La présente invention concerne un procédé de cuisson d'un aliment, et en particulier un procédé de cuisson d'un aliment sur une surface 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.

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 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 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 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 œuf sur le plat).

Le phénomène de caléfaction est connu 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").

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 pendant le régime de caléfaction (mesurée en plongeant la pointe d'un thermocouple dans la goutte) est égale à la température 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 donc 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 apparaît 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, d'évacuation 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 comprenant de l'eau libre 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 distillée est susceptible de présenter un angle de contact avec ladite surface de cuisson supérieur ou égal à 150° à température ambiante, l'aliment étant tel que son activité de l'eau a _w est supérieure ou égale à 0,5 le procédé comprenant les étapes suivantes :

- chauffe de la surface de cuisson à une température minimum de 125°C;

- 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 la pression ambiante, soit environ 1 atmosphère.

II a été découvert que le phénomène de caléfaction peut exister à des températures plus basses que les températures généralement admises pour les surfaces hydrophiles comme les métaux, et les surfaces hydrophobes comme les revêtements à base de PTFE. Par exemple, il est possible d'observer un phénomène de caléfaction lorsqu'un film de vapeur a été généré en chauffant une surface à une température minimum de 125°C puis en abaissant la température jusqu'à des valeurs de 100°C pour une surface présentant un angle de contact avec l'eau supérieur ou égale à 150° à température ambiante.

Avantageusement, les temps de vie à la température minimale de caléfaction de gouttes d'eau caléfiées, sur des surfaces présentant un angle de contact avec l'eau supérieur ou égale à 150° à température ambiante, sont plus longs comparativement aux surfaces hydrophiles et surfaces hydrophobes, 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 généralement utilisées pour la cuisson d'aliments (de 100 à 250°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 propriétés suivantes :

- antiadhérence parfaite et facilité au nettoyage de la surface de cuisson,

- maintien constant de la température de la surface de l'aliment en contact avec le film de vapeur à la température du film de vapeur, environ 100°C selon les conditions de mise en œuvre du procédé, de préférence à 100°C tant que l'aliment contient de l'eau et donc cuisson potentielle de type vapeur, moins desséchante et permettant la conservation des nutriments,

- 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, 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 cm ² .

Dans la présente demande, l'expression « eau libre » signifie la part de l'eau libre dans un aliment (et non la teneur en eau totale de cet aliment), c'est à dire l'eau disponible qui peut créer un film de vapeur lors du procédé de cuisson par caléfaction selon l'invention.

Dans la présente demande, l'expression « activité de l'eau (a _w )» signifie la mesure de l'eau libre dans un aliment, l'a _w est généralement comprise de 0,5 à 1 . Plus le paramètre a _w est élevé, plus il y a d'eau libre disponible dans l'aliment. Une activité de l'eau a _w = 1 correspond à l'eau.

De préférence, le procédé de cuisson selon l'invention met en œuvre un aliment tel que son activité de l'eau a _w est comprise de 0,5 à 1 , préférentiellement comprise de 0.8 à 1 , plus préférentiellement comprise de 0.9 à 1 et encore plus préférentiellement comprise de 0.95 à 1 .

Par l'expression « eau distillée », il faut comprendre au sens de l'invention une eau qui comprend des molécules H2O, des gaz dissous comme O2 et CO2 , cette eau est exempte de certains sels minéraux et d'organismes, qui se trouve généralement dans l'eau naturelle. Cette eau distillée peut être obtenue entre autre par distillations successives ou non. Elle est parfois nommée eau pure ou eau purifiée.

À température ambiante, le pH de l'eau distillée est généralement d'environ 5,4.

Le procédé de cuisson selon l'invention comprend au moins 3 étapes, l'étape de chauffe, l'étape de mise en place et l'étape de cuisson.

