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Curiokids

La science des bonbons

Laetitia MESPOUILLE • info@curiokids.net

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Qui a dit qu’il n’y avait pas de science dans les bonbons ? Durs, mous, collants, acidulés ou fondants, les bonbons sont les rois de la récré et des anniversaires. Une monnaie d’échange incontournable pour Halloween. Mais pour produire ces petits délices colorés aux multiples parfums, il est essentiel de maîtriser la science de la confiserie

Par un choix judicieux des ingrédients et de la «recette» de fabrication, tu peux produire des bonbons durs comme les berlingots, mous comme les guimauves ou même extensibles comme les chewing-gums. Pour cela, il faut bien sûr du sucre, du sirop de glucose et de la gélatine. Le sucre donne la ­douceur aux friandises tandis que le sirop de glucose freine la formation de ­cristaux qui les rendraient trop durs. La gélatine, elle, leur confère une ­texture molle et élastique. Mais ce n’est pas tout: pour ­développer des barbes à papa ou encore des cuberdons par exemple, la chimie des bonbons est essentielle. Plonge dans l’univers ­merveilleux de la confiserie et deviens un expert dans la science des bonbons.

Le chewing-gum

Le chewing-gum est un bonbon qui se mâche des heures. Sa texture super élastique te permet de faire des bulles qui claquent à l’oreille des copains. Il se compose de différents ingrédients: tout d’abord une gomme naturelle ou artificielle qui lui donne ses propriétés élastiques et te permet de le mâcher. Lors de son invention en 1872 par Thomas Adams, la résine employée était du chiclé (d’où le terme «chiclette» employé dans notre pays ou en Suisse). Il s’agit d’une gomme récoltée au Mexique, au départ de l’arbre sapotillier Sapota Achras. Aujourd’hui, on utilise aussi des gommes synthétiques à base de plastique comestible. Dans le procédé de fabrication, les ingrédients comme la gomme, les colorants et les arômes sont mélangés à haute température. On y ajoute ensuite du sirop de glucose pour donner un gout sucré tout en préservant l’élasticité, et du dextrose pour le rendre facile à mâcher. La pâte obtenue est travaillée et refroidie pour arriver à des chewing-gums qui ne collent pas au papier. Les parfums varient de la traditionnelle menthe à cerise ou melon. Lequel préfères-tu ?

   LE SAVAIS-TU ? 

MÂCHE UN CHEWING-GUM POUR MIEUX TE CONCENTRER

Imagine un jour que ton institutrice ou ton instituteur te dise : mange un chewing-gum, tu seras plus concentré sur ton interro ! Ça te parait dingue, non ? Mais il se pourrait qu’un jour les enseignants t’encouragent à enfreindre le règlement pour développer ta concentration.

Des études scientifiques menées en Angleterre ont démontré que le groupe de personnes qui machaient un chewing-gum avait de meilleurs résultats sur les tests de mémoire que le groupe qui ne machait pas. Il reste encore beaucoup de travail aux chercheurs pour comprendre le phénomène. Mais les effets sont là. D’ailleurs, savais-tu que l’armée américaine distribuait des chewing-gums aux soldats engagés sur les zones de combat pour augmenter leur concentration durant la première guerre mondiale ? Te voilà prêt à négocier avec tes profs pour mâchouiller en classe !

La barbe à papa

La barbe à papa est une autre friandise sucrée dont raffolent les enfants et les parents. Elle a été inventée par 2 dentistes (c’est un comble ! J) de Nashville: William Morrisson et John C. Wharton en 1897. Ils voulaient offrir aux enfants une nouvelle sorte de douceur lors des foires et carnavals. À l’époque, ce petit plaisir coûtait cher et était donc plutôt réservé aux personnes plus nanties. Mais avec le développement des machines, elle est devenue accessible à tous. 

