Molecular Gastronomy :
science from cooking (with applications)
Why are we still there?
And here ...
Why do we love bad products?
On en trouve jusqu'à 10 mg/kg (teneur maximale réglementaire de 5 µg/kg)
Good : what does it mean?
Why don't we know ?
How dangerous is it?
“Estragole (1-methoxy-4—2-propenyl) benzene) has been
demonstrated to be genotoxic and carcinogenic.”...
Why don't we want to know?
Let's begin with food.
Food?
A linear relationship!
I.E. We should speak of dishes, rather than food
DÉFINITION DE LA GASTRONOMIE
18. - La gastronomie est la connaissance raisonnée de tout ce qui a rapport à l'homme, en tan...
The various forms of « gastronomy »
Where are we going?
I propose this way:
1. Molecular Gastronomy
2. Why Molegular Gastronomy
is not Molecular Cooking
3. Technology
4. Tomorrow...
Molecular Gastronomy ?
No particular science. Our ambition
is not original
The method
is classic
Where should we dig?
1988 :
Creation
of
Molecular
Gastronomy
• 1. Explore “definitions” and “precisions”
• 2. Explore the art component of cook...
What should we study?
The most frequent first (because there
are good scientific reasons)
One example : what is extracted from a
plant tissue and how ?
Always have very long
« Materials
and Methods » sections
Anne Cazor
Christine Liénard
David Trihn
Emma Lefevre
Mireille Br...
Exploring complex systems? By
order of magnitudes
Water and three saccharides :
glucose, fructose, sucrose
And also ...
Hydrolysis of sucrose
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36
temps (h)
concentrati...
Dehydration of reducing sugars
CH2OH
C
CH
HC
HC
CH2OH
O
HO
OH
OH
O
CH2OH CH2OH
OH
HO
OH
H+ O
CH2OH CH2OH
OH2
+
HO
OH
O
CH2...
Necessary modeling
t = 0 t t+dt
Sc(0) Sc(t) Sc(t) – k1
Sc(t) – k2
Sc(t)
Gc(0) Gc(t) Gc(t) + k2
Sc(t) – k3
Gc(t) – k4
Gc(t)...
For example:
sucrose extraction
Serendipity !
A frequent curve
0
10
20
30
40
50
60
-5 0 5 10 15 20 25
a*
b*
0 h
19 d
16 d
14 d
13 d
12 d9 d
7 d
142 h
96 h
72 h
48 h
24 ...
One compound, at start
b* = -5,1869a* + 2,4616
R2
= 0,9989
0
2
4
6
8
10
-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5
a*
b*
0.5
24
9
6
3
1water
O...
The influence of light!
0
10
20
30
40
50
60
-5 0 5 10 15 20 25
a*
b*
0.5 h1 h
3 h
5 h7 h
9 h
72 h
142 h
24 h
48 h
142 h
72...
C(t) = k . m(t) . c
C(t) = C1(t) + C2(t)
dt
tdm
e
dt
tdm t )()( 21
−= −
)(
)(
1
2
tm
dt
tdm
α=
αα
α α
+−
+
+−
+−
=
−−
11
)...
Obvious theoretical curves
Same kind of questions
Audrey Tardieu,
Alice Guerez,
Sidarin Phana,
Elisa Chiquet,
Lauriane Jugé,
Bastien Néel,
Bich-Tuy D...
How wrong is it?
Diffusion ?
1 mm 1 mm
1 mm1 mm
Possible..., but
L
H
r
D
unité
« eau »
unité « model
oignon »
unité
« canal »
di
d
x
z
onion unit
z
d
d
Open questions: what a pleasure !
A new goal
canal cellules milieu aqueux
D1
k1 k2
k3 k4
k5
k5
k5
D3
D6
D5
D4
D2
D7
k6
k7
k8
With various markers
Obvious effects
Camille Gremillet, Johannie Martin, Juan Valverde…
N
N
N
N
H
H O
H
O O
O
O
H H
C57H76MgN4O5
Mol. Wt.: 921,54
Mg
Chlorophyll a
N
N
N
N
H
H O
H
O O
O
O
H H
Mg
OH
Chlorophyll b...
N
N N
N
R
H
H
OH
O
O
H H
Mg
COOCH3
NH
N HN
N
R
H
H
OH
O
O
H H
COOCH3
Mg2+
Pheophytinization?
all trans Beta Carotene
15 - cis Beta Carotene
But there are other pigments
OH
HO
Lutein : (3R, 3'R, 6'R) Beta, Epsilon Carotene, 3, 3' diol
OH
HO
O
O
Violaxanthin : (3S, 5R, 6S, 3'S, 5'R, 6'S) - 5,...
b. c.a.
125
124
123
122
121
120
119
118
H*value(au)
14121086420
number of measurement
H_M1
H_M2
H_M3
What is « green »?
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
Absorbance(au)
800700600500400
Wavelength (nm)
Pheo_a
Pheo_b
'b-Car'
Chl_a
Chl_b
Lut
6x10
-6...
Minguez-Mosquera, M. I.; Garrido-Fernandez, J. J Agric Food Chem 1989, 37, 1-7.
Razungles, A. J.; Babic, I.; Sapis, J. C.;...
Simple quantitative tools
0.14
0.12
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
0.00
RelativeOpticDensity(au)
11001000900800700600500
Distance (pixels)
'Red Profile'
'...
Valverde, J.; This, H., 1H NMR Quantitative Determination of Photosynthetic
Pigments from Green Beans (Phaseolus vulgaris ...
Now, culinary phenomena can be
studied :
• blanchissement
• température
• durée
• refroidissement
• ajout de sel
• acidité...
3. Pigment Analysis
0
10
20
30
40
90
135
180
0 min
1 min
3 min
5 min
7.5 min
11 min
15 min
-a*
b*
Hue Angle
126
124
122
12...
3. Pigment Analysis
6x10
-6
4
2
0
MolarConcentration
Pheo a Pheo b b- Car Chl a Chl b Lut
C_T0
C_T5
C_T10
C_T15
C_T20
C_T2...
Binding physics (organisation) and
chemistry (content)?
Gels ...
Cliché J. Lacour, INRA Theix
Gels
Gels
But differences
And some other colloidal systems
Line
dispersed
in column
Gas Liquid Solid
Gas Gas
(not a
disperse
system)
Liquid
aerosol
Solid
aerosol
Liquid Foam Emulsio...
But this one?
Edmond Goblot, Traité de logique,
Armand Colin, 1918, p. 18
« Pour l'Algèbre de la logique, ses inventeurs n'ont
certainem...
Lavoisier AL, Considérations générales sur la dissolution des
métaux dans les acides, Mémoires de l’Académie des sciences,...
Four symbols :
• / : dispersed into
• + : coexistence of phases, mixture
• @ : inclusion
• σ : superposition (according to...
Which scale?
Here, as 10 – 6
< R < 10 -4
Mayonnaise = O/W [10 – 6
,10 -4
]
And at this scale
PdT = (S1/W)/S2 [R < 10-6
]
The possibility of adding
information
1. Quantities : Ax …
2. Scale limits: [x, y]
3. Kinetic information : Ax(t)
4. etc.
595595 /WOWO WE
→+
200..1tt),*374(6 /WO =+
100/)100(70100/)100(3050..0 /)( ttt WOG −−= +
• Fonds brun, Fonds blanc, Fonds de volaille, Fonds de gibier, Fonds, ou fumet de poisson, Fonds de poisson au
vin rouge, ...
The corpus : 451 sauces
Name Minimum culinary
recipe
Derived
from
Formula Reduced
formula
Compuls
ory
indredie
nts
Possibi...
Why 23 categories only?
• Possible Categories :
• W
• O
• O/W
• W/O
• S/W
• (W/S) /W
• (G + O) / W
• (O + S) / W
• (O + (W...
Historical reasons?
Nombre
0
50
100
150
200
250
-500 0 500 1000 1500 2000
Date de publication
NPOS formalism
• D0 :
• object of dimension 0,
• Dots:
• D1 :
• Objects of dimension 1,
• lines :
• D2 :
• Objects of dimension 2,
• Plan...
/ : random dispersion
+ : double distribution
σx, σy, σz, : superposition in the various directions
of space
@ : for inclu...
Which scale?
5 Mastications 100 Mastications
Universality through the teeth?
The two formalism can meet
(D1,1(W1/S1)@D1,2(W2/S2))/D3 D0(W1)@D0(W2/S1)/
D2(W3/S2)
D1(S)/D3
Hervé This, Formal descriptio...
And gels are now different
D3/D3 D0/D3
But the real question…
{formula}
{Physical systems}
{Chemical and physical
properties: odorant
release, taste molecule
rel...
Why Molegular Gastronomy is
not Molecular Cooking
> G->Decay_Products;
In this mechanism, Gp can be considered as the colo...
