Glaces, chimie, comparaison des glaces vanille : de quoi se composent les crèmes glacées ?

L’été, la consommation de glaces atteint son pic avec 85% du chiffre d’affaire (LSA-Conso 2018). D’après la dernière enquête de consommation alimentaire INCA3, les enfants consomment en moyenne 7g de glaces par jour (23g pour les consommateurs seuls) et 5g/j pour les adultes (26g pour les consommateurs seuls). Une boule de glace fait à peu près 30g. Sans que l’on s’en aperçoive la glace est un mélange complexe de lait, de cristaux d’eau, d’air et de matières grasses.

Quelle est la différence entre un sorbet et une glace ?

La principale différence est qu’un sorbet ne contient pas de lait/crème laitière.

• Le sorbet est un mélange d’eau, de sucres, de fruits/légumes. Il n’y a pas d’ajout de matière grasse. L’utilisation de protéines laitières est possible à moins de 1% pour augmenter l’onctuosité du produit. Les sorbets aux fruits contiennent au moins 25% de fruits et 15% pour les fruits acides (citron, orange) et à saveur forte (ananas, banane…).
• Les crèmes glacées sont un mélange pasteurisé de lait, de crème, de sucre, aromatisé aux fruits avec au moins 5% de matière grasse laitière et éventuellement des protéines laitières.
• Les glaces sont un mélange de lait, d’ingrédients à base d’œuf et/ou d’origine végétale et/ou gélatine et de sucre, aromatisée aux fruits.

De quoi se compose la glace ?

D’un point de vue physique, la crème glacée est un système multiphasique, composé d’air, de graisse et de cristaux d’eau dispersés dans un milieu visqueux. C’est à la fois une émulsion (composée d’eau/de matière grasse) et une mousse (avec les bulles d’air). Par exemple, la crème fouettée, les guimauves ou la meringue sont des mousses alors qu’un mélange d’huile et d’eau est une émulsion.

La glace industrielle contient environ :

• 10% de matières grasses laitières jusqu’à 20% dans les glaces de haute qualité
• de composés du lait (caséines, protéines du lactosérum, lactose)
• 0,2-0,5% d’édulcorants (saccharose, sirop de glucose, …)
• stabilisant et émulsifiant
• 55-64% d’eau

Un mélange avec beaucoup d’air

Ces pourcentages sont divisés par presque deux quand le mélange est gelée parce que le volume de la glace contient pour moitié de l’air. S’il n’y avait pas d’air, on obtiendrait un glaçon. La structure de la glace joue sur la vitesse à laquelle les molécules d’arôme sont libérées dans la bouche. Les marques moins chères mettent plus d’air dans les glaces. Une glace avec moins d’air a tendance à fondre plus rapidement.

On va s’intéresser à la fabrication de la glace pour comprendre comment ce système complexe se met en place.

Les étapes de fabrication de la glace

La première étape de la fabrication de la crème glacée consiste à combiner les ingrédients (crème, lait, solides du lait, sucres et <0,5% de stabilisants et d’émulsifiants) dans un mélange pasteurisé et homogénéisé. Cela crée une émulsion de graisse de lait composée de millions de minuscules gouttelettes de graisse dispersées dans la phase aqueuse, chacune entourée d’une membrane de protéines et d’émulsifiants. La matière grasse se solidifie partiellement comme quand le beurre se solidifie. Les sucres se dissolvent.

Le mélange est ensuite fouetté et congelé. Le fouettage incorpore des minuscules bulles d’air de 50-80 µm de diamètre. Les gouttelettes de graisses entrent en coalescence partielle en formant des amas de graisses qui stabilisent les bulles d’air et les entourent.

Ajout de sucres

La glace contient naturellement du lactose avec le lait mais ce glucide n’est pas très sucré (faible pouvoir sucrant autour de 0,2-0,3 par rapport au saccharose à 1), c’est pourquoi les fabricants rajoutent du sucre ou des édulcorants comme le saccharose, le sirop de maïs. Le froid a également tendance à diminuer les sensations gustatives. Par exemple on voit clairement l’effet de la température sur le goût entre consommer un soda frais et un soda tiède.

Le mélange eau sucrée a également un point de fusion inférieur à 0 qui est fonction de la teneur en sucre. Au fur et à mesure que la crème glacée gèle, la solution restante (non gelée) se concentre en sucre.

L’utilisation d’émulsifiants

Les émulsions

L’eau et les matières grasses laitières sont a priori non miscibles (ne se mélangent pas) parce que l’eau est une molécule polaire avec des charges opposées à ses extrémités. Les matières grasses sont apolaires. Et les molécules polaires et non polaires ne sont pas miscibles.

