L’équipe R&D de la Pâtisserie Numérique travaille en permanence à repousser les limites du possible en impression 3D alimentaire. En Avril, il y a à peine 6 mois, nous faisions le bilan des 34 recettes et matériaux que nous savons imprimer, ou en développement dans notre atelier.

Aujourd’hui nous sommes capables d’ajouter 3 nouvelles recettes à la liste des possibles :

• Le Massepain
• Le Praliné
• Les Bonbons gélifiés

Et oui ! La Pâtisserie Numérique fait un premier grand pas vers l’univers de la confiserie-chocolaterie.

Au travers de cet article, nous allons vous livrer comment nous réalisons nos recherches et comment notre équipe décrypte les recettes traditionnelles pour les adapter à la technologie de la Patiss3.

Quelles sont les réflexions pour chaque nouveau matériau ? Quelles sont les possibilités d’impression et de créativité avec ces trois nouvelles recettes ? Il y a beaucoup de sciences derrière chaque recette de cuisine et notre travail d'adaptation mobilise toutes nos connaissances à chaque fois. Et nous avons toujours plaisir à partager un peu de notre méthodologie et les résultats de nos recherches. 

Mais d’abord un petit rappel s’impose sur le fonctionnement de la Pâtiss3 !

Pâtiss3 et Impression 3D de biscuit : Comment ça marche ?

 

Tout peut être résumé en 4 étapes :

• Initialisation
• Impression
• Cuisson
• Dépoudrage

Vous pouvez d’ailleurs en apprendre plus sur chacune de ces étapes, en image sur notre page Process.

Pour aller plus loin et vous expliquer le principe même de l'impression de biscuit, il faut s'imaginer que nous prenons les ingrédients liquide d'un gâteau pour les imprimer dans les ingrédients solides.

Si l'on prend l'exemple d'une pâte sablée, on a d'un côté l'ingrédient sec par excellence : la Farine. Dans cette farine, il faut imprimer le reste des ingrédients :

• L'œuf : qui représente la partie liquide ;
• Le sucre : qui se dissous bien dans l'eau ;
• Le beurre ou la crème : qui apportent de la matière grasse ;
• L'amidon : pour viscosifier l'appareil qui va être imprimé.

La première question qui se pose est bien évidemment : pourquoi ne pas imprimer directement de l'œuf dans un mélange de poudre, ou même de l'eau ?

Pour que les ingrédients liquides soient bien imprimés dans les ingrédients solides, il faut respecter plusieurs choses :

• Les ingrédients liquides doivent avoir une certaine viscosité pour maitriser la quantité et la forme imprimée ;
• Les ingrédients solides doivent pouvoir recouvrir intégralement les ingrédients imprimés, cela permet de conserver la forme imprimée ;

En prenant cela en compte, en imprimant avec de l'eau ou de l'œuf les liquides se disperseraient dans la farine et on ne pourrait pas obtenir une forme qui se tient. Et si l'on ajoute trop d'ingrédients dans les poudres, on créé trop d'interactions entre les ingrédients et ils ne peuvent plus envelopper les liquides de manière homogène. Et c'est aussi pour cela que nous produisons nous même notre propre poudre d'impression, qui a toutes les qualités pour obtenir une multitude de biscuits.

C'est ainsi que notre équipe R&D réfléchit pour adapter de nouvelles recettes et imprimer encore plus de gourmandises !

Dans un premier temps, nous décortiquons la recette traditionnelle et étudions comment les ingrédients interagissent les uns avec les autres. Ensuite nous cherchons à adapter la recette en suivant le même principe qu'avec la pâte sucrée : quel mélange d'ingrédients liquides doit être imprimé dans quelle poudre ?

C'est exactement les questions que nous nous sommes posées lorsque nous avons relevé le défi de l'impression du biscuit macaron ! Et pour ce faire nous avons imaginé l'impression d'un appareil à guimauve, dans une poudre de macaron. Et oui avec ce procédé, plus de gaspillage, nous récupérons les coques de macaron pour en faire une poudre imprimable.

Maintenant qu'en est-il de produits de confiserie, pour lesquels la définition d'ingrédients liquides et solides est plus complexe ?

 

L'impression de confiseries : un défi technique entre science et créativité !

 

On ne peut pas parler de pâtisserie sans parler de confiserie ou de chocolaterie, c’est pourquoi à La Pâtisserie Numérique, nous ne nous sommes pas limités à l’impression de biscuits et que nous avons exploré l’impression 3D de matériaux de confiserie.

