Fabriquer des montgolfières à levure [comment découvrir la fermentation]

Cette semaine, je vous propose une petite expérience scientifique dans le domaine de la biologie… et de la boulangerie, haha !!

N’empêche : protocole, expérimentation, observation, déduction : tout y est, pour nos petits scientifiques en herbe 😉

Entrons directement dans le vif du sujet … Pour le montage, il nous a fallu :

• des flacons avec une ouverture suffisamment étroite pour qu’un ballon puisse y être accroché (voir photo),
• 1 sachet de levure de boulanger déshydratée– c’est la plus facile à trouver – (nous avons mis ¼ de sachet dans chaque flacon),
• ½ cuillère à café de sucre par flacon,
• et un peu d’eau.

Ensuite :

Agiter légèrement en bouchant avec le doigt… mettre les ballons sur l’ouverture des flacons… pour finir par déposer les flacons dans un petit bain marie d’eau tiède…. et patienter (c’est le plus difficile, mais aussi le plus excitant 😉 !!

Si vous reproduisez cette expérience, pas besoin de chercher désespérément des petits flacons comme les miens : dans de petites bouteilles d’eau cela marchera très bien. Il vous faudra juste augmenter un peu les quantités…

Je dois dire que j’avais un petit doute sur le fait que les levures soient assez « puissantes » pour réellement gonfler le ballon, c’est-à-dire non seulement le faire se dresser, mais également repousser les parois de caoutchouc… mais c’est bien le cas, à ma grande surprise ! Ce n’est pas spectaculaire mais bien réel.

Lors de notre première tentative, seul 2 ballons sur trois se sont bien gonflés après 1/2h, pourtant les proportions utilisées étaient quasi identiques… mais le troisième, le jaune s’est ensuite rattrapé !

Attention à maintenir l’eau du saladier assez chaude (tiède – chaud mais pas bouillante non plus – au-delà de 50°C vos levures risquent de souffrir!) pour que les petites levures n’aient pas froid et travaillent bien 😉

A la maison, avec des questions bien orientées, grande curieuse a compris seule ce qui se passait… :

La levure fait gonfler les ballons… car, comme d’autres choses qu’elle connaît [c’est « nous » en l’occurrence qu’elle a cité – je ne sais pas trop comment je dois le prendre ;-)], elle fait du gaz [bon ok elle l’a dit de façon un peu plus triviale  « elle pête », ce qui lui a valu un grand fou rire], après avoir mangé trop de sucre …. De la même manière, elle fait gonfler la pâte à pain…

Grand succès pour cette découverte : comprendre que le pain gonfle grâce à des organismes vivants était stupéfiant pour Kwant, mi-amusé, mi-dégoûté d’ailleurs ! Et moi aussi j’ai bien ri en voyant leurs têtes !

Et puis en éclairant les ballons à la lampe de poche, on remarque en transparence la mousse qui est montée jusqu’en haut du col… c’est assez joli, on dirait presque de la phosphorescence (ce qui n’est bien sûr pas le cas en réalité).

En résumé, voici ce que nous avons appris :

• la levure de boulangerie est un organisme vivant (champignon unicellulaire microscopique, de son petit nom Saccharomyces cerevisiae), qui métabolise le sucre (s’en nourrit) et produit en retour du gaz (il s’agit de dioxyde de carbone ou CO2), et de l’alcool (éthanol) par le processus de fermentation alcoolique. Fort heureusement, l’alcool s’évapore ensuite, ce qui explique que l’on n’en retrouve pas le goût dans le pain 😉 

• dans la fabrication du pain, la pâte emprisonne le gaz produit par les levures, ce qui la fait gonfler. Plus précisément, les molécules du gluten jouent un rôle de filet qui retient le gaz qui essaie de s’échapper, repoussant ainsi la pâte vers le haut. 

• les levures sont également très utilisées dans la fabrication de la bière, qui