E23 Absorption Riz et pâtes

Topique

Ce riz, ces pâtes ou cette légumineuse absorbent l'eau pendant la cuisson grâce à une combinaison de diffusion interne, de gélatinisation de leur amidon et de relaxation de leur structure polymère. Ce processus est analogue à la diffusion moléculaire décrite par la deuxième loi de Fick dans un autre modèle de ce système, à ceci près que le coefficient de diffusion effectif de l'eau au sein du grain n'est pas constant. Il varie en fonction de la concentration d'eau déjà absorbée et de la température de cuisson. Un coefficient de diffusion effectif plus élevé permet à l'eau de pénétrer plus rapidement dans le grain.

Le modèle de Peleg, un modèle empirique à deux paramètres largement utilisé en science alimentaire, décrit l'absorption d'eau par ce grain sans supposer de forme géométrique particulière. Le premier paramètre contrôle la vitesse initiale d'absorption d'eau par le grain au début de la cuisson ; une faible valeur de ce paramètre implique donc une hydratation initiale rapide. Le second paramètre définit la capacité maximale d'absorption d'eau atteinte par le grain en fin de cuisson. Une faible valeur du premier paramètre dans le modèle de Peleg se traduit par une hydratation initiale plus rapide. Inversement, une valeur plus faible du second paramètre se traduit par une capacité d'absorption d'eau maximale plus importante.

La gélatinisation de l'amidon de ce grain, qui se produit dans une plage de températures spécifique à la variété, transforme sa structure cristalline en une structure amorphe. Cette transformation augmente considérablement le coefficient de diffusion effectif de l'eau, lui permettant de pénétrer en grande quantité dans le grain. Ce changement de phase structural de l'amidon est, en définitive, le phénomène physico-chimique central de la cuisson de ce riz. La gélatinisation plus poussée de l'amidon en cette structure amorphe entraîne un coefficient de diffusion effectif plus élevé et, par conséquent, une absorption d'eau plus rapide par le grain.

Une température de cuisson plus élevée accélère significativement cette absorption d'eau, conformément à l'équation d'Arrhenius appliquée au coefficient de diffusion effectif. Le même grain, cuit à pleine ébullition, est entièrement hydraté en beaucoup moins de temps qu'à une température de cuisson plus modérée. Le modèle d'Avrami reproduit une courbe sigmoïde caractéristique de l'hydratation du riz : l'hydratation progresse lentement en début de cuisson, tandis que la gélatinisation de l'amidon commence à peine à se former au sein du grain ; elle s'accélère en milieu de cuisson, puis ralentit à nouveau vers la fin, lorsque le grain approche de sa capacité d'absorption d'eau maximale.

Ainsi, ce modèle, avec sa courbe sigmoïde de gélatinisation de l'amidon et d'hydratation, suggère que la cuisson du riz al dente correspond à un arrêt délibéré de l'hydratation avant qu'il n'atteigne sa capacité d'absorption d'eau maximale. Par conséquent, le centre du grain est encore moins gélatinisé que le reste. Finalement, le grain de riz cuit absorbe plusieurs fois son poids en eau. Arrêter la cuisson plus tôt, avant que le grain n'atteigne sa capacité d'absorption d'eau maximale, a pour conséquence que le cœur du grain est moins gélatinisé et plus ferme sous la dent.

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