 

Le Praliné

Cette recette trouverait son origine durant le XVIIe siècle. Certaines histoires parlent d'un pâtissier inspiré par un reste de sucre cuit, d'autres d'un accident précipitant des amandes dans une marmite de caramel, ou encore d'enfant chapardant des amandes qu'ils auraient trempé dans un fond de caramel. Dans tous les cas cette création est attribuée au cuisinier Clément Lassagne, qui a l'époque travaillait pour le duc de Choiseul du Plessis-Praslin et qui prêta son nom à la recette.

Pour les ingrédients, il n’y a rien de plus simple : 50% de caramel et 50% de fruits secs. Au niveau du caramel, il peut être plus ou moins cuit et on retrouve autant de pralinés qu’il y a de fruits secs. Le plus souvent c’est 50% d’amandes et 50% de noisettes, mais on peut retrouver des pralinés à base de cacahuètes, de noix de cajou, de sésame doré ou noir, de noix ou même de noix de coco ! Le secret de la réussite du praliné réside dans la composition de ses fruits secs : très peu d’eau et beaucoup de matière grasse. Quand on passe aux étapes de fabrication, on se retrouve avec autant de versions qu’il y a de pâtissiers, mais dans les grandes lignes, il faut :

• Réaliser un caramel ;
• Le mélanger aux fruits secs ;
• Mixer les ingrédients ensemble jusqu’à obtenir la texture désirée.

A vous de voir si le caramel doit être mélangé chaud aux fruits secs, ou froid et cassé en petits morceaux, ou réduit en poudre ; si vos fruits secs doivent êtres torréfiés, décortiqués, ou concassés ; ou encore si le mixage doit se faire en ajoutant une matière grasse, le caramel ou les fruits secs petit à petit, ou si vous voulez obtenir un praliné avec des morceaux, ou bien lisse et fluide.

Comme nous l’avons dit plus haut, le secret réside dans le manque d’eau présent dans cette recette et la richesse en matière grasse des fruits secs :

• Pendant le mixage, les frottements entre les lames et les morceaux de fruits secs et de caramel vont créer de la chaleur ;
• Cette chaleur va faire fondre les matières grasses contenues dans les fruits secs et les fluidifier ;
• Cette matrice de lipides liquides qui va venir enrober les particules de caramel et de fruits sec de plus en plus petites. 

Au fur et à mesure du mixage, on se retrouve donc avec une pâte faite de matière grasse qui enrobe des morceaux plus ou moins gros :

• Si vous arrêtez le mixage assez tôt, les morceaux de caramel et de fruits secs sont assez gros et vous obtenez un praliné plus granuleux ;
• Plus vous mixez longtemps, moins ces morceaux deviennent perceptibles à l’œil et en bouche et vous obtenez un praliné homogène, plus lisse et liquide. 

Si l'on jette un œil à notre articles sur les Défis de la Pâtisserie Végan, on peut en conclure que le praliné est une suspension liquide : des particules solides (caramel, fruits secs) dispersées dans un liquide (graisse).

D’ailleurs si vous voulez être sûr d’obtenir un praliné bien lisse et homogène, il peut être intéressant d’ajouter pendant le mixage, une huile issue d’un fruit sec (noix, noisette, sésame, …). Il est aussi possible d’utiliser des outils de mixage ou de broyage plus efficace utilisées entre autres, dans la fabrication du chocolat.

Pour faire des bonbons, le praliné peut être :

• utilisé comme fourrage dans une coque de chocolat,
• mélangé à du chocolat ou une ganache, puis refroidit,
• on peut l’enrober de chocolat tempéré.

Ces techniques permettent d’obtenir des chefs d’œuvres de gourmandises qui disparaissent généralement rapidement. En plus d’être gourmands, nous avons cherché à nous affranchir des formes classiques, imposées par des moules, pour imprimer des bonbons pralinés aux formes innovantes.

Imprimer du Praliné

Comment procéder pour transformer notre praliné en éléments imprimables ? On se rappelle la méthode utilisée pour imprimer des biscuits : séparer les ingrédients solides des ingrédients liquides et les réimprimer les uns dans les autres, pour qu’à la cuisson, une pâte se reforme et donne un biscuit.

Peut-on envisager de faire la même chose avec le praliné ? Séparer la phase grasse liquide et la réimprimer dans une poudre faite de caramel et de fruits secs, puis chauffer le tout pour que le mélange opère ?

Malheureusement nos expériences nous apprennent souvent que ce n’est pas aussi simple et il faut parfois apprendre à réinventer la roue, même si nous venons tout juste de l’inventer dans le cas de la Patiss3 !

