Index du forum Les Glaces PAC, FPDF ou comment calculer la texture d'une glace

PAC, FPDF ou comment calculer la texture d'une glace

Discutez de vos glaces, d'une recette testée, demandez conseil...

cardamome Avatar de l’utilisateur
Administrateur du site
Administrateur du site

Messages: 771
Localisation: Chambéry, Savoie
Glace préférée:Glace vanille
Sexe:Homme

bonjour à tous,
vous trouverez ci-dessous un petit article que j'ai rédigé pour un groupe facebook sur le contrôle de la dureté des glaces. Je n'ai pas trop le temps de mettre à jour le site alors je vous le livre ici.
Ce travail est la synthèse de différentes lecture sa reproduction est interdite sans mon accord sous quelque forme que ce soit.
#PAC #FPDF #cuillérabilité #abaissementdupointdecongelation

LE PAC OU COMMENT CALCULER LA CUILLÉRABILITÉ D’UNE GLACE À UNE T° DONNÉE ?
On évoque souvent la notion de PAC sur le groupe. Essayons de voir de quoi il s’agit et comment le calculer.
Je vous livre humblement cette petite synthèse que vous pouvez bien sûr compléter et critiquer en commentaire.

Les acronymes PAC ( le Potere anticongelante des italiens), FPDF ( le freezing point depression factor des anglo-saxons) ou l'AFP (anti freezing power) font référence à l'abaissement du point de congélation de l'eau provoquée par certains ingrédients en solution (sucres, alcool, sels...).
Petit test simple: https://youtu.be/EIUG0fNq53M

En calculant le « pouvoir antigel » de ces ingrédients et en le rapportant à l’eau disponible, nous pouvons avoir une bonne idée de la souplesse de notre glace à une T° donnée.

Cependant, il faut noter que le PAC est une indication et non pas une vérité absolue.Les sucres représentent le facteur ayant le plus d’influence sur le point de congélation mais ils ne sont pas les seuls (foisonnement, type de stabilisants etc...). Les experts du groupes pourront certainement vous donner des informations complémentaires (Thierry Jouval, Franck Neyers, Berry Farah).

Si le calcul du PAC est depuis longtemps utilisé par les industriels, les glaciers américains, italiens et espagnols, cette notion demeure assez méconnue par les glaciers de l’hexagone.
Pour ceux qui veulent aller plus loin, vous trouverez liens et référence en bas d’article.

ORIGINE
· 1891 Pickering, scientifique allemand, mesure avec précision le point de congélation d’une série de solutions de saccharose de concentration croissante (modifié par Whelan et al. 2008) ; voir tableau ci-joint.
· 1927 Leighton (Journal of Dairy Science) décrit une "méthode fiable pour calculer la température de congélation (TC) d'un mélange de crème glacée de composition connue". La procédure de Leighton consistait à ajouter la teneur en lactose et en saccharose et à déterminer leurs effets en se basant sur la publication de Pickering. Modifiés par Smith et Bradley (1983)
· 70’s WS Arbuckle, professeur à l'université du Maryland, a élargi le concept. Il calcul l’équivalent saccharose (SE) des autres sucres. Il a ainsi émis l'hypothèse que "si on donnait au saccharose un SE égale à 100, un sucre avec un poids moléculaire X a un équivalent saccharose de (342 * 100 / X) ".
Voir tableau ci-joint (source: "Ice Cream" Goff 2007)

L'équivalent saccharose total d'un mix a donc pu être facilement calculé à partir de la somme des PAC de chaque sucre. On a aussi ajouté la contribution des sels minéraux du lait.

A partir des données de Pickering (voir tableau), on a alors déterminé la température de congélation du mélange en fonction de la concentration en saccharose puis on a calculé la quantité d'eau gelée à une température donnée et une température de service.
Ces éléments ont été publiés dans la bible technologique qu'est le livre "Ice cream". La dernière édition date de 2013 par Goff et Hartel. https://www.amazon.fr/Ice-Cream-H-Dougl ... 1461460956
· 90’s et années 2000, Les glaciers italiens intègrent ces éléments à leurs tables analytique par l'intermédiaire de Giuseppe Scaringella puis Fillippo Zampieron.

CALCUL DU PAC D’UN SUCRE DONNÉ :
Comme pour le pouvoir sucrant, la référence est le saccharose.
On va établir le PAC des différents sucres (ou d’autres ingrédients) en les comparant au saccharose (l’équivalent saccharose).
Pour établir le PAC d'un sucre donné, on divise le poids moléculaire du saccharose par le poids moléculaire (masse molaire) du sucre en question.