• "Un bon moyen pour
atteindre la vérité, c'est de
préférer l'expérience à
n'importe quel
raisonnement, puisque
nous somme...
• "La philosophie est écrite dans
ce livre immense
perpétuellement ouvert
devant nos yeux (je veux dire
l'univers), mais o...
Science
(« natural phylosophy »),
it is
looking for mechanisms of
phenomena
using the
« scientific method » !
The
scientific
method
Here are
phenomena!
Also here
Our
initial
programme
was
faulty!
•1. Etudier les recettes
•2. Etudier les dictons…
•3. Inventer des plats nouveaux
•4. In...
Cooking :
Love, power, money…
Art
Technique
2005 :
the three objectives
of Molecular
Gastronomy
• 1. Explore “definitions” and
“precisions”
• 2. Explore the art compo...
Technology: improving
technique
Invention is nothing,
but
there is nothing except invention!
Let’s have an egg : 1.
1.1. Full egg
1.2. Shell alone
1.3. Yolk and
white out of the
shell but not
mixed
1.4. Mixed yolk
and white
1.5. Yolk alon...
1 Nothing
2. Gas
3. Water
4. Oil
5. Solid
6. Ethanol
7. Acid
8. Alkali
9. Heat
Let’s now add
something
1.1.6. Alcohol : Baumé
1.1.7. Acid
1.1.9. Heat
• Points de dénaturation : [i], [ii]
• ProtéinesTempératures de dénaturation
• Du blanc : Ovotransferrine61°C
• Ovomucoïde...
Eggs at 65°C : omsen tamago?
But then…
• Eggs at 61°C
• Eggs at 62°C
• Eggs at 63°C
• Eggs at 64°C
• Eggs at 65°C
• Eggs at 66°C
• Eggs at 67°C
• Eggs ...
1.3.9. Fried eggs
1.4.9. Heat
1.5.4. with oil : Mayonnaise
1.5.6. Alcool
• Yolk alone
Thenard of yolk : see Thenard
of white
1.6.2. Gas
1.6.4. Geoffroy
1.6.6. Alcool : Thenard
1.4.3.9. Lavoisier (extreme royales)
1.5.3.9. Flans
1.6.2.2. Chaptal (raw preparation for
wind crystals)
1.6.4.5. Liebig
1.6.4.9 Gibbs
1.6.2.2.9. Wind crystals
1.6.3.2.9. Vauquelin (microwave cooked
preparation for wind crystals)
Molecular Cooking
New tools
New ingredients
New methods
1984!
But let us make some theory
The various kinds of technology
1 : local
2 : global, with science
Local Technology
Global Technology
Simple disperse systems
Line
dispersed
in column
Gas Liquid Solid
Gas Gas
(not a
disperse
system)
Liquid
aerosol
Solid
aer...
CDS formalism
Four symbols :
• / : dispersed into
• + : coexistence of phases, mixture
• @ : inclusion
• σ : superposition...
In honor of
Michael
Faraday
One dish among one infinity
• Let’s choose one formula:
•((G+O+S1) / W) / S2.
• And let’s decide for a lobster dish
Faraday of lobster
((G+S1+O) /W) /
S2
(G + O + S ) / W
Mai 2003, Franckfurt
Cocktails « sur mesure »
November 2003 :
the « Pianocktail»
With this microreactor,
500 000 000 000 possibilities
The analysis of some « transfers »
Quelques nouveautés
Décoction de poivre gélifiée, utilisation en assaisonnement d’acide...
1. Sans utilisation de
connaissance nouvelle
1.1.
Technologie locale
1.2
Technologie
globale
2. Avec utilisation de
connai...
Where are we going now?
Culinary constructivism?
http://www.pierre-gagnaire.com
Hervé.this@paris.inra.fr
Is it possible to
change ?
How?
Do we want it?
0 20 100
1 M3
of whipped white with one egg !
Note à Note
Starting with
Cooking
Meat for
centuries
Pans…
Fruits and vegetables…
Anne Cazor, Hervé This, Sucrose, Glucose and Fructose Extraction in Aqueous Carrot Root
Extracts Prepared at Different Tem...
O
HO OH
HO OH
HO
glucose
HO
OH
HO OH
HOO
fructose
OH
OH
HO
O
HO
O
OH
OH
HO
HO
O
sucrose
NH2
O
OH
alanine
NH2 O
OH
O
HO
asp...
What if the mixture is not convenient?
Compounds are added
+ OH
OH
HO
O
HO
O
OH
OH
HO
HO
O
sucrose
Then, lets cook « note by note »
En l’an 2000…
«Messieurs,
Je vous remercie d’avoir bien voulu nous inviter à votre
banquet. […] Par là, vous avez voulu af...
« Dans ce temps-là, il n’y aura plus dans le monde ni
agriculture, ni pâtres, ni laboureurs : le problème de
l’existence p...
« Mais revenons à nos moutons, je veux dire à la chimie.
Qui dit source d’énergie calorifique ou électrique, dit
source d’...
« Un jour viendra où chacun emportera pour se nourrir sa
petite tablette azotée, sa petite motte de matière grasse,
son pe...
The « notes » for cooks
Tartaric acid: wonderful
acidity!
Glucose :
(S) (S)
O
OH OH
OH
OH
CH2OH
1
23
4
5
6 HC
C
(R)
C
(S)
C
(R)
C
(R)
C
(S)
O
OH
HO
OH
OH
OH
H
(S) (R
)
O
OH
O
H
OH
...
Glycerol, onctuosityof wines (6-20 g/L) :
Healthy?… (3g/L)!
OH
O
O
HO
R1
OH
R2
O
OR
OH
OH
HO
anthocyanines (forme flavylium) R1,R2 =H, OH, OCH3
R=H, acétyl, p-couma...
Socially accepted... but beware
hygienists!
Children love it
O
OH
OH
OH
CH2OH
CH2OH
CH2OH
OH
OH
O
O
saccharose
β-D-fructofuranosyl-α-D-glucopyranoside
Should we fear fructose
dianhydrides ?
Aldéhydes, C O2
N H3 et SH2 (Cystéine)
Base de Schiff
Mélanoïdines
Hydroxyméthylfurfural
DÉSHYDRATATION
Réductone
Réarrang...
Hic sunt leones
A microstructure has to be organized
But it is simple
O/W + G → (G +O)/W)
And in Hong
Kong,
24 April 2008
Foie gras chantilly
Liebig
Nollet salad
Kientzheim sauce
Abstract
Hydrolysis
Wöhler sauce
Shitao
Würtz
The first fully « note by note » dish
Saturday, October 12th
2010
At the Cordon bleu Paris
http://www.pierre-gagnaire.com
Hervé.this@paris.inra.fr
More about it :
• Séminaires de gastronomie moléculaire : troisièmes jeudis du mois, 16
heures, rue Jean Ferrandi, Paris 7...
Remember :
Molecular Gastronomy
Is not
Cooking
Vive la gourmandise éclairée !
herve.this@paris.inra.fr
Molecular Gastronomie - Herve This - Curitiba, 2010
Molecular Gastronomie - Herve This - Curitiba, 2010
Molecular Gastronomie - Herve This - Curitiba, 2010
Molecular Gastronomie - Herve This - Curitiba, 2010
Molecular Gastronomie - Herve This - Curitiba, 2010
Molecular Gastronomie - Herve This - Curitiba, 2010
Molecular Gastronomie - Herve This - Curitiba, 2010
Molecular Gastronomie - Herve This - Curitiba, 2010
Molecular Gastronomie - Herve This - Curitiba, 2010
Molecular Gastronomie - Herve This - Curitiba, 2010
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Molecular Gastronomie - Herve This - Curitiba, 2010
Molecular Gastronomie - Herve This - Curitiba, 2010
Molecular Gastronomie - Herve This - Curitiba, 2010
Molecular Gastronomie - Herve This - Curitiba, 2010
Molecular Gastronomie - Herve This - Curitiba, 2010
Molecular Gastronomie - Herve This - Curitiba, 2010
Molecular Gastronomie - Herve This - Curitiba, 2010
Molecular Gastronomie - Herve This - Curitiba, 2010
Molecular Gastronomie - Herve This - Curitiba, 2010
Molecular Gastronomie - Herve This - Curitiba, 2010
Molecular Gastronomie - Herve This - Curitiba, 2010
Molecular Gastronomie - Herve This - Curitiba, 2010
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Molecular Gastronomie - Herve This - Curitiba, 2010
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Molecular Gastronomie - Herve This - Curitiba, 2010