En effet, impossible de compter sur la chaleur ici : elle fait fondre la matière grasse et risque de liquéfier l’impression et elle risque de faire fondre le caramel de sorte que cela forme un bloc dans le bac d’impression. La cuisson n’est donc pas notre amie dans cette situation. Mais l’on peut quand même compter sur les propriétés de la graisse. En effet, en jetant un œil à l'article sur les Défis de la Pâtisserie Végan, on se rappelle que la matière grasse, en fonction de sa composition, pouvait être rangée en deux catégories : les huiles, fluides à températures ambiante et les matières grasse concrètes, solides à température ambiante.

Ce qui détermine ces propriétés c'est la nature des acides gras, les molécules qui composent les lipides. On peut les classer en deux catégories : saturés et insaturés. Ces deux types d'acide gras se comportent différemment par rapport à la température :

• Les acides gras saturés ont un point de fusion élevé. Cela veut dire qu'il faut une température élevée pour les faire fondre et ils sont donc solides à température ambiante.
• Les acides gras insaturée ont un point de fusion bas. A température ambiante, ils sont plutôt sous forme liquide.

Or les acides gras contenus dans les fruits secs sont souvent des acides gras insaturés, ce qui implique que même en séparant la graisse du praliné, on ne peut obtenir un résultat consistant à température ambiante.

De plus en fonction des recettes réalisées, il y a plus ou moins de graisse, plus ou moins de caramel et plus ou moins de granulométrie. Ce qui implique des différences de texture et qui impactera automatiquement le résultat d'impression. Notre objectif reste toujours d'offrir la possibilité a chacun de réaliser des impressions en fonction de sa recette, sans imposer un standard. Il faut donc pouvoir partir de n'importe quelle réalisation de praliné et arriver à la même consistance. Cependant, il ne suffit pas de fluidifier n'importe quel praliné, avec n'importe quelle matière grasse. Il faut pouvoir ajouter un ingrédient qui permette au praliné de couler pendant l'impression et de durcir une fois celle-ci finie, pour conserver la forme finale. La solution réside alors dans les matières grasses concrètes :

• Karité
• Beurre de cacao
• Palme
• Graisse de coco
• …

En mélangeant une de ces matières grasses au praliné, on peut faire en sorte de le faire durcir à température ambiante.

C'est ce qui nous a conduit à imprimer un mélange de graisse concrète chaude à du praliné. La graisse chaude reste liquide et nous permet d'imprimer le praliné facilement et en refroidissant, il durcit et nous permet de récupérer la forme que vous souhaitez ! En la matière nous utilisons du beurre de cacao, car le praliné est souvent associé au chocolat et nous voulions rester dans la même famille d'ingrédient.

Mais dans quoi l'imprimons nous ? si tout le praliné est déjà dans l'appareil, cela veut dire que la matrice dans laquelle nous imprimons le praliné, ajoute un ingrédient. Nous avons parlé d'imprimer des confiseries et des bonbons, donc nous imprimons ce praliné directement dans un ingrédient qui va venir enrober le praliné :

• Cacao
• Feuilletine
• ...

Et plus besoin d'utiliser de chaleur pour finaliser la fabrication, il suffit d'attendre le durcissement du praliné et on peut venir récupérer l'impression directement dans le bac.

Vous obtenez alors un praliné prêt à consommer de la forme que vous voulez. Vous avez aussi la possibilité de l'utiliser comme du praliné cadré, en l'enrobant de chocolat.

L'intêret est de pouvoir réaliser des formes impossibles à la main, ou à faire avec un moule. Imaginez des sphères en dentelles, des formes striées ou ajourées.. le champ des possibles est tres ouvert.

 

Le Massepain

Le Massepain ou « pâte d’amande » est une pâte de confiserie à base d’amande, de blanc d’œuf et de sucre. C’est une spécialité de nombreuses localités : en Allemagne et au Royaume-Uni elle est appelée « Marzipan », en Espagne « Mazapàn » et l’on peut même y retrouver un massepain protégé par une DO (Denomination de Origen), ou encore en Italie, au Portugal, en Suède, …

En France, le massepain prend plusieurs formes : biscuit, pudding, génoise, … mais nous nous sommes intéressés à la recette qui permet de confectionner les « fruits déguisés ».

La recette de cette pâte d'amande est un mélange :

• de blanc d'œuf : qui apporte principalement de l'eau et aussi des protéines  qui vont avoir une propriété liante ;
• d'amandes moulues : qui représentent la base du massepain et vont donner le goût. C'est aussi de la matière sèche qui va absorber l'eau et se lier aux protéines pour former une pâte malléable ;
• et de sucre : qui apporte principalement du goût, mais aussi de la matière sèche pour absorber une partie de l'eau.