Sa composition est simple. Il s’agit de sucre, de colorants et d’arômes. Lors de sa confection, le sucre est chauffé à 160-170 °C. À cette température, le sucre fond et se mélange avec le colorant et l’arôme. Mais comment obtenir cette fameuse texture duveteuse ? Le sucre liquide est versé dans une bassine tournante et percée de petits trous. En tournant très vite, il se crée des fils de sucre fondu, fins et délicats, qui sont projetés vers l’extérieur. En effet, en tournant la bassine, on génère une force centrifuge qui pousse les objets vers l’extérieur. De la même manière qu’une machine à lessiver essore le linge en faisant tourner le tambour très vite. En tournoyant, les filaments de sucre refroidissent et sont récoltés autour d’un bâtonnet pour former un gros nuage gourmand. Gros et pourtant, figure-toi qu’il ne faut «que» 30 g de sucre pour fabriquer une barbe à papa ! C’est tout de même l’équivalent de 5 morceaux de sucre blanc classique. 

   Le truc de ouf !

OUILLE, ÇA PIQUE !!!

Il existe effectivement des bonbons acidulés. Tu sais, ceux qui piquent et te font faire des grimaces ? Parmi les bonbons connus, il y a les célèbres Napoléons, les Soucoupes citriques ou les têtes brûlées. Pour obtenir cet effet, les confiseurs doivent ajouter un ingrédient acide, celui qui «pique» ! Ces acides sont par exemple, l’acide citrique, l’acide malique ou l’acide tartrique. L’acide citrique est un acide naturel qu’on retrouve dans le citron, les oranges, l’ananas et bien d’autres. Cependant, en confiserie, on se tourne vers l’acide citrique synthétique, bien moins cher. Attention, les dentistes attirent l’attention sur l’importance d’avoir d’excellents soins dentaires lorsqu’on mange ces bonbons en particulier car l’acide citrique consommé en grande quantité provoque une dissolution de l’email dentaire. C’est la fine couche qui protège les dents contre l’usure quotidienne et les agressions chimiques justement. 

  
Le caramel

Quand tu fais chauffer du sucre dans une casserole, celui-ci fond et prend progressivement une couleur brunâtre, tandis que de délicieuses odeurs s’échappent et se répandent dans la cuisine. C’est ainsi que le caramel se forme. Simple non ? Si tu refroidis ta mixture, tu observeras que le liquide brun visqueux se solidifie. Bref, pas de retour en arrière possible. Dans ta casserole s’est produite une réaction chimique.

Le sucre blanc en grain que tu utilises est du sucrose. Il se compose de 2 parties attachées ensemble: le glucose et le fructose. Quand tu chauffes le sucre à 160 °C, le sucrose se décompose pour libérer le glucose et le fructose. Ensuite, toute une série de réactions chimiques se produisent. De longues molécules se forment, appelées respectivement caraméline, caramélane et caramélène. Avec elles, de plus petites se créent également dont le maltol, la molécule responsable de cette odeur divine.

Tu peux aussi fabriquer du caramel mou en adaptant la recette. Pour cela, il te suffit de chauffer du sucre et du beurre entre 120 et 130 °C. Dans ces conditions et grâce au beurre, tu obtiens un caramel mou. Comme tu auras chauffé ton sucre à une température inférieure, ton caramel sera plus clair et de texture plus laiteuse. D’autres ingrédients peuvent aussi être ajoutés comme le sirop de maïs ou de glucose, qui favorisent tout deux la formation d’un caramel onctueux… 

  
La guimauve

Connue aussi sous le nom de marshmallow, elle est l’invitée de marque des feux de camps. Cuite délicatement à la flamme au bout d’un bâton, cette friandise fond littéralement dans la bouche. Beaucoup l’aiment aussi dans leur chocolat chaud en hiver. Mais comment les chimistes ont-ils créé ce bonbon léger et mœlleux ? La guimauve est elle aussi composée de sucre, de sirop de glucose, d’eau et de gélatine. Pratiquement, le sirop est chauffé à 115 °C. À cette température, les petites molécules de sucre se décomposent pour en former de nouvelles se présentant sous forme de chaines. À cette mixture épaisse et collante est ajoutée de la gélatine. Cette protéine permet de gélifier un mélange pour l’empêcher de s’écouler comme un liquide. C’est pour cela que le marshmallow est élastique. Les confiseurs battent la gélatine dans le sirop de sucre pour introduire une grande quantité d’air. Le mélange doit tripler de volume. Cette préparation est ensuite refroidie lentement dans un moule beurré et saupoudré d’amidon de maïs pour éviter que la pâte riche en sucre et gélatine ne colle pas trop. 

