trouve un taux de foisonnement plus faible à vitesse 3 qui est de 33,33 comparé à vitesse max qui est de 92,98 pour une même durée de montage de blanc en neige. Plus on bat les blanc vite, plus on incorpore de l’air, plus le taux de foisonnement sera important.

Contact : Arielle BRENDLE, arielle.brendle@educagri.fr