En fonction des recettes, les proportions varient beaucoup. Cela influence principalement le taux d'humidité dans la pâte et donc sa texture. Plus le ratio œuf/matière sèche est important, plus la pâte est humide et donc malléable. On peut aussi y ajouter des colorants et des arômes pour venir imiter la couleur, le goût et la forme des fruits.

Ici pas de transformations particulières dues à une cuisson, ou un foisonnement, c'est un simple mélange dont la texture est influencée par la proportion des ingrédients.

Imprimer du Massepain

On retombe donc dans la même problématique que pour le praliné. Et la solution s'impose d'elle même ! Fluidifier et rendre imprimable n'importe qu'elle recette de massepain avec une matière grasse concrète.

Ce qui permet d'imprimer n'importe quelle forme, sans étape de cuisson. On imprime d'ailleurs cet appareil massepain dans de la poudre d'amande et il est possible de venir enrober de chocolat la forme imprimée par la suite.

Les Bonbons Gélifiés / Les pâtes de fruits

 

On ne pouvait pas parler de confiserie sans parler de bonbons !

On connait tous l'emblématique ourson gélifié, mais nous ne parlerons pas de cette recette ici. Certes les bonbons gélifiés à la gélatine sont très connus, mais du côté des pâtissiers confiseurs, on se tourne vers un autre gélifiant : la pectine !

Contrairement à la gélatine (dont nous avons pu parler dans un article précédent) qui est une protéine d'origine animale, la pectine est une molécule composée de différents sucres et est d'origine végétale.

On retrouve de la pectine dans beaucoup de végétaux, car elle constitue une sorte de colle qui tient toutes les cellules végétales ensemble. Elle est particulièrement présente en forte quantité dans les fruits.

D'ailleurs lorsqu'un fruit n'est pas mûr, il contient beaucoup de pectine, ce qui le rend assez dur. En murissant la pectine est dégradée et le fruit devient petit à petit plus tendre, voir complètement mou. Plus la pectine disparait, moins il y a de cohésion et de "colle" entre les cellules. C'est d'ailleurs ce qu'il se passe lorsque l'on émonde une tomate ! En plongeant des tomates dans de l'eau bouillante on dégrade la pectine, d'abord en périphérie de la tomate, puis plus en profondeur, en fonction du temps qu'elle passe dans l'eau. En dégradant la pectine, il n'y a plus de colle entre la peau de la tomate et sa pulpe, il devient donc facile de retirer cette peau.

La pectine est composée d'une répétition d'un sucre : l'acide galacturonique, qui se présente sous la forme suivante.

Dans certains cas l'atome d'hydrogène H entouré en rouge peu se dissocier de la molécule, dévoilant une charge négative ou peut être remplacé par une fonction méthyle CH3. On distingue alors deux type de pectine :

• Celles présentant beaucoup de fonction méthyle CH3, que l'on classera comme "hautement méthylées" ;
• Celles avec peu de fonction méthyle qui perdent leur H et donne des groupe COO-. Cela donne donc beaucoup de charges négatives. Ces pectines sont dites "faiblement méthylées".

Pour faire gélifier les pectines faiblement méthylées, on peut compter sur les charges négatives. En effet, il est possible de créer des ponts entre les différentes molécules de pectine en utilisant des molécules chargées positivement. C'est le cas du calcium, qui possède deux charges positives. Voyez cela comme si le calcium possédait deux bras positifs ayant le pouvoir d'attraper deux charges négatives de la pectine. Ainsi, le calcium permet de créer des ponts entre toutes les molécules de pectine, créant ainsi un réseau, emprisonnant l'eau et donc un gel. La pectine prend alors une conformation dite en "boîte d'œuf". 

Pour ce qui est des pectines hautement méthylées, on ne peut compter sur la même stratégie. Pour créer un gel cette fois ci il faut compter sur d'autres liaisons : les liaisons hydrogène. Une liaison hydrogène peut avoir lieu quand il y a beaucoup d'atomes H dans une molécule, c'est le cas ici avec les méthylations CH3. Cela créé des ponts entre les différentes molécules pour créer un réseau. Et surtout cela créé des pont avec les molécules d'eau. Ainsi la pectine absorbe beaucoup d'eau, mais ce n'est pas suffisant pour former un gel. Afin de favoriser la création de ces ponts hydrogène et la formation d'un gel, il faut réunir deux conditions :

• L'eau en excès que la pectine ne peut pas absorber doit être prise en charge par un autre ingrédient : le sucre. On dit alors que le sucre est un agent dépresseur de l'eau, il la capture. On obtient un sirop très épais qui va aider à la viscosité du gel ;
• De l'acidité, qui empêche que les molécules non méthylés présentent des charges négatives. En effet, le H entouré reste sur le groupe -COO- en condition acide. Cela créé encore plus de possibilité pour des pont hydrogènes.