Au cours de l'étape de chauffe de la surface de cuisson, la surface de cuisson peut être chauffée de manière avantageuse à une température comprise de 125°C à 250°C, de préférence de 125°C à 230°C, plus préférentiellement de 125°C à 200°C encore plus préférentiellement de 125°C à 180°C.

La mise en place de l'aliment sur la surface de cuisson peut être effectuée 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 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 de l'aliment avec un début de cuisson à froid ou à faible température et une continuation de la cuisson à une température supérieure ou égale à 125°C. Ces bénéfices peuvent par exemple permettre une chauffe de l'aliment avant la transformation recherchée (dénaturation des protéines, évaporation de l'eau libre). Cela s'applique plus particulièrement au 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 à 125°C mais celle-ci peut être abaissée en cours de cuisson jusque 100°C ou augmentée au delà de 125°C sans interrompre le phénomène de caléfaction, ce qui permet avantageusement de maintenir l'aliment en 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.

Au cours de l'étape de cuisson, la température de la surface de cuisson peut varier de manière avantageuse à une température comprise de 100°C à 250°C, de préférence de 125°C à 230°C, plus préférentiellement de 125°C à 200°C encore plus préférentiellement de 125°C à 180°C.

Pendant la cuisson de l'aliment selon le procédé de l'invention, l'aliment présente une température égale ou inférieure à la température d'ébullition de l'eau, environ 100°C selon les conditions de mise en œuvre du procédé, de préférence inférieure ou égale à 100°C. Il est à noter que la température d'un aliment peut se présenter sous la forme d'un gradient de température à l'intérieur de l'aliment, la température la plus élevée étant celle en contact avec le film de vapeur.

Pendant la cuisson de l'aliment, la surface de cuisson peut présenter une température minimum de 125°C, de préférence maintenue égale à 125°C. 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. Selon des variantes de réalisation, cette température pourra varier de ± 2°C.

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 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 superhydrophobe" une surface présentant un angle de contact avec une goutte d'eau distillée supérieur ou égal à 150° à température ambiante, de préférence compris de 150° à 180° à température ambiante, plus préférentiellement de 155° à 175° à température ambiante, encore plus préférentiellement de 165° à 170° à température ambiante.

II est considéré au sens de la présente invention qu'une surface est hydrophile lorsque l'angle de contact statique d'une goutte d'eau distillée disposée sur la surface est inférieur ou égale à 90 degrés, est hydrophobe lorsque l'angle de contact statique d'une goutte d'eau distillée disposée sur la surface est compris de 90 à 150° (les bornes 90° et 150° sont exclues de cette plage), et que la surface est superhydrophobe lorsque l'angle de contact statique d'une goutte d'eau distillée disposée sur la surface est supérieur ou égal à 150 degrés.

Dans le cadre de la présente invention, la mesure d'un angle de contact avec l'eau distillée sur une surface consiste à mesurer l'angle entre la tangente à la goutte d'eau distillée au point de contact et la surface. La figure 1 illustre le principe de mesure d'un angle de contact entre une goutte d'eau distillée et une surface de cuisson.

Avantageusement, la surface de cuisson peut être telle qu'une goutte d'eau distillée est susceptible de présenter un angle de contact avec ladite surface de cuisson supérieur ou égal à 155° à température ambiante, et de préférence un angle de contact avec ladite surface de cuisson supérieur ou égal 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 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 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.

La surface de cuisson du récipient de cuisson peut être réalisée par différentes techniques qui sont abondamment décrites dans la littérature et donc connues de l'homme du métier (attaque chimique, structuration par nano- embossage, laser, électrodéposition de polymères, décomposition partielle, lithographie, etc.)

Dans un mode de réalisation de la présente invention, de l'eau peut être 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 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 œuf au plat. La cuisson de l'œuf cru sur lit de vapeur, c.à.d. en régime de caléfaction de la surface de cuisson, permet d'obtenir une meilleure homogénéité visuelle et gustative du blanc d'œuf en évitant les points chauds. En outre, la cuisson de l'œuf cru en régime de caléfaction sur une surface superhydrophobe, se fait à une température comprise entre 125°C et 180°C, ce qui convient parfaitement à l'obtention de la texture et de la 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 œufs à trop haute température entraine un dessèchement important qui aboutit à un résultat peu satisfaisant (sec, caoutchouteux, ...).