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Hervé This em Curitiba (publicação autorizada)

Dia 29 de outubro Curitiba foi sede de um dos mais importantes acontecimentos gastronômico e científico do estado: a palestra “Gastronomia Molecular”, proferida pelo brilhante físico-químico do Grupo de Gastronomia Molecular, Laboratório de Química AgroParisTech, Herve This.

A sbCTA-PR (Sociedade Brasileira de Ciência e Tecnologia de Alimentos – Regional Paraná), sociedade civil, sem fins lucrativos, que tem por principal objetivo “promover e disseminar o conhecimento em ciência e tecnologia de alimentos” promoveu e organizou o evento. Contou ainda com o apoio do Centro Europeu, Alta Reggia Plaza Hotel, curso de Nutrição/UFPR, curso de Farmácia/UFPR, PPGBIOTEC/UFPR e PPGTA/UFPR.

Segundo a Dra. Sônia Stertz, presidente da sbCTA-PR, Hervé This possui qualidades próprias de pessoas detentoras de grande conhecimento técnico-científico e generosas com a humanidade e comunidade científica. Hervé compartilha de maneira simples, entusiasmada, criativa e apaixonante, todo o seu conhecimento. Uma grande e cada vez mais rara qualidade em nosso meio acadêmico...infelizmente. - “Para que guardar segredos? Segredos morrem com a gente, e isto é uma estupidez!! - diz Hervé”

O evento foi um grande sucesso. O Auditório Azul da UFPR ficou pequeno diante de tantas solicitações de incrição. Nele se conseguiu acolher e acomodar cerca de 350 pessoas que, embora algumas sentadas ou em pé nos corredores, saíram da palestra extremamente satisfeitas e entusiasmadas. O francês teve até que lidar com a “tietagem”. Muitas fotos, entrevistas e livros para serem autografados. INESQUECÍVEL!

Maiores informações: secretaria@sbcta-pr.org.br .

Siga Sônia no Twitter e saiba em primeira mão das novidades sobre Orgânicos e Tecnologia de Alimentos: http://twitter.com/SoniaStertz .

Mini Curriculum – Hervé This
Físico-químico do Grupo de Gastronomia Molecular, Laboratório de Química AgroParisTech (UMR 1145 INRA / AgroParisTech), é o co-criador, com Nicholas Kurti, da disciplina científica chamada gastronomia molecular. É Engenheiro pela École Supérieure de Physique e de Chimie de Paris (ESPCI), também é consultor científico da revista "Science" e, mais importante, Diretor Científico da Fundação de Ciência e Cultura Alimentar (Académie des Sciences). Hervé This tem sido responsável por várias missões pelos Ministérios da Educação Nacional, Investigação e da Energia: Reflexões sobre o ensino de técnicas de culinária, oficinas experimentais nas escolas primárias, criação de currículos Instituto de Estudos Avançados do sabor dos alimentos e utensílios de mesa. http://sites.google.com/site/travauxdehervethis

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  • 28/10/2010
    Criador da Gastronomia Molecular faz palestra na UFPR nesta sexta-feira
    http://www.bemparana.com.br/index.php?n=161514&t=criador-da-gastronomia-molecular-faz-palestra-na-ufpr-nesta-sexta-feira
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    Voulez-vous vraiment ?  Oui  Non
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    28/10/2010
    Criador da Gastronomia Molecular faz palestra na UFPR
    http://www.ufpr.br/adm/templates/index.php?template=2&Cod=7012

    29/10/2010
    Hervé This participa de palestra sobre gastronomia molecular na UFPR
    http://www.ufpr.br/adm/templates/index.php?template=2&Cod=7024

    03/11/2010
    Com experimentos, Hervé This explica Gastronomia Molecular
    http://www.thefoodlovers.net/2010/11/herve-this-mostra-o-que-e-uma-dispersao.html

    08/11/2010
    Fundador da Gastronomia Molecular faz palestra em Curitiba
    http://www.fiepr.org.br/observatorios/News2266content116634.shtml

    08/11/2010
    Fundador da Gastronomia Molecular faz palestra em Curitiba
    http://rotaagroalimentar.wordpress.com/2010/11/08/fundador-da-gastronomia-molecular-faz-palestra-em-curitiba/

    08/11/2010
    Palestra com Hervé This em Curitiba
    http://www.thefoodlovers.net/2010/11/palestra-com-herve-this-em-curitiba.html
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  • Nous étudions des systèmes COMPLEXES!
  • Notre outil chouchou, parce que remarquablement efficace : la RMN
  • Evidemment, avec un outil puissant, on obtient des tas de résultats.
  • Molecular Gastronomie - Herve This - Curitiba, 2010

