E63 Congélation - Glace

Topique

Cette crème glacée est un système multiphasique, composé de cristaux de glace dispersés dans une phase liquide concentrée de sucre, de protéines et de matières grasses, et dans laquelle sont incorporées des bulles d'air. La qualité de cette crème glacée – sa texture lisse ou granuleuse – dépend principalement de la taille de ces cristaux de glace dispersés. Plus les cristaux sont petits, plus la texture est lisse. L'abaissement du point de congélation explique pourquoi cette crème glacée ne congèle pas complètement à la température habituelle d'un congélateur domestique : les sucres dissous dans cette crème glacée – qu'il s'agisse de saccharose, de glucose ou de fructose – abaissent le point de congélation de cette phase liquide proportionnellement à leur concentration molaire. Par conséquent, la partie congelée de cette crème glacée augmente progressivement à mesure que la température baisse, sans jamais congeler complètement aux températures de service normales. Le fait que ces sucres dissous dans cette crème glacée soient présents à une concentration molaire plus élevée entraîne un abaissement du point de congélation plus important et, par conséquent, une plus petite fraction de la crème glacée qui congèle à la même température.

Les petits cristaux de glace confèrent à cette crème glacée une texture onctueuse et crémeuse, tandis que les gros cristaux lui donnent un aspect granuleux. Pour obtenir ces petits cristaux, il faut un refroidissement rapide, avec un écart de température important entre la crème glacée et le fluide frigorigène, ainsi qu'une agitation intense pendant la congélation, qui brise les cristaux de glace en pleine formation. Le foisonnement de la crème glacée, c'est-à-dire l'air qu'elle contient, contribue également à sa texture onctueuse. Une agitation intense pendant la congélation permet d'obtenir des cristaux de glace plus petits et, par conséquent, une texture plus onctueuse.

Pour obtenir ces petits cristaux de glace, il faut un refroidissement rapide, avec un écart de température important entre la crème glacée et le fluide frigorigène, ainsi qu'une agitation intense pendant la congélation, qui brise les cristaux de glace en pleine formation. L'équation de Planck calcule le temps de congélation de cette crème glacée en fonction de sa taille, du fluide frigorigène et de ses propriétés thermiques : un moule plus fin et une plus grande différence de température entre la crème glacée et le fluide frigorigène réduisent donc le temps de congélation nécessaire. De plus, la conductivité thermique de cette crème glacée, établie par un autre modèle, est supérieure à celle de l'eau liquide, précisément à cause de la glace qu'elle contient. Le moule plus fin permet donc de réduire le temps de congélation, conformément à l'équation de Planck.

Ainsi, ce modèle, avec ses petits cristaux de glace et son temps de congélation, définit la température de transition vitreuse de cette crème glacée comme le seuil en dessous duquel elle devient amorphe et vitreuse. Au-dessus de cette température de transition vitreuse, mais toujours en dessous du point de congélation de la crème glacée, ces cristaux de glace peuvent mûrir selon le même processus de maturation d'Ostwald décrit par un autre modèle de cet ensemble. Au cours de ce processus, les petits cristaux de glace se dissolvent et de plus gros cristaux se forment à leur place, ce qui détériore la texture de la crème glacée pendant le stockage. Le fait de conserver cette crème glacée à une température plus proche de son point de congélation, plutôt que de sa température de transition vitreuse, accélère le processus de maturation d'Ostwald, ce qui entraîne une plus grande détérioration de la texture de la crème glacée pendant le stockage.

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