Quand on mélange de l’huile et l’eau puis que l’on attend, les deux phases non miscibles se séparent. Les petites gouttes d’huile se regroupent par coalescence. Dans le cas du lait, chaque goutte de graisse est recouverte de protéines du lait qui empêche cette coalescence (= fusion de deux substances dispersées). C’est la dispersion de la lumière sur les micro-globules graisseux qui donne la couleur blanche du lait.

Les émulsifiants ont une partie hydrophile (qui aime l’eau) et une partie hydrophobe (qui n’aime pas l’eau et qui aime les matières grasses). Ils sont à l’interface de l’eau et de la matière grasse. L’émulsifiant provoque une désorption des protéines laitières (un retrait de ces protéines de la membrane des globules de graisse), ce qui favorise une coalescence partielle des globules de graisses (sans émulsifiant, les gouttelettes de graisse résisteraient à la coalescence) et permet d’avoir un réseau de microbulles d’air stabilisée par des gouttelettes lipidiques partiellement coalescentes. Pour les glaces, les fabriquant peuvent utiliser :

• le jaune d’œuf (lécithine)
• les mono et diglycérides, dérivées de l’hydrolyse partielle de graisses/huiles.
• le polysorbate 80, une molécule de sorbitol liée à un acide gras et avec des groupes oxyéthylène

Les émulsifiants jouent sur la distribution de la graisse et de l’air dans la glace afin que celle-ci ait une texture douce et bonne caractéristique de fusion (fonte). La fonte de la glace passe par la fonte des cristaux de glace (eau) et la déstabilisation de la structure en mousse (dispersion des bulles d’air stabilisée par les globules de graisse et l’émulsifiant) de la glace.

L’utilisation des stabilisants

Les stabilisants sont étroitement liés aux émulsifiants. Ils influencent également la texture de la glace, la rendant crémeuse. Les stabilisants empêchent la formation de gros cristaux et ajoutent de la viscosité à la glace. Plus les cristaux de glace dans la crème glacée sont petits, moins ils sont détectables en bouche. Sans stabilisant la glace deviendrait grossière et glacée très rapidement à cause de la migration de l’eau libre et de la croissance des cristaux de glace. En particulier quand la glace fond partiellement et est recongelée, elle acquerrait rapidement un goût d »eau gelée ».

L’augmentation de la viscosité dans la phase non congelée de la glace stabilise les bulles d’air et les arômes en dispersion.

Quelques exemples de stabilisants courants :

• la gélatine, protéines d’origine animale
• le blanc d’œuf
• La gomme de guar (endosperme du haricot de guar, des légumineuses cultivées en Inde)
• la gomme de caroube (fibre soluble dérivée des haricots d’arbres africains)
• la gomme de xanthane (produit en bouillon de culture par le microorganisme Xanthomonas campestris
• l’alginate de sodium, un extrait d’algue brune
• les carraghénanes, un extrait d’algues rouges

Quelle est la meilleure glace sur le marché ?

Les glaces sont toutes des produits assez gras et sucrés puisqu’on a des agents sucrants (sirop de glucose par exemple) et la matière grasse du lait. Les sorbets sont beaucoup moins caloriques (gras et sucrés) que les glaces puisqu’ils ne contiennent pas de lait ni de crème laitière. Les glaces les plus caloriques sont celle de Haägen-Dazs et celle Picard. Côté NutriScore elles sont en D ou E, c’est donc un produit « plaisir » à consommer occasionnellement.

En général, plus la glace contient de matière grasse, de meilleure qualité elle est, c’est celle de Häagen-Dasz qui arrive la première puis Picard. On peut noter que la liste d’ingrédients est simple et que Picard et Häagen-Dasz ont utilisé du jaune d’œuf comme émulsifiant et n’ont pas utilisé de colorant ni de stabilisant. Ces 2 glaces sont celles avec la liste d’ingrédients la plus courte.

A l’inverse, on peut noter que pour la glace Monoprix, le premier ingrédient est l’eau ! Les ingrédients sont classés par ordre croissant par quantité.

Et vous quelle glace préférez-vous ?

Pour suivre les autres actualités du blog ou en apprendre plus sur les controverses alimentaires, santé et environnement, un petit like ou sur Twitter :
Follow @T_Fiolet

Sources :

Koxholt et al. Effect of the Fat Globule Sizes on the Meltdown of Ice Cream. J. Dairy Sci. 84:31–37

Goff et al. A study of fat and air structures in ice cream. International Dairy Journal Volume 9, Issue 11, November 1999, Pages 817-829

Brian Rohrig. Ice, Cream… and Chemistry ACS, 2014