EXEMPLES

Tests 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 DSA100 de marque Kruss. La figure 1 illustre le principe de la mesure d'un angle de contact entre une surface de cuisson 10 d'un récipient de cuisson 12 et une goutte d'eau distillée 14 déposée sur la surface 10. Il est désigné par la référence 16 l'interface liquide/gaz entre la goutte 14 et l'air ambiant. La figure 1 est une coupe selon un plan perpendiculaire à la surface 10. Dans le plan de coupe, l'angle de contact a correspond à l'angle, mesuré depuis l'intérieur de la goutte d'eau 14, entre la surface 10 et la tangente T à l'interface 16 au point d'intersection entre le solide 10 et l'interface 16.

Pour effectuer la mesure de l'angle de contact, le récipient 12 est placé dans une salle à la température de 20°C et une humidité relative de 50 %. Une goutte d'eau distillée 14 ayant un volume de 2,5 μί est disposée sur la surface 10 du récipient 12. La mesure de l'angle a est réalisée par un procédé optique, par exemple en utilisant un dispositif d'analyse de forme (en anglais Drop Shape Analysis), par exemple le dispositif DSA100 commercialisé par la société Kruss. Les mesures sont répétées cinq fois et la valeur de l'angle de contact mesuré entre la goutte d'eau et la surface de cuisson est égale à la moyenne de ces cinq mesures.

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 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.

Mesure de l'activité de l'eau

L'activité de l'eau est mesurée à l'aide d'un appareil appelé a _w -mètre de type hygromètre électrique qui fonctionne par mesure de la résistance d'un sel hygroscopique ou par variation de capacité d'un condensateur comportant un polymère hygroscopique

L'activité de l'eau est déterminée par la formule suivante :

a _w = p/po = ERH (%) / 100

avec p = Pression de la vapeur d'eau présent dans l'aliment

po = Pression de la vapeur de l'eau pure

ERH = Humidité relative moyenne Réalisation des surfaces testées et propriétés physico-chimiques

Les tests sont réalisés dans des articles de formes identiques ayant comme support un acier inoxydable.

• Pour certains tests, la surface de cuisson de l'article est laissée nue (surface 1 ), cas d'un surface hydrophile présentant un angle de contact avec la surface de cuisson égal à 70°

• Pour d'autres tests, une surface de l'article est revêtue d'un revêtement à base de PTFE d'une épaisseur totale de 35 microns (surface 2), cas d'une surface hydrophobe présentant un angle de contact avec la surface de cuisson égal à 1 10° :

• Pour d'autres tests encore, une surface de l'article est revêtue par une couche « glaco », c.à.d. une couche à base de colloïde de silice hydrophobe dispersés dans un alcool de type isopropanol, déposée par pulvérisation fourni par la société Soft 99 ; la couche « glaco » présente une épaisseur totale de 100 nanomètres (surface 3) (cas d'une surface superhydrophobe présentant un angle de contact avec la surface de cuisson égal à 175°) ; Les propriétés physico-chimiques des surfaces préparées sont résumées dans le tableau ci-après :

Tests de cuisson de blancs d'œufs

Pour chaque test, 20 grammes de blanc d'œufs cru sont utilisés. La cuisson est réalisée sans matière grasse. L'activité de l'eau de ce blanc d'œuf est de 0.99 pour un pH de 7.8.