Prenons un exemple:
Le saccharose a un PM de 342 et le dextrose de 180 : 342/180= 1.9.
Le PAC du dextrose est de 1.9, soit presque deux fois plus important que celui du saccharose qui est de 1.
Notez pour éviter les confusions, que certains auteurs multiplie le SE (sucrose equivalent/ équivalent saccharose) par 100. Le dextrose aura alors un équivalent saccharose de 190 au lieu de 1.9. Vous trouverez ci-joint un tableau avec les PAC des différents sucres tiré du livre Ice cream. Des différences existent selon les sources. (voir Berry Farah sur le groupe pour plus de détail)

CALCUL DE LA PAC RELATIVE

Calculons le PAC d'un mix de sorbet avec 10% de saccharose (PAC=1) et 4% de dextrose (PAC =1.9) ; (voir tableau pour les autres sucres)
PAC relative =
% de saccharose * PAC saccharose + % de dextrose * PAC dextrose
soit : 10 *1 + 4*1.9 = 17.6

Pour une crème glacée, il faut aussi ajouter le PAC du lactose qui est identique à celui du saccharose soit 1. Certains auteurs ne tiennent pas compte du lactose dans leurs calculs.

Calculons le PAC d’une crème glacée avec 10% de saccharose, 4% de dextrose et 10% d’ESDL.

On sait que le lactose constitue 54.5% de l’ESDL donc 10%*54.5% = 5.45% et que le lactose a un PAC de 1.

PAC relative = 10 *1 +4*1.9 + 5.45*1= 23.05

Pour trouver la température de service des méthodes empiriques ont établi des coefficients.
On divise la PAC des crèmes glacée par 2 et celle des sorbets par 2.5.
Dans notre exemple, la T° de service serait de -8°C pour le sorbet et de -11.52°C pour la glace.

LIMITES DE LA PAC RELATIVE
Maintenant prenons une glace et un sorbet ayant le même PAC. L'un contenant 60% d'eau et l'autre 70%.
A votre avis, lequel sera le plus dur à une température donnée?
On se rend vite compte des limites de la PAC relative. Il convient donc de rapporter la PAC relative à la quantité d'eau du mix, c'est ce que l'on appelle la PAC absolue.

CALCUL DE LA PAC ABSOLUE
Calculons le PAC d’une crème glacée contenant 10% de saccharose, 4% de dextrose, 10% d’ESDL, 38 % d’extrait sec total (EST).
Calcul de la quantité d’eau : 100-EST= 100-38= 62 %
Il y a 62% d’eau dans notre mix
La PAC ou équivalent saccharose des différents sucres que nous avons calculé précédemment est 23.05.

Calculons désormais la concentration de saccharose dans l’eau en utilisant la formule suivante: PAC*100/EAU
soit 23.05*100/62 = 37.17

Le PAC absolu est de 37.17 cela correspond à 37.17g de saccharose dans 100g d’eau.

Contribution des sels

Pour calculer la contribution des sels à l’abaissement du point de congélation, on utilise la formule suivante. Le coefficient 2.37 est basé sur le poids moléculaire et la concentration moyenne des sels dans le lait.

Contribution des sels :
(ESDL*2.37)/EAU
soit 10*2.37/62 = 0.38°C

La contribution des sels est de -0.38°C

CALCUL DU POINT DE CONGÉLATION INITIAL :
Grace à Leigthon et Pickering, on va pouvoir trouver le point de congélation initial de notre glace.
En effet, si l’on se reporte au tableau, on voit que notre PAC absolue de 37.17 (soit 37.17g de saccharose dans 100g d’eau) correspond à un point de congélation initial de -2.21°C.
On va alors ajouter l’abaissement du point de congélation du aux sels soit 2.37 + 0.38 = 2.75.

Notre point de congélation initial est de -2.75°C mais attention 100% de l'eau est alors liquide.

CALCUL DE LA T° DE SERVICE
A partir de -2.75°C, l’eau commence à geler. Progressivement, les éléments en solution deviennent de plus en plus concentrés car la quantité d’eau disponible est de moins en moins importante.
Calculer le PAC absolu, de manière progressive en fonction de la quantité d’eau disponible, va nous permettre de déterminer la température de service en se basant sur 65 à 70% d’eau congelée.

Quand 20% de l’eau est gelée, nous avons toujours 80% d’eau liquide.
Nous avions au départ 62 % d’eau dans notre mix.
62*80% = 49.6
Nous avons désormais 49.6% d’eau.