    1. 1. Molecular Gastronomy : science from cooking (with applications)
    2. 2. Why are we still there?
    3. 3. And here ...
    4. 4. Why do we love bad products? On en trouve jusqu'à 10 mg/kg (teneur maximale réglementaire de 5 µg/kg)
    5. 5. Good : what does it mean?
    6. 6. Why don't we know ?
    7. 7. How dangerous is it? “Estragole (1-methoxy-4—2-propenyl) benzene) has been demonstrated to be genotoxic and carcinogenic.” COMMITTEE OF EXPERTS ON FLAVOURING SUBSTANCES (CEFS) 2000
    8. 8. Why don't we want to know?
    9. 9. Let's begin with food. Food?
    10. 10. A linear relationship!
    11. 11. I.E. We should speak of dishes, rather than food
    12. 12. DÉFINITION DE LA GASTRONOMIE 18. - La gastronomie est la connaissance raisonnée de tout ce qui a rapport à l'homme, en tant qu'il se nourrit. Son but est de veiller à la conservation des hommes, au moyen de la meilleure nourriture possible. Elle y parvient en dirigeant, par des principes certains, tous ceux qui recherchent, fournissent ou préparent les choses qui peuvent se convertir en aliments. Ainsi, c'est elle, à vrai dire, qui fait mouvoir les cultivateurs, les vignerons, les pêcheurs, les chasseurs et la nombreuse famille des cuisiniers, quel que soit le titre ou la qualification sous laquelle ils déguisent leur emploi à la préparation des aliments. La gastronomie tient : A l'histoire naturelle, par la classification qu'elle fait des substances alimentaires ; A la physique, par l'examen de leurs compositions et de leurs qualités ; A la chimie, par les diverses analyses et décompositions qu'elle leur fait subir ; A la cuisine, par l'art d'apprêter les mets et de les rendre agréables au goût ; Au commerce, par la recherche des moyens d'acheter au meilleur marché possible ce qu'elle consomme, et de débiter le plus avantageusement ce qu'elle présente à vendre ; Enfin, à l'économie politique, par les ressources qu'elle présente à l'impôt, et par les moyens d'échange qu'elle établit entre les nations.
    13. 13. The various forms of « gastronomy »
    14. 14. Where are we going?
    15. 15. I propose this way: 1. Molecular Gastronomy 2. Why Molegular Gastronomy is not Molecular Cooking 3. Technology 4. Tomorrow, Note by Note Cooking?
    16. 16. Molecular Gastronomy ? No particular science. Our ambition is not original
    17. 17. The method is classic
    18. 18. Where should we dig?
    19. 19. 1988 : Creation of Molecular Gastronomy • 1. Explore “definitions” and “precisions” • 2. Explore the art component of cooking • 3 . Explore the social component of cooking
    20. 20. What should we study? The most frequent first (because there are good scientific reasons)
    21. 21. One example : what is extracted from a plant tissue and how ?
    22. 22. Always have very long « Materials and Methods » sections Anne Cazor Christine Liénard David Trihn Emma Lefevre Mireille Bramant Agathe Souffrin Sidarin Phana Elisa Chiquet Alice Guerez Meihing Chaan Alan Luna Alan Luna Charlotte Poplawskij Gaëlle Sicaud Loïc Raban Sara Skoglund Pardon à ceux que j’oublie!
    23. 23. Exploring complex systems? By order of magnitudes
    24. 24. Water and three saccharides : glucose, fructose, sucrose
    25. 25. And also ...
    26. 26. Hydrolysis of sucrose 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 temps (h) concentration(mmol/L) Saccharose Glucose Fructose
    27. 27. Dehydration of reducing sugars CH2OH C CH HC HC CH2OH O HO OH OH O CH2OH CH2OH OH HO OH H+ O CH2OH CH2OH OH2 + HO OH O CH2OH CH2OHHO OH + O CH2OH CH2OHHO OH + H+ O CH2OH CHOHHO OH O CH2OH CHOHO OH O CH2OH CHO OH -H20 OHOH2C CHO HMF -H2O
    28. 28. Necessary modeling t = 0 t t+dt Sc(0) Sc(t) Sc(t) – k1 Sc(t) – k2 Sc(t) Gc(0) Gc(t) Gc(t) + k2 Sc(t) – k3 Gc(t) – k4 Gc(t) Fc(0) Fc(t) Fc(t) + k2 Sc(t) – k5 Fc(t) – k6 Fc(t) 0 HMFc(t) HMFc(t) + k4 Gc(t) + k6 Fc(t) –k7 HMFc(t) 0 Sb(t) Sb(t) + k1 Sc(t) – k2 Sb(t) 0 Gb(t) Gb(t) + k3 Gc(t) + k2 Sb(t) – k4 Gb(t) 0 Fb(t) Fb(t) + k5 Fc(t) + k2 Sb(t) – k6 Fb(t) 0 HMFb(t) HMFb(t) + k7 HMFc(t) + k4 Gb(t) + k6 Fb(t) Sc Gc Fc HMFc S G F k1 k2 k3 k6 k5 k7 k6 k4 k2 k4 Saccharose Glucose Fructose HMF Saccharose Glucose Fructose k1 k2 k3 k6 k5 k7 HMF k6 k4 k4
    29. 29. For example: sucrose extraction
    30. 30. Serendipity !
    31. 31. A frequent curve 0 10 20 30 40 50 60 -5 0 5 10 15 20 25 a* b* 0 h 19 d 16 d 14 d 13 d 12 d9 d 7 d 142 h 96 h 72 h 48 h 24 h 9 h 6 h 3 h 1 h 0.5 h
    32. 32. One compound, at start b* = -5,1869a* + 2,4616 R2 = 0,9989 0 2 4 6 8 10 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 a* b* 0.5 24 9 6 3 1water O OHHO OHHO O HO galacturonic acid
    33. 33. The influence of light! 0 10 20 30 40 50 60 -5 0 5 10 15 20 25 a* b* 0.5 h1 h 3 h 5 h7 h 9 h 72 h 142 h 24 h 48 h 142 h 72 h 48 h 24 h
    34. 34. C(t) = k . m(t) . c C(t) = C1(t) + C2(t) dt tdm e dt tdm t )()( 21 −= − )( )( 1 2 tm dt tdm α= αα α α +− + +− +− = −− 11 )( )( 11 1 tt eeaa tm m1(0) = 0, i.e. a1 = -1/(-1+α). α ααα αα +− −++− −= −−− 1 )( 2211 2 aaeaeae tm ttt
    35. 35. Obvious theoretical curves
    36. 36. Same kind of questions Audrey Tardieu, Alice Guerez, Sidarin Phana, Elisa Chiquet, Lauriane Jugé, Bastien Néel, Bich-Tuy Doan, Delphine Bayon, Jérôme Bosano, Emma Lefevre
    37. 37. How wrong is it?
    38. 38. Diffusion ? 1 mm 1 mm 1 mm1 mm
    39. 39. Possible..., but L H r D unité « eau » unité « model oignon » unité « canal » di d x z onion unit z d d
    40. 40. Open questions: what a pleasure !
    41. 41. A new goal canal cellules milieu aqueux D1 k1 k2 k3 k4 k5 k5 k5 D3 D6 D5 D4 D2 D7 k6 k7 k8
    42. 42. With various markers
    43. 43. Obvious effects Camille Gremillet, Johannie Martin, Juan Valverde…
    44. 44. N N N N H H O H O O O O H H C57H76MgN4O5 Mol. Wt.: 921,54 Mg Chlorophyll a N N N N H H O H O O O O H H Mg OH Chlorophyll b Chlorophyll doesn't exist
    45. 45. N N N N R H H OH O O H H Mg COOCH3 NH N HN N R H H OH O O H H COOCH3 Mg2+ Pheophytinization?
    46. 46. all trans Beta Carotene 15 - cis Beta Carotene But there are other pigments
    47. 47. OH HO Lutein : (3R, 3'R, 6'R) Beta, Epsilon Carotene, 3, 3' diol OH HO O O Violaxanthin : (3S, 5R, 6S, 3'S, 5'R, 6'S) - 5, 6, 5', 6' - Diepoxy - 5, 6,5', 6', tetrahydro - beta, beta Carotene - 3, 3' diol. OH HO O OH Neoxanthin : (3S, 5R, 6R, 3'S, 5'R, 6'S) - 5', 6' Epoxy - 6,7 didehydro - 5, 6, 5', 6' - tetrahydro - beta, beta Carotene - 3, 5, 5 ' - triol
    48. 48. b. c.a. 125 124 123 122 121 120 119 118 H*value(au) 14121086420 number of measurement H_M1 H_M2 H_M3 What is « green »?
    49. 49. 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00 Absorbance(au) 800700600500400 Wavelength (nm) Pheo_a Pheo_b 'b-Car' Chl_a Chl_b Lut 6x10 -6 4 2 0 MolarConcentration Pheo a Pheo b b- Car Chl a Chl b Lut C_gelagri C_classique C_hybride Calculation...
