La science des agents levains

Avez-vous déjà oublié la poudre à pâte ou le bicarbonate dans une recette, ou mélangé les deux pour obtenir un gâteau plat ? Ces ingrédients sont essentiels pour rendre les aliments moelleux et aérés. Comprendre leur fonctionnement nécessite un peu de chimie et l'explication de quelques réactions.

Une pincée d'histoire

Le bicarbonate de soude est une invention récente qui a transformé la boulangerie. Avant son apparition, obtenir des gâteaux légers nécessitait beaucoup de temps ou d'efforts physiques. La levure et les blancs d'œufs en neige étaient les méthodes courantes, mais elles demandaient de la patience ou beaucoup de travail.

L'invention du bicarbonate de soude a révolutionné la cuisine en réduisant considérablement le temps nécessaire. Au lieu d'entretenir la levure, les cuisiniers pouvaient utiliser le bicarbonate de soude pour réaliser des pains rapides. Cela a ouvert de nouvelles possibilités pour les gâteaux, permettant à la plupart des gens d'obtenir des résultats légers et aérés plus facilement. Le bicarbonate de soude a été introduit pour faciliter la cuisson, mais il nécessitait toujours de l'acide dans la recette pour fonctionner. 

En 1856, E.N. Horsford a inventé et breveté le type actuel de levure chimique (poudre à pâte). Il a décrit les composants nécessaires pour créer une forme sèche de phosphate acide (l'ingrédient de la poudre à pâte). Horsford a mélangé ces ingrédients dans des proportions correctes, ajouter de la fécule de maïs pour absorber l'humidité excessive, et a commencé à les vendre! 

Rôle de la poudre à pâte et du bicarbonate de soude

On utilise de la poudre à pâte et du bicarbonate de soude dans les aliments pour les faire gonfler et les rendre aérés, d'où leur nom d'agents levants. Leur ajout rend les muffins plus légers et les crêpes plus moelleuses. En l'absence de ces agents, le produit sera dense. Bien que la levure chimique et le bicarbonate de soude servent à la même fin, leur utilisation varie légèrement. Explorons comment chacun fonctionne pour mieux comprendre leurs différences !

1. Bicarbonate de soude

Fonctionnement

Le bicarbonate de soude est le nom général d'un composant appelé : bicarbonate de sodium (regardez la déclaration d'ingrédients de votre bicarbonate de soude, elle dira probablement juste cela ou quelque chose de très similaire). La formule chimique du bicarbonate de sodium est la suivante : NaHCO3. Il s'agit d'un sel contenant deux ions : Na+ et HCO3-.

Lorsque vous dissolvez du bicarbonate de soude, il se sépare en deux ions distincts, qui flottent librement. Na+ (l'ion sodium) ne fera rien, il restera dans l'eau. Le bicarbonate (HCO3-), en revanche, est très réactif dans l'eau. En présence d'acide (par exemple dans le jus de citron, le yogourt, babeurre, crème sûre, purée de pomme, etc.), le bicarbonate réagit immédiatement avec cet acide dans une réaction dite acide/base. Cette réaction entraîne la formation d'eau et de dioxyde de carbone (un gaz). C'est ce gaz qui fait lever un gâteau dans le four !

La réaction chimique

On peut écrire cette réaction chimique comme suit :

HCO3– + H+ ⇌ H2CO3 → H2O + CO2

Voyez qu'une partie de cette réaction est un équilibre, ce qui signifie qu'elle peut aller dans les deux sens (ce qui est très courant pour les réactions acides/base). Au cours de la deuxième partie de la réaction, de l'eau (H2O) et du dioxyde de carbone (CO2) se forment. Une fois ces gaz formés, la réaction ne peut plus revenir en arrière aussi facilement, car ils s'évaporent.

Très important de bien doser le bicarbonate dans votre recette, un excès donne un goût alcalin et accélère la réaction du brunissement!

Pratico-pratique

Pour 1 tasse de farine → ¼ c. thé de bicarbonate de soude (combiné avec ingrédients acide)

2. Poudre à pâte (poudre à lever)

Fonctionnement

Jetons maintenant un coup d'œil à votre paquet de poudre à pâte. On peut y lire quelque chose comme : carbonate acide de sodium et dihydrogène diphosphate disodique.