Nous avions calculé une PAC relative à 23.05

Calcul de la PAC absolue avec 49.6% d'eau disponible:

PAC relative * 100 / 49.6 = 23.05*100/49.6 =46.98
La concentration est désormais de 46.98g de saccharose dans 100g d’eau.
Si nous reprenons le tableau cela donne une T° de -2.99°C

Calcul pour les sels :
10*2.37/49.6 = 0.47°C
La contribution des sels à l’abaissement du point de congélation lorsque 20% de l’eau est gelée est de -0.47°C

2.99+0.47= 3.46

Nous pouvons conclure qu’à -3.46°C, 20% de l’eau est gelée.

Il devient alors assez facile de créer des courbes de congélation en effectuant les calculs avec 40, 50, 60, 70, 80% de l’eau gelée.

Calculons notre température de service avec 70% d’eau gelée.
Quand 70% de l’eau est gelée, nous avons toujours 30% d’eau liquide.
Nous avions 62% d’eau au départ.
62*30% =18.6%
Nous avons désormais 18.6% d’eau sous forme liquide dans notre mix.
Notre PAC relative était de 23.05

Calcul de la PAC absolue :
23.05*100/18.6 = 123.9 soit 124g de saccharose dans 100g d’eau.
Si nous reprenons le tableau cela correspond à un abaissement du point de congélation de - 9.19°C.

Calcul de la contribution des sels :
10*2.37/18.6 = 1.27

Calcul de la T° de service :
1.27 + 9.19 = 10.47

Notre température de service est donc de -10.47 °C.

Heureusement certains outils facilitent la vie:
[url]https://www.dairyscience.info/fd-curve/fd-curve.aspx
[/url]
En suivant ce lien, la T° de service et les courbes de congélation seront calculées automatiquement : si besoin je suis à votre disposition.
CONCLUSION :

Calculer le Pac est très intéressant afin d’uniformiser la souplesse de nos glaces dans une vitrine ou de l’adapter à une température de service plus basse (restaurant).
Il semble indispensable à l’heure actuelle de s’intéresser à ces notions.
Ces calculs sont assez faciles à automatiser dans des fichiers excel.
Crémix fait ces calculs automatiquement ainsi que certaines applications en espagnol et italien.

SOURCES :
- Calculateur: https://www.dairyscience.info/fd-curve/fd-curve.aspx
- https://www.dairyscience.info/index.php/ice-cream/228-ice-cream-hardness.html
- https://www.dairyscience.info/index.php/ice-cream/323-freezing-point-curves.html
- https://medium.com/@gelatologist/how-hard-to-scoop-will-my-gelato-be-part-i-332a76e6cb8f
- https://medium.com/@gelatologist/how-hard-to-scoop-will-my-gelato-be-part-ii-621c5769da94

- Ice cream, 2013 par Goff et Hartel
- Sorbetti e gelati, Angelo Grasso
- Los secretos del helado, Angelo Corvitto
- Harte Heladero n°164, Carlos Arriba

tableau leighton.jpg
tableau leighton.jpg (86.44 Kio) Vu 136 fois

Characteristics-of-sweetenersin-ice-cream.png
Characteristics-of-sweetenersin-ice-cream.png (51.71 Kio) Vu 136 fois

wilt Glacier
Glacier

Messages: 32
Glace préférée:Vanille Bourbon
Sexe:Homme
Merci Cardamome pour ce super article

Louaque Avatar de l’utilisateur
Apprenti Glacier
Apprenti Glacier

Messages: 6
Glace préférée:La vanille et la pistache
Sexe:Homme
Bonsoir,

Ouwaaaa!!! Cela semble très intéressant, merci.

Je vais lire cela à tete reposée et essayer de comprendre ce que je lis. :geek: :ugeek:

cardamome Avatar de l’utilisateur
Administrateur du site
Administrateur du site

Messages: 771
Localisation: Chambéry, Savoie
Glace préférée:Glace vanille
Sexe:Homme

Bonsoir,
pour résumer plus la concentration de sucre dissous dans une quantité d'eau est importante plus l'abaissement du point de congélation est important.

phpBB [video]

wilt Glacier
Glacier

Messages: 32
Glace préférée:Vanille Bourbon
Sexe:Homme
Merci pour ces infos très claires


Retourner vers Les Glaces

 


  • Articles en relation
    Réponses
    Vus
    Dernier message

Qui est en ligne

Utilisateurs parcourant ce forum: Aucun utilisateur enregistré et 1 invité

cron