  

   BIG DATA

100 000

c’est le nombre annuel de tonnes de chewing-gums consommés dans le monde.

3,8 kg

c’est la consommation annuelle de friandises du Belge. Notre pays est le 7e plus gros mangeur de bonbons derrière la Suède, le Danemark et l’Allemagne qui occupent les 3 premières places du podium. 

 
ACTU SCIENCE

PEUT-ON REMPLACER LE SUCRE ? 

En matière d’innovation en confiserie, il y a l’isomalt. Le quoi ? L’isomalt est un édulcorant, autrement dit, un produit qui donne un gout sucré sans être du sucre. Pratique non ? Il vient du sucrose et est obtenu par fermentation, c’est‑à‑dire, à l’aide de bactéries. Il se forme ainsi de l’isomaltulose que les chimistes ont transformé ensuite en isomalt. Cette molécule est judicieusement utilisée en confiserie car elle est 2 fois moins calorique que le sucre et présente un indice glycémique faible. Il est donc adapté aux personnes diabétiques. Les confiseurs aiment travailler l’isomalt pour de nombreuses raisons. Incorporé dans les bonbons, il n’absorbe pas l’eau. 

  
  

 
  
On dit qu’il a une faible hygroscopie. Ce qui fait que les bonbons peuvent se conserver plus longtemps et n’ont pas besoin d’emballage individuel. Un autre grand avantage est qu’il ne provoque pas de caries. En effet, les bactéries présentes dans ta bouche «consomment» le sucre car c’est une source d’énergie pour elles. Suite à cette digestion, elles délivrent des composés acides qui attaquent tes dents. Mais ces mêmes bactéries sont incapables de digérer l’isomalt. Grâce à la chimie, les bonbons du futur seront meilleurs pour les dents et la santé !

Le selfie du  jour

LE CUBERDON

Il s’agit d’une friandise belge en forme de cône, dur à l’extérieur et coulant à cœur. Bien qu’il en existe de tous les goûts aujourd’hui, le cuberdon originel est parfumé à la framboise. Cette sucrerie fruitée a été créé à Gand et vendue par Carl Demmestere. Son succès a très vite conquis les touristes si bien que d’autres concurrents se sont mis à le fabriquer. Cependant, la recette est jalousement gardée. Le cuberdon se compose de différents ingrédients: on y trouve de la gomme arabique, de la gélatine, du sucre, des arômes naturels de framboise et des colorants naturels. Ces ingrédients sont mélangés à haute température durant de nombreuses heures jusqu’à obtention d’un sirop onctueux et fluide. Ensuite, les confiseurs versent leur préparation dans des moules en forme de cône. Les bonbons sèchent ensuite durant une semaine à 55 °C. Dans ces conditions, une croute se forme à l’extérieur protégeant son cœur moelleux. 

 
Le bonbon gomme dans tous ses états 

Parmi les bonbons, nous retrouvons les traditionnels bonbons gomme. Sous forme de nounours, grenouille, de bouteilles de cola ou de vers de terre. Il y en a de toutes les formes, de toutes les couleurs et de tous les gouts. De quoi ravir ton dentiste !

Ces bonbons-là contiennent aussi du sucre, mais pas uniquement. La texture souple et élastique de ces bonbons gomme est due à un autre ingrédient important : la gélatine. La gélatine est une protéine dérivée du collagène. Elle est extraite des restes des animaux. Comme son nom l’indique, la gélatine gélifie la texture. Autrement dit, elle empêche un liquide de s’écouler. Tu peux imaginer la gélatine comme une grosse éponge qui emprisonne les molécules d’eau, de sucres et de colorant à l’intérieur. Les fraise tagada, les bouteilles de coca ou encore les petites grenouilles sont faites à partir de gélatine. Le sucre est parfois remplacé par le sirop de glucose ou de maïs pour renforcer la texture molle de la friandise.