    50. 50. Minguez-Mosquera, M. I.; Garrido-Fernandez, J. J Agric Food Chem 1989, 37, 1-7. Razungles, A. J.; Babic, I.; Sapis, J. C.; Bayonove, C. L. J Agric Food Chem 1996, 44, 3821- 3825. HCl (g) O R OH O R OH H Cl OH R OH Cl HCl Robust validations
    51. 51. Simple quantitative tools
    52. 52. 0.14 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0.00 RelativeOpticDensity(au) 11001000900800700600500 Distance (pixels) 'Red Profile' 'Green Profile' 'Blue Profile' Grey Profile 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0.00 -0.02 Amplitude 1400120010008006004002000 Wavelength, -0.010 0.000 0.010 Residuals, current peak 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 PeakArea(au) 0.200.150.100.050.00 Concentration (g/L)
    53. 53. Valverde, J.; This, H., 1H NMR Quantitative Determination of Photosynthetic Pigments from Green Beans (Phaseolus vulgaris L.). J. Agric. Food Chem. 2008, 56, (2), 314-320. But this is much better
    54. 54. Now, culinary phenomena can be studied : • blanchissement • température • durée • refroidissement • ajout de sel • acidité • cuisson par micro-ondes • très hautes pressions
    55. 55. 3. Pigment Analysis 0 10 20 30 40 90 135 180 0 min 1 min 3 min 5 min 7.5 min 11 min 15 min -a* b* Hue Angle 126 124 122 120 118 116 114 112 Hueanglevalue(degrees) 14121086420 Cooking time (min) Average_Hue For example, duration of cooking
    56. 56. 3. Pigment Analysis 6x10 -6 4 2 0 MolarConcentration Pheo a Pheo b b- Car Chl a Chl b Lut C_T0 C_T5 C_T10 C_T15 C_T20 C_T25 C_T30
    57. 57. Binding physics (organisation) and chemistry (content)?
    58. 58. Gels ...
    59. 59. Cliché J. Lacour, INRA Theix Gels
    60. 60. Gels
    61. 61. But differences
    62. 62. And some other colloidal systems
    63. 63. Line dispersed in column Gas Liquid Solid Gas Gas (not a disperse system) Liquid aerosol Solid aerosol Liquid Foam Emulsion Suspension Solid Solid foam Gel Solid suspension Simple colloidal systems
    64. 64. But this one?
    65. 65. Edmond Goblot, Traité de logique, Armand Colin, 1918, p. 18 « Pour l'Algèbre de la logique, ses inventeurs n'ont certainement jamais songé à y voir autre chose qu'une notation des concepts, relations et opérations élémentaires dont s'occupent le logiciens et ne se font aucune illusion sur la différence qui sépare de la découverte d'une vérité l'invention d'une notation propre à l'exprimer quand elle sera découverte. D'ailleurs, la notation peut conduire à la découverte, comme cela est arrivé constamment en algèbre. A des concepts généraux et abstraits, qui, sans le secours d'aucun signe, ne seraient aucunement maniables, et qui sont lourds et incommodes à manier au moyen des mots du langage vulgaire, l'algèbre de la logique, comme l'algèbre ordinaire, substitue des symboles concrets et réguliers qui se prêtent à des combinaisons infinies et ramène de laborieuses opérations de l’esprit à de très faciles opérations de plume ».
    66. 66. Lavoisier AL, Considérations générales sur la dissolution des métaux dans les acides, Mémoires de l’Académie des sciences, 1782, p. 492 (repris dans les Œuvres, t. III) « Pour mieux faire sentir […] l’état de la question, et pour présenter aux yeux, sous un même coup d’œil, le résultat de ce qui se passe dans les dissolutions métalliques, j’ai construit des espèces de formules, qu’on pourrait prendre d’abord pour des formules algébriques, mais qui ne dérivent point des mêmes principes ; nous sommes encore bien loin de pouvoir porter dans la chimie la précision mathématique, et je prie en conséquence, de ne considérer les formules que je vais donner que comme de simples annotations, dont l’objet est de soulager les opérations de l’esprit ».
    67. 67. Four symbols : • / : dispersed into • + : coexistence of phases, mixture • @ : inclusion • σ : superposition (according to x,y,z) Four kind of phases : • G : gas • W : solution • O : oil • S1, S2, … : solids Hervé This, 2003, La gastronomie moléculaire, Science des aliments, Vol. 23, N°2, 187-198. CDS Formalism
    68. 68. Which scale?
    69. 69. Here, as 10 – 6 < R < 10 -4 Mayonnaise = O/W [10 – 6 ,10 -4 ]
    70. 70. And at this scale PdT = (S1/W)/S2 [R < 10-6 ]
    71. 71. The possibility of adding information 1. Quantities : Ax … 2. Scale limits: [x, y] 3. Kinetic information : Ax(t) 4. etc.
    72. 72. 595595 /WOWO WE →+ 200..1tt),*374(6 /WO =+ 100/)100(70100/)100(3050..0 /)( ttt WOG −−= +
    73. 73. • Fonds brun, Fonds blanc, Fonds de volaille, Fonds de gibier, Fonds, ou fumet de poisson, Fonds de poisson au vin rouge, Essence de poisson, Essences diverses, Glaces diverses, Glace de viande, Glace de volaille, Glace de gibier, Glace de poisson, Roux brun, Roux blond, Roux blanc, Sauce espagnole, Sauce espagnole maigre, Sauce demi-glace, Jus de veau lié, Velouté, ou sauce blanche grasse, Velouté de volaille, Velouté de poisson, Sauce parisienne, Sauce suprème, Sauce béchamel, Petites sauces brunes composées, Sauce bigarade, Sauce bordelaise, Sauce bourguignonne, Sauce bretonne, Sauce aux cerises, Sauce aux champignons, Sauce charcutière, Sauce chasseur, Sauce chaud-froid brune, Sauce chaud-froid pour canards, Sauce chaud-froid pour gibier, Sauche chaud-froid tomatée, Sauce chevreuil, Sauce Colbert, Sauce diable, Sauce Diane, Sauce duxelles, Sauce estragon, Sauce financière, Sauce aux fines herbes, Sauce genevoise, Sauce Godart,Sauce grand-veneur, Sauce gratin, Sauce hachée, Sauce hachée maigre, Sauce hussarde, Sauce italienne, Jus lié à l’estragon, Jus lié tomaté, Sauce lyonnaise, Sauce Madère, Sauce matelote, Sauce moelle, Sauce moscovite, Sauce Périgueux, Sauce périgourdine, Sauce piquante, Sauce poivrade ordinaire, Sauce poivrade pour gibier, Sauce au Porto, Sauce portugaise, Sauce provençale, Sauce régence, Sauce Robert, Sauce romaine, Sauce rouennaise, Sauce salmis, Sauce tortue, Sauce venaison, Sauce au vin rouge, Sauce zingara, Petites sauces blanches, composées et de réductions, Sauce Albuféra, Sauce américaine, Sauce anchois, Sauce Aurore, Sauce Aurore maigre, Sauce bavaroise, Sauce béarnaise, Sauce béarnaise tomatée, dite sauche Choron, Sauce béarnaise à la glace de viande, dite Sauce Foyot ou Sauce Valois, Sauce Bercy, Sauce au beurre, dite Sauce bâtarde, Sauce Bonnefoy, ou Sauce bordelaise au vin blanc, Sauce bretnne,Sauce canotière, Sauce aux câpres, Sauce cardinal, Sauce aux champignons, Sauce Chantilly, Sauce Chateaubriand, Sauce chaud-froid blanche ordinaire, Sauce chaud-froid blonde, Sauce chaud-froid Aurore, Sauce chaud-froid au vert-pré, Sauce chaud- froid maigre, Sauce Chivry, Sauce à la crème, Sauce aux crevettes, Sauce currie, Sauce currie à l’Indienne, Sauce diplomate,Sauce écossaise, Sauce estragon, Sauce aux fines herbes, Sauce groseilles,Sauce hollandaise, Sauce homard, Sauce hongroise,Sauce aux huîtres, Sauce indienne, Sauce ivoire, Sauce Joinville, Sauce Laguipierre, Sauce