C'est alors que l'on peut se pencher sur la recette des confitures, gelées et pâtes de fruits. Il nous faut :

• Des fruits : naturellement ;
• De la pectine : apportée par les fruits ou ajoutée ;
• Du sucre : pour aider à la gélification ;
• Du jus de citron : notre acidifiant naturel.

En faisant chauffer les fruits et une partie du sucre, on casse les cellules du fruits qui libèrent de l'eau, de la pectine et pleins d'autres éléments, dont du sucre, des colorants et des arômes. On peut alors ajouter le reste du sucre et la pectine (si nécessaire). La chaleur va démêler les fibres de pectine et les disperser dans le mélange et c'est en refroidissant que la pectine créé des liaisons et commencent à former le gel. En fonction de la quantité de pectine, de sucre et d'eau dans la recette, on obtient des produits plus ou moins gélifiés : confitures, gelées ou pâte de fruits.

Impression de coulis de fruits gélifiés :

Et c'est le moment de se reposer les mêmes questions dans notre processus de R&D :

• Quelle pectine utiliser ?
• Faut-il imprimer un mélange pectine + fruit dans du sucre ?
• Est-ce que la pectine est le bon gélifiant et faut-elle la substituer ?
• Peut-on jouer avec une utilisation du calcium ?
• Faut-il utiliser une propriété liée à l'acidité ?

Autant de questions nécessitent au moins autant de tests,qui durent généralement sur plusieurs semaines.

Nous avons commencé les tests en imprimant des mélanges de pectine et de coulis de fruit directement dans du sucre. Malheureusement les mélanges étant trop liquides, ils diffusent dans le sucre et ne permettent pas d'obtenir une forme solide et régulière. Nous avons donc augmenté petit à petit la teneur en sucre dans le liquide d'impression, afin de viscosifier le mélange. Malheureusement, à une quantité de sucre permettant une impression plutôt réussie, le mélange devient trop visqueux et ne peut plus être imprimé.

Il faut donc partir sur deux autres idées. En s'inspirant de la cuisine moléculaire et de la sphérification, nous pouvons imaginer imprimer un mélange contenant une pectine faiblement méthylée dans un mélange de sucre et de calcium. L'effet escompté serait un une diffusion du calcium dans le mélange imprimé, qui viendrait faire gélifier la pectine.

Dans un même principe, on pourrait venir imprimer une mélange avec une pectine hautement méthylée dans un sucre contenant un agent acidifiant. Une fois au contact du mélange d'impression, l'acidifiant viendrait baisser le pH permettant la gélification de la pectine.

C'est cette dernière piste qui s'est révelée être la plus concluante. Sans tout vous dévoiler les secret d'une impression 3D réussie d'une pâte de fruits, nous pouvons tout de même vous montrer les résultats "star" de ce nouveau procédé inédit !

La consistance obtenue est vraiment celle d'une pâte de fruits, même s'il n'y a pas de cuisson, avec une pointe d'acidité en plus ! Cela a vraiment de l'intérêt car cela permet de réaliser des formes inédites, car sur la pate de fruits on va rarement plus loin que des formes carrées ou rectangulaires. La seule variation est peut-être l'association pâte de fruits/guimauve dans des bonbons en forme de spirale.

Avec l'impression 3D culinaire et Patiss3, on peut vraiment réaliser des pâtes de fruits de n'importe quelle forme, sans aucune perte, sans utiliser de moule, on gagne beaucoup en liberté et en créativité !

 

Vers l'impression 3D de toute la pâtisserie sans dénaturer l'identité du pâtissier

Ces trois nouvelles matières à imprimer ouvrent la voie vers une toute nouvelle façon d'imaginer les productions en pâtisserie, confiserie et chocolaterie et il nous restent encore beaucoup d'idées.

Au milieu de toute cette innovation, une valeur fondamentale reste notre moteur : que les pâtissiers puissent rester les maitres du goût. Nous développons nos solutions pour adapter leurs recettes à l'impression 3D, pour que leur identité reste au centre du produit.

Avec notre savoir-faire, imaginer les nouvelles formes de la pâtisserie est possible !

Et vous, quelle forme rêvez-vous de voir imprimée dans ses nouvelles recettes ? N'hésitez pas à nous partager vos idées !