Pour fabriquer ces bonbons, le confiseur fait chauffer la gélatine et tous les autres ingrédients jusqu’à dissolution complète des ingrédients. Le liquide chaud est ensuite versé dans des moules de formes variées. Si tu laisses refroidir ta préparation, tu observeras la formation de bonbons ayant la forme de tes moules. Facile non ? 

   LE SAVAIS-TU ? 

LES PREMIERS BONBONS ONT ÉTÉ INVENTÉS DANS L’EGYPTE ANTIQUE

Les bonbons, ou plutôt les confiseries, existent depuis des millénaires. Mais ils ne ressemblaient en rien aux friandises que tu consommes aujourd’hui. Les premières friandises étaient surtout composées de fruits et de fruits secs mélangé au miel. Leur conception remonte à l’époque de l’Égypte antique, il y a plusieurs milliers d’années. Des hiéroglyphes datant de plus de 3000 ans montrent des personnages confectionnant des confiseries. Le miel étant très présent dans le bassin méditerranéen, les Romains et les Grecs consommaient aussi ce type de friandise dans lesquelles ils pouvaient aussi ajouter des fleurs comme ingrédients. Une ancienne cuisine de confiseur a été déterrée à Herculanum en Italie, avec tout un ensemble d’ustensiles. 

La fabrication des bonbons avec le sucre comme ingrédient principal remonte seulement au Moyen-âge, quand la canne à sucre fut cultivée plus largement par les Perses. Ces derniers ont aussi mis au point la technique de raffinerie du sucre.  Cependant, les quantités de sucre vendues en Europe étaient si faible au 13e siècle que les confiseries étaient hors de prix et réservées à la classe riche. Il faut attendre le 16e siècle pour voir le coût du sucre baisser. À cette époque, de nouvelles techniques de fabrication de bonbons se développent pour produire des friandises de différentes formes et se composant de sucres, de fruits et de noix. La révolution industrielle au 18e siècle voit apparaitre de nombreuses machines qui permettent d’accélérer la production de confiserie. Les bonbons sont en plein boum, il s’en vend de plus en plus. Aujourd’hui, les friandises font partie du quotidien. Cependant, les médecins et les dentistes attirent l’attention des enfants et des parents sur la consommation de sucre devenue trop importante. Consommer trop de sucre provoque des carries et du surpoids. Des alternatives au sucre sont développées pour réduire les risques sur la santé et une plus grande attention est portée sur les arômes et autres ingrédients artificiels.

Il en faut pour tous les goûts

1) QUESTION D’AROME

Goûts cerise, fraise, citron, orange, cassis, cola, crotte de nez, œufs pourris… j’en passe et des meilleurs ! La diversité des goûts permet de combler le palais des gourmands. Mais sais-tu ce que sont les arômes ? Ils peuvent être soit naturels, soit artificiels.

Les arômes naturels sont dérivés de vrais fruits, de gousses, de plantes, d’épices, de noix. La vanille est l’exemple le plus répandu. Elle est extraite de la gousse de l’orchidée Vanilla planiflora. Tu connais aussi la menthe qui vient des feuilles de la plante aromatique. Cet arôme, tu le retrouves beaucoup dans les chewing-gums. Les extraits de fruits tels que le citron, l’orange ou la fraise donnent un goût plus naturel aux bonbons. Aux États-Unis, on retrouve également la cannelle, une épice bien connue qui entre dans la composition de nos célèbres spéculoos.

Les arômes artificiels quant à eux sont synthétisés en laboratoire au départ de produits chimiques. Ils sont conçus pour imiter le goût et l’odeur des ingrédients naturels. Les confiseurs les utilisent car ils sont souvent moins chers et plus stables que leur équivalent naturel. Parmi les molécules les plus connues, il y a la vanilline, qui comme son nom l’indique, imite le goût de la vanille. Le Maltol est un autre composé chimique pour imiter le goût du caramel. Et pour les fruits rouges comme la fraise ou la framboise, il y a le furaneol. Pour le citron, on utilise le citral. 