Le "carbonate acide de sodium" est en fait du bicarbonate de sodium, le même type de carbonate. Il réagit donc de la même manière que le bicarbonate de soude !

Ce qui différencie la poudre à pâte, ce sont les autres ingrédients, en l'occurrence un phosphate. Pour que le bicarbonate de soude fonctionne, il faut ajouter cet acide, mais dans le cas de la poudre à pâte, cet acide fait partie de la poudre elle-même. L'autre composant, dans ce cas le dihydrogène diphosphate disodique (formule chimique : Na2H2P2O7) sert d'acide.

Comme l'acide et le bicarbonate de soude sont présents sous forme sèche dans la poudre à pâte, ils ne réagissent pas encore dans la poudre. Toutefois, lorsqu'ils sont placés dans un liquide et chauffés, ils réagissent ! La formulation exacte de la poudre à pâte varie d’une compagnie à une autre, donc certaines ont besoin de chaleur pour réagir pleinement (poudre à pâte ordinaire - poudre magique vs poudre à pâte à double action). 

En plus du dihydrogène diphosphate disodique, la poudre à pâte à double action se différencie par la présence de sulfate d’aluminium sodique. Substance un peu controversée par sa présence en aluminium. L’avantage de son utilisation est qu’elle agit deux fois (une fois en présence de liquide, puis au contact de la chaleur (par exemple lorsque votre recette passe au four). 

Il y a également présence d’amidon de maïs dans le mélange (le premier ingrédient, donc l’ingrédient présent en plus grande quantité) servant à garder les autres ingrédients inactifs jusqu’à l’utilisation (absorbe l’humidité excessive).

Réaction chimique

Il ne s'agit pas nécessairement de ce composant spécifique, mais la poudre à pâte contient toujours une sorte d'acide. Si vous l'écrivez sous la forme d'une réaction chimique, vous obtiendrez ce qui suit :

 NaHCO3 + Na2H2P2O7 –> Na3HP2O7 + H2O + CO2

Pour la populaire poudre magique, l’équation diffère, car c’est du phosphate monocalcique qui est combiné  au carbonate acide de sodium, voici la formule chimique équilibrée:

3CaH4P2O8 + 8NaHCO3 → Ca3(PO4)2 + 4Na2HPO4 + 8CO2 + 8H2O

Pratico-pratique

Pour 1 tasse de farine → 1 à 1 ½ c. thé de poudre à pâte

Truc: ouvrir votre pot à la moitié, cela vous permettra d’égaliser plus facilement la poudre dans votre cuillère à mesurer (voir photo).

Comment savoir si sa poudre à pâte est encore active? 

Mélanger la poudre avec une petite quantité d’eau, si la poudre  réagit (effervescence), c’est qu’elle est toujours efficace!

Sommaire

Vous devriez maintenant être en mesure de faire la différence entre les deux :

Bicarbonate de soude = bicarbonate de soude uniquement, il a besoin d'acide pour réagir

Poudre à lever = poudre à lever + acide sec

En d'autres termes, le bicarbonate de soude est l'un des ingrédients de la poudre à pâte. Dans les deux cas, c'est le bicarbonate de soude qui réagit et crée les gaz.

* Si votre recette contient les deux agents, c’est qu’elle ne contient pas assez d’agents acides pour réagir avec le bicarbonate et produire une quantité suffisante de CO2.

Bibliographie

• Blais, C. (2007). La chimie des desserts: La chimie des ingrédients - agents levains, P. 87-88.

• Brown, A. (2011). Understanding Food. Principles and Preparation. 4th edition. Wadsworth, California.

• E.N. Horsford, (1868). Improved preparation of acid phosphate of lime (patent), page consultée le 19 février 2024: lien

• Gouvernement du Canada. (2023). Substance chimique - sulfate d’aluminium sodium, page consultée le 19 février 2024: lien

• History Extra (2018). A brief history of baking, August, page consultée le 19 février: lien

• Yard, S. (2003). The secrets of baking, Houghton Mifflin, New York.