livonienne, Sauce maltaise, Sause marinière,Sauce matelote blanche, Sauce Mornay, Sauce mousseline, dite Sauce Chantilly, Sauce mousseuse, Sauce moutarde, Sauce Nantua, Sauce New-burg avec le homard cru, Sauce New-burg avec le homard cuit, Sauce noisette, Sauce normande, Sauce orientale, Sauce paloise, Sauce poulette, Sauce ravigote, Sauce régence pour poissons et garnitures de poissons, Sauce régence pour garnitures de volailles, Sauce riche, Sauce Rubens, Sauce Saint-Malo, Sauce smitane, Sauce Solférino, Sauce Soubise, ou Coulis d’oignon Soubie, Sauce Soubise tomaté, Sauce Souchet, Sauce tyrolienne, Sauce tyrolienne à l’ancienne, Sauce Valois, Sauce vénitienne, Sauce Véron, Sauce villageoise, Sauce Villeroy, Sauce Villeroy soubisée, Sauce Villeroy tomatée, Sauce vin blanc, Sauces anglaises chaudes, Sauce aux airelles, Sauce Albert, Sauce aux aromates, Sauces au beurre à l’anglaise, Sauce aux câpres, Sauce au céleri, Sauce au chevreuil, Sauce crème à l’anglaiise, , Sauce crevettes à l’anglaise, Sauce diable, Sauce écossaise, Sauce au fenouil, Sauce aux groseilles, Sauce homard à l’anglaise, Sauce aux huîtres, Sauce brune aux huîtres, Sauce aux oeufs à l’anglaise, Sauce aux oeufs au beurre fondu, Sauce aux oignons, Sauce au pain, Sauce au pain frit, Sauce persil, Sauce persil pour poissons, Sauce aux pommes, Sauce au Porto, Sauce au raifort chaude, Sauce Réforme, Sauce sauge et oignons, Sauce Yorkshire, Sauces froides, Sauce aïoli, ou Beurre de Provence, Sauce andalouse, Sauce bohémienne, Sauce Chantilly, Sauce génoise, Sauce gribiche;, Sauc groseille au raifort, Sauce italienne, Sauce mayonnaiqe, Sauce mayonnaise collée, Sauce mayonnaise fouettée, à la Russe, Sauces mayonnaises diverses, Sauce mousquetaire, Sauce moutarde à la crème, Sauce raifort aux noix, Sauce ravigote, ou Vinaigrette, Sauce rémoulade, Sauce russe, Sauce tartare, Sauce verte, Sauce Vincent, Sauce suédoise, Sauces froides anglaises, Sauce Cambridge, Sauce Cumberland, Sauce Gloucester, Sauce menthe, Sauce Oxford, Sauce raifort Is it useful?
    74. 74. The corpus : 451 sauces Name Minimum culinary recipe Derived from Formula Reduced formula Compuls ory indredie nts Possibili ties Exclud ed ingredi ents africain e (3) oignons, tomates, poivron, ail, bouquet garni, basilic, paprika, cuire qques min, vin blanc, réduction fond de veau lié, cuire 15 min, brunoise de zestes de citronfond de veau lié fond de veau lié (S1 + S2 + S3 + S4 + S5+ (E/S)) / E (S + (E / S)) / E aïoli • ail broyé avec huile, pomme de terre, lait, jaunes d’œufs • (3) ail, jaune d’œuf, huile d’olive, jus de citron, sel, poivre Aïoli aïoli H / E H/ E H / E H / E Ail, huile, sel, poivre jaunes d’œuf (1, 3), pomme de terre (1), lait (1), jus de citron (3) Etc.
    75. 75. Why 23 categories only? • Possible Categories : • W • O • O/W • W/O • S/W • (W/S) /W • (G + O) / W • (O + S) / W • (O + (W/S)) / W • (S + (W/S)) / W • (O + ((G+O)/W)) / W • (G + O + S) / W • (O + S + (W/S)) / W • (O + S + (G/W)) / W • (O + S + ((G + O) / W)) /W • … • I do not see in the list : • (G + (W/S))/W… H. This, 14 types de sauces, Pour la Science, Fev. 2004, 6.
    76. 76. Historical reasons? Nombre 0 50 100 150 200 250 -500 0 500 1000 1500 2000 Date de publication
    77. 77. NPOS formalism
    78. 78. • D0 : • object of dimension 0, • Dots: • D1 : • Objects of dimension 1, • lines : • D2 : • Objects of dimension 2, • Plane, sheets : • D3 : • Objects of dimension 3, • cubes : The objects
    79. 79. / : random dispersion + : double distribution σx, σy, σz, : superposition in the various directions of space @ : for inclusions And all necessary operators. Hence formulas such as (D3AσzD3B) kσx, lσy, mσz And operators
    80. 80. Which scale?
    81. 81. 5 Mastications 100 Mastications Universality through the teeth?
    82. 82. The two formalism can meet (D1,1(W1/S1)@D1,2(W2/S2))/D3 D0(W1)@D0(W2/S1)/ D2(W3/S2) D1(S)/D3 Hervé This, Formal description for formulation, in International Journal for Pharmaceutics (accepted for publication).
    83. 83. And gels are now different D3/D3 D0/D3
    84. 84. But the real question… {formula} {Physical systems} {Chemical and physical properties: odorant release, taste molecule release, optical properties…}
    85. 85. Why Molegular Gastronomy is not Molecular Cooking > G->Decay_Products; In this mechanism, Gp can be considered as the coloured compound in a different physical (opaque) precursor configuration from which the colouring compound G is formed. kc and kp are the reaction rate constants for the conversion and the degradation reaction, respectively. Based on the fundamental rules of chemical kinetics, this reaction mechanism can be cnverted into a set of differential equations: > restart; > EQ1:= diff(Gp(t),t)=-kc*Gp(t); > EQ2:= diff(G(t),t)=kc*Gp(t)-kd*G(t); > EQ3:= diff(DP(t),t)=kd*G(t); > pdsolve ({EQ1,EQ2,EQ3},{Gp(t),G(t),DP(t)});
    86. 86. • "Un bon moyen pour atteindre la vérité, c'est de préférer l'expérience à n'importe quel raisonnement, puisque nous sommes sûrs que lorsqu'un raisonnement est en désaccord avec l'expérience il contient une erreur, au moins sous une forme dissimulée. Il n'est pas possible, en effet, qu'une expérience sensible soit contraire à la vérité. Et c'est vraiment là un précepte qu'Aristote plaçait très haut et dont la force et la valeur dépassent de beaucoup celles qu'il faut accorder à l'autorité de n'importe quel homme au monde« • Galilée (1564-1642)
    87. 87. • "La philosophie est écrite dans ce livre immense perpétuellement ouvert devant nos yeux (je veux dire l'univers), mais on ne peut le comprendre si l'on n'apprend pas d'abord à connaître la langue et les caractères dans lesquels il est écrit. Il est écrit en langue mathématique et ses caractères sont des triangles, des cercles, et d'autres figures géométriques, sans l'intermédiaire desquels il est humainement impossible d'en comprendre un seul mot".
    88. 88. Science (« natural phylosophy »), it is looking for mechanisms of phenomena using the « scientific method » !
    89. 89. The scientific method
    90. 90. Here are phenomena!
    91. 91. Also here
    92. 92. Our initial programme was faulty! •1. Etudier les recettes •2. Etudier les dictons… •3. Inventer des plats nouveaux •4. Introduire de nouveaux
    93. 93. Cooking : Love, power, money… Art Technique
    94. 94. 2005 : the three objectives of Molecular Gastronomy • 1. Explore “definitions” and “precisions” • 2. Explore the art component of cooking • 3 . Explore the social component of cooking Hervé This, 2005, Molecular Gastronomy, British Journal of Nutrition, Volume 93, Supplement 1, April 2005.
    95. 95. Technology: improving technique
    96. 96. Invention is nothing, but there is nothing except invention!
    97. 97. Let’s have an egg : 1.
    98. 98. 1.1. Full egg 1.2. Shell alone 1.3. Yolk and white out of the shell but not mixed 1.4. Mixed yolk and white 1.5. Yolk alone 1.6. White alone
    99. 99. 1 Nothing 2. Gas 3. Water 4. Oil 5. Solid 6. Ethanol 7. Acid 8. Alkali 9. Heat Let’s now add something
    100. 100. 1.1.6. Alcohol : Baumé
    101. 101. 1.1.7. Acid
    102. 102. 1.1.9. Heat
    103. 103. • Points de dénaturation : [i], [ii] • ProtéinesTempératures de dénaturation • Du blanc : Ovotransferrine61°C • Ovomucoïde70°C • Lysosyme75°C • Ovalbumine84,5°C • Globuline92,5°C • Du jaune : • LDL70°C • HDL72°C • livetine alpha70°C • livetine bêta80°C • livetine gamma62°C • Phosvitineplus de 140°C • jaune complet : 65-70°C (parce que LDL) • [i] Biochemical basis for the properties of egg white, Eunice Li-Chan and Shuryo Nakai, in Critical reviews in Poultry Biology, 1989, 2 (1) 21-58. • [ii] M Thapon et M. Bourgeois, L’oeuf et les ovoproduits, Tec et Doc Lavoisier, Paris, 1994. Denaturation temperatures
    104. 104. Eggs at 65°C : omsen tamago?
    105. 105. But then… • Eggs at 61°C • Eggs at 62°C • Eggs at 63°C • Eggs at 64°C • Eggs at 65°C • Eggs at 66°C • Eggs at 67°C • Eggs at 68°C • Eggs at 69°C • …
    106. 106. 1.3.9. Fried eggs
    107. 107. 1.4.9. Heat
    108. 108. 1.5.4. with oil : Mayonnaise
    109. 109. 1.5.6. Alcool • Yolk alone Thenard of yolk : see Thenard of white
    110. 110. 1.6.2. Gas
    111. 111. 1.6.4. Geoffroy
    112. 112. 1.6.6. Alcool : Thenard
    113. 113. 1.4.3.9. Lavoisier (extreme royales)
    114. 114. 1.5.3.9. Flans
    115. 115. 1.6.2.2. Chaptal (raw preparation for wind crystals)
    116. 116. 1.6.4.5. Liebig
    117. 117. 1.6.4.9 Gibbs
    118. 118. 1.6.2.2.9. Wind crystals
    119. 119. 1.6.3.2.9. Vauquelin (microwave cooked preparation for wind crystals)
    120. 120. Molecular Cooking New tools New ingredients New methods
    121. 121. 1984!
    122. 122. But let us make some theory
    123. 123. The various kinds of technology 1 : local 2 : global, with science
    124. 124. Local Technology
    125. 125. Global Technology
    126. 126. Simple disperse systems Line dispersed in column Gas Liquid Solid Gas Gas (not a disperse system) Liquid aerosol Solid aerosol Liquid Foam Emulsion Suspension Solid Solid foam Gel Solid suspension
    127. 127. CDS formalism Four symbols : • / : dispersed into • + : coexistence of phases, mixture • @ : inclusion • σ : superposition (according to x,y,z) Four kind of phases : • G : gas • W : solution • O : oil • S1, S2, … : solids Hervé This, 2003, La gastronomie moléculaire, Science des aliments, Vol. 23, N°2, 187-198.
    128. 128. In honor of Michael Faraday
    129. 129. One dish among one infinity • Let’s choose one formula: •((G+O+S1) / W) / S2. • And let’s decide for a lobster dish
    130. 130. Faraday of lobster ((G+S1+O) /W) / S2
    131. 131. (G + O + S ) / W
    132. 132. Mai 2003, Franckfurt
    133. 133. Cocktails « sur mesure »
    134. 134. November 2003 : the « Pianocktail»
    135. 135. With this microreactor, 500 000 000 000 possibilities
    136. 136. The analysis of some « transfers » Quelques nouveautés Décoction de poivre gélifiée, utilisation en assaisonnement d’acide citrique, tartrique…, foisonnement de pâtes à base de viande ou de poisson, pain fait à partir d’une solution aqueuse puis séché, objets obtenus par l’application du formalisme « Soit un xxx », préservation du sel (et des autres corps de même nature) par de la matière grasse (enrobage de composés hydrosolubles dans la matière grasse), ollis, raviolis à cœur liquide, sens dessus dessous, cristallisations dirigées, œufs de 100 ans et d’anti-cent ans, inclusions multiples, salades de l’Abbé Nollet, éclipses de goût, viande soudée, damiers bi- et tridimensionnels, conglomèles, vide et plein, fibrés, Fourier, alternances, Obernai de beurre, de chocolat, de foie gras, de fromage, béarnaise du XXI e siècle, beurre blanc de chocolat, de foie gras, de fromage, beurre Chantilly, canard à la Brillat-Savarin, caramels de fructose, de glucose, de lactose, chocolat Chantilly, confitures raffermies aux sels de calcium, contraste simultané des goûts, cristaux de vent, demi glaces de légumes, deux goûts à partir d’un seul, Gibbs de foie gras, de beurre, de chocolat, de fromage, Liebig de beurre, de chocolat, de foie gras, de fromage, doubles aspics, doubles cuissons (144 possibilités), effet Pastis, Faraday de homard et ses cousins en nombre infini (par application du formalisme CDS), foie gras Chantilly, fromage Chantilly, gelées diffusées, glace et sorbets à l’azote liquide, Kientzheim de beurre, de chocolat, de foie gras, de fromage, sauces confortables, macération d’enzymes protéolytiques, Maillard contrôlés, Vauquelin, Pasteur, Braconnot, Avogadro, Baumé, Chaptal, Chevreul, Gay-Lussac, Geoffroy, Ourisson, Maillard, Mendeleiev, Peligot, Thenard, Vaucanson, Wöhler, Wurtz, oeufs à x °C, oeufs brouillés parfaits (à x°C), sel glace, soufflés micro-ondés, velouté mousseux…
    137. 137. 1. Sans utilisation de connaissance nouvelle 1.1. Technologie locale 1.2 Technologie globale 2. Avec utilisation de connaissances nouvelles : Technologie fondamentale 1.1.1 Introduction de nouveaux outils pour faire les mêmes opérations que classiquement 1.1.2 Introduction de nouveaux ingrédients pour faire les mêmes opérations que classiquement 1.1.3 Introduction de nouvelles méthodes pour faire les mêmes opérations que classiquement 1.1.4 Résolution d’un problème technique 1.2.1 Généralisation (sans science) - Transfert entre champs (sans science) 1.2.2 Applications d’idées générales introduites par ailleurs 1.2.3 Introduction de nouveaux outils, ingrédients, méthodes, pour faire les mêmes opérations que 1.2.4 Introduction de nouveaux outils, ingrédients, méthodes pour faire des opérations pas encore faites 2.1 Mise en œuvre de lois classiques 2.2. Généralisation (avec science) 2.3 Transfert entre champs (avec science) 2.4 Rationalisation, en restant sur des idées anciennes 2.5 Mise en œuvre d’un formalisme 2.6 Application d’une idée théorique nouvelle, création de concept
    138. 138. Where are we going now?
    139. 139. Culinary constructivism?
    140. 140. http://www.pierre-gagnaire.com Hervé.this@paris.inra.fr
    141. 141. Is it possible to change ? How? Do we want it?
    142. 142. 0 20 100
    143. 143. 1 M3 of whipped white with one egg !
    144. 144. Note à Note
    145. 145. Starting with Cooking
    146. 146. Meat for centuries
    147. 147. Pans…
    148. 148. Fruits and vegetables…
    149. 149. Anne Cazor, Hervé This, Sucrose, Glucose and Fructose Extraction in Aqueous Carrot Root Extracts Prepared at Different Temperatures by Means of Direct NMR Measurements, Journal of agricultural and food chemistry , 2006, 54, 4681-4686 (10.1021/jf060144i). All ingredients are mixture