2) QUESTION DE TEMPERATURE

Le sucre est l’un des ingrédients de base des bonbons. Mais il ne suffit pas d’en mettre dans la recette pour réussir son bonbon. Le contrôle de la température est très important car il définit la consistance finale de la friandise: dur, collant, cassant. La température impacte aussi la couleur et le goût. Chauffé trop fort, le sucre brunit. Ce qui gâche le résultat final. Les friandises sont classées en catégories de produits en fonction de leur dureté. Cette consistance est liée à la température à laquelle le sucre a été chauffé et donc à la quantité d’eau résiduelle dans le sirop de sucre. Plus la température monte, moins il y a d’eau dans le sucre.

– Le petit boulé: Lorsque le sirop atteint une température de cuisson comprise entre 115 et 117 °C, le sirop forme une boule molle qui roule lorsqu’il est refroidi. C’est la catégorie des caramels fondants.

– Le boulé: Lorsque le sirop atteint une température de cuisson comprise entre 118 et 121 °C,
le sirop forme une boule souple qui roule lorsqu’il est refroidi. C’est la catégorie des meringues ou des pâtes d’amandes.

– Le gros boulé: Lorsque le sirop atteint une température comprise entre 121 et 129 °C,
le sirop forme une boule ferme et ronde lorsqu’il est refroidi. On y retrouve les guimauves, le nougat et les bonbons gomme.

– Le petit cassé: Lorsque le sucre atteint une température de cuisson comprise entre 132 et 143 °C, la texture obtenue sera cassante et collera aux dents. On retrouve les caramels durs dans cette catégorie.

– Le grand cassé: Les friandises sont dures et cassables comme les sucettes. Elles sont produites en chauffant le sucre entre 148 et 154 °C. À cette température, il ne reste presque plus d’eau dans le sirop. En refroidissant, le bonbon devient dur et cassant.

LE P’TIT DICO

FORCE CENTRIFUGE :
c’est la force qui tend à éloigner en objet quand il est soumis à un mouvement circulaire.

INDICE GLYCEMIQUE (IG): il te permet de savoir si les glucides contenus dans l’aliment passent vite ou non dans le sang. Les glucides, c’est comme de l’essence pour une voiture. C’est l’énergie dont ton corps a besoin pour bouger. Ils se trouvent dans la plupart des aliments. L’IG est un nombre compris entre 0 et 100. Plus ce nombre est élevé, plus vite les glucides passent dans ton sang. Cette valeur ne dépend pas nécessairement de la quantité de glucides, mais aussi de la préparation de l’aliment, du temps de cuisson, de la température…

GOMME ARABIQUE : elle est extraite de l’acacia du Sénégal. Cette gomme est souvent utilisée pour épaissir les préparations ou comme colle comestible. Les pâtissiers l’utilisent aussi comme «vernis» pour donner un coup de brillant sur leur préparation.

HYGROSCOPIE : L’hygroscopie, c’est la capacité à absorber de l’eau. Comme une éponge. Certaines choses ont la capacité d’attirer l’eau, de l’air et de les garder, comme la gomme à mâcher ou les biscuits qui deviennent mous quand ils sont humides. C’est pour ça que tu dois fermer les bocaux de biscuits quand tu as fini de les manger, pour qu’ils ne deviennent pas mous.

 
Ton p’tit LABO

Une expérience à faire avec Curiokids:

«Plutôt gonflées ces bactéries !»

Références

https://www.ift.org/news-and-publications/food-technology-magazine/issues/2007/september/features/understanding-the-science-behind-chew-ing-gum

https://thefooduntold.com/food-chemistry/the-science-behind-caramelization/

https://www.exploratorium.edu/cooking/candy/sugar-stages.html

https://www.bloc-notes-culinaire.com/2017/11/cuisson-du-sucre.html

https://www.glowdental.co.uk/how-citric-acid-affects-your-teeth/

https://justoneocean.org/chewing-gum

https://www.gomc.com/firstpage/199511065.pdf

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/9781118373941.ch11

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