La cuisson est arrêtée lorsque le dessus du blanc d'œuf est lisse et coagulé et le rendu culinaire est évalué pour chaque test. L'adhésion et la mobilité de l'œuf 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

Température Antiadhésivité

n° de Mobilité du

de cuisson après la Aspect du blanc surface blanc d'œuf

(°C) cuisson

Le blanc est cuit de manière non homogène, on observe des grosses bulles éclatées qui donnent un aspect très rugueux

Le blanc a

à sa surface supérieure.

1 260 non attaché à la

surface Les bords du blanc sont amincis et desséchés.

Le dessous du blanc a fortement bruni.

Le blanc est cuit de manière non homogène, on observe des grosses bulles éclatées qui donnent un aspect très rugueux

Le blanc a

à sa surface supérieure.

2 250 non attaché à la

surface Les bords du blanc sont amincis et desséchés.

Le dessous du blanc a fortement bruni. Température Antiadhésivité

n° de Mobilité du

de cuisson après la Aspect du blanc surface blanc d'œuf

(°C) cuisson

Le blanc est cuit très uniformément ; il reste très

L'œuf glisse souple.

Pas

spontanément

3 140°C d'adhérence à la Les bords restent hauts sur la d'un bord à l'autre

surface totalité de la périphérie.

de l'article.

La surface inférieure est blanche.

Le blanc est cuit très uniformément ; il reste très

L'œuf glisse souple.

Pas

spontanément

3 180°C d'adhérence à la Les bords restent hauts sur la d'un bord à l'autre

surface totalité de la périphérie.

de l'article.

La surface inférieure est faiblement colorée.

Les blancs d'œufs ont été cuits selon le procédé de l'invention avec la surface n°3. Le régime de caléfaction s'est mis en place pour cette cuisson avec cette surface n°3 et les résultats sont satisfaisants comme indiqués dans le tableau ci-dessus.

Tests de cuisson de poisson blanc (Cabillaud)

Pour chaque test, 20 grammes de cabillaud sont utilisés. La cuisson est réalisée sans matière grasse. L'activité de l'eau de ce cabillaud est de 0.99

La cuisson est arrêtée lorsque le dessus du cabillaud est devenu totalement opaque, et non plus translucide. Le rendu culinaire est évalué pour chaque test. L'adhésion et la mobilité du cabillaud sont caractérisées visuellement en inclinant l'article à un angle d'inclinaison faible de moins de 10°. n° de Température Antiadhésivité Aspect de l'aliment et état de

Mobilité en cuisson

surface de cuisson (°C) après la cuisson surface de cuisson

Légère accroche Aliment pas coloré. Résidus dans la

2 180 non

du cabillaud poêle

Légère accroche Aliment légèrement crouté.

2 250 non

du cabillaud Résidus dans la poêle

Pas d'adhérence à Aliment pas coloré. Pas de résidus

3 180 oui

la surface dans la poêle

Pas d'adhérence à Aliment pas coloré. Pas de résidus

3 230 oui

la surface dans la poêle Les cabillauds ont été cuits selon le procédé de l'invention avec la surface n°3. Le régime de caléfaction s'est mis en place pour cette cuisson avec cette surface n°3 et les résultats sont satisfaisants comme indiqués dans le tableau ci- dessus.

Tests de cuisson de noix de Saint-Jacques

Pour chaque test, 20 grammes de noix de Saint-Jacques sont utilisés. La cuisson est réalisée sans matière grasse. L'activité de l'eau de ces noix de Saint- Jacques est de 0.99.

La cuisson est arrêtée lorsque le dessus de la noix de Saint-Jacques est devenu totalement opaque, et non plus translucide. Le rendu culinaire est évalué pour chaque test. L'adhésion et la mobilité de la noix de Saint-Jacques sont caractérisées visuellement en inclinant l'article à un angle d'inclinaison faible de moins de 10°.

Les noix de Saint-Jacques ont été cuites selon le procédé de l'invention avec la surface n°3. Le régime de caléfaction s'est mis en place pour cette cuisson avec cette surface n°3 et les résultats sont satisfaisants comme indiqués dans le tableau ci-dessus.