    150. 150. O HO OH HO OH HO glucose HO OH HO OH HOO fructose OH OH HO O HO O OH OH HO HO O sucrose NH2 O OH alanine NH2 O OH O HO aspartic acid NH2 O NH2 O HO asparagine OH O HO O OH malic acid O OH acetic acid O OH H2N gamma aminobutyric acid NH2 O H2N O OH glutamine O O- O -O succinate NH2 O OH alanine NH2 OH O HO threonine HO ethanol NH2 O HO valine NH2 O HO leucine NH2 O OH isoleucine COOH HO HO (E) (E) (E) (E) (E) (E) (E) (E) (Z) (E) (Z) HO O H
    151. 151. What if the mixture is not convenient?
    152. 152. Compounds are added + OH OH HO O HO O OH OH HO HO O sucrose
    153. 153. Then, lets cook « note by note »
    154. 154. En l’an 2000… «Messieurs, Je vous remercie d’avoir bien voulu nous inviter à votre banquet. […] Par là, vous avez voulu affirmer cette alliance indissoluble de la science et de l’industrie, qui caractérise les sociétés modernes. Est-il nécessaire de vous rappeler les progrès accomplis par vous pendant le siècle qui vient de s’écouler? La fabrication de l’acide sulfurique et de la soude artificielle, le blanchiment et la teinture des étoffes, le sucre de betterave, les alcaloïdes thérapeutiques, le gaz d’éclairage, la dorure et l’argenture, et tant d’autres inventions, dues à nos prédécesseurs? Sans surfaire notre travail personnel, nous pouvons déclarer que les inventions de l’âge présent ne sont certes pas moindres. […] Mais, quelque considérables soient ces progrès, chacun de nous en entrevoit bien d’autres : l’avenir de la chimie sera, n’en doutez pas, plus grand encore que son passé. Laissez-moi vous dire à cet égard ce que je rêve : il est bon d’aller en avant, par l’acte quand on le peut, mais toujours par la pensée.» Avoid the mistakes of the past!
    155. 155. « Dans ce temps-là, il n’y aura plus dans le monde ni agriculture, ni pâtres, ni laboureurs : le problème de l’existence par la culture du sol aura été supprimé par la chimie! Il n’y aura plus de mines de charbon de terre, ni d’industries souterraines, ni par conséquent de grèves de mineurs! Le problème des combustibles aura été supprimé, par le concours de la chimie et de la physique. Il n’y aura plus ni douanes, ni protectionnisme, ni guerres, ni frontière arrosées de sang humain ! »
    156. 156. « Mais revenons à nos moutons, je veux dire à la chimie. Qui dit source d’énergie calorifique ou électrique, dit source d’énergie chimique. Avec une telle source, la fabrication de tous les produits chimiques devient facile, économique, en tout temps, en tout lieu, en tout point de la surface du globe. C’est là que nous trouverons la solution économique du plus grand problème peut-être qui relève de la chimie, celui de la fabrication des produits alimentaires. En principe, il est déjà résolu : la synthèse des graisses et des huiles est réalisée depuis quarante ans, celle des sucres et des hydrates de carbone s’accomplit de nos jours, et la synthèse des corps azotés n’est pas loin de nous. Ainsi le problème des aliments, ne l’oublions pas, est un problème chimique. Le jour où l’énergie sera obtenue économiquement, on ne tardera guère à fabriquer des aliments de toutes pièces, avec le carbone emprunté à l’acide carbonique, avec l’hydrogène pris à l’eau, avec l’azote et l’oxygène tirés de l’atmosphère. »
    157. 157. « Un jour viendra où chacun emportera pour se nourrir sa petite tablette azotée, sa petite motte de matière grasse, son petit morceau de fécule ou de sucre, son petit flacon d’épices aromatiques, accommodées à son goût personnel ; tout cela fabriqué économiquement et en quantités inépuisables par nos usines ; tout cela indépendant des saisons irrégulières, de la pluie ou de la sécheresse, de la chaleur qui dessèche les plantes, ou de la gelée qui détruit l’espoir de la fructification ; tout cela enfin exempt de ces microbes pathogènes, origines des épidémies et ennemis de la vie humaine. « Ce jour-là, la chimie aura accompli dans le monde une révolution radicale, dont personne ne peut calculer la portée ; il n’y aura plus ni champs couverts de moissons, ni vignobles, ni prairies remplies de bestiaux. L’homme gagnera en douceur et en moralité, parce qu’il cessera de vivre par le carnage et la destruction des créatures vivantes. »
    158. 158. The « notes » for cooks
    159. 159. Tartaric acid: wonderful acidity!
    160. 160. Glucose : (S) (S) O OH OH OH OH CH2OH 1 23 4 5 6 HC C (R) C (S) C (R) C (R) C (S) O OH HO OH OH OH H (S) (R ) O OH O H OH OH CH2OH forme alpha forme bêta
    161. 161. Glycerol, onctuosityof wines (6-20 g/L) :
    162. 162. Healthy?… (3g/L)! OH O O HO R1 OH R2 O OR OH OH HO anthocyanines (forme flavylium) R1,R2 =H, OH, OCH3 R=H, acétyl, p-coumaryl, caffeoyl
    163. 163. Socially accepted... but beware hygienists!
    164. 164. Children love it O OH OH OH CH2OH CH2OH CH2OH OH OH O O saccharose β-D-fructofuranosyl-α-D-glucopyranoside
    165. 165. Should we fear fructose dianhydrides ?
    166. 166. Aldéhydes, C O2 N H3 et SH2 (Cystéine) Base de Schiff Mélanoïdines Hydroxyméthylfurfural DÉSHYDRATATION Réductone Réarrangements ++ Ose ou oside réducteur Aldosam ine (Heyns) C étosam ine (Am adori) PRODUITS D'AMADORI ou Acide am iné Acide am iné Déhydroréductone + 2 H+ + 2 e Produits de scission (Pyruvaldéhyde, glyoxal, hydroxyacétone, etc...) RÉTROALDOLISATION, β-SCISSION DÉGRADATION DE STRECKER POLYMÉRISATION Acide am iné ÉNOLISATIONS Acide am iné Acide am iné Aldim ines + R o CH O R 1 NH 2 R2 R o C N H R1 R3 O O CH 2OH O NH RH OH OH HO OH CH 2OH H OH OH OH HO OH RH N R2 R3 OH OH H 2O Shoud we be afraid?
    167. 167. Hic sunt leones
    168. 168. A microstructure has to be organized
    169. 169. But it is simple
    170. 170. O/W + G → (G +O)/W)
    171. 171. And in Hong Kong, 24 April 2008
    172. 172. Foie gras chantilly
    173. 173. Liebig
    174. 174. Nollet salad
    175. 175. Kientzheim sauce
    176. 176. Abstract
    177. 177. Hydrolysis
    178. 178. Wöhler sauce
    179. 179. Shitao
    180. 180. Würtz
    181. 181. The first fully « note by note » dish
    182. 182. Saturday, October 12th 2010
    183. 183. At the Cordon bleu Paris
    184. 184. http://www.pierre-gagnaire.com Hervé.this@paris.inra.fr
    185. 185. More about it : • Séminaires de gastronomie moléculaire : troisièmes jeudis du mois, 16 heures, rue Jean Ferrandi, Paris 75015 • Ateliers expérimentaux du goût : http://crdp.ac- paris.fr/artsculture/gout.htm • Ateliers de gastronomie moléculaire, herve.this@inapg.fr • Cours de Gastronomie moléculaire : clemence.wegscheider@inapg.fr • Journées françaises de gastronomie moléculaire : herve.this@inapg.fr • International Workshops on Molecular Gastronomy, herve.this@inapg.fr • Institut des hautes du goût, de la gastronomie et des arts de la table (IHEGGAT), http://www.iheggat.com
    186. 186. Remember : Molecular Gastronomy Is not Cooking
    187. 187. Vive la gourmandise éclairée ! herve.this@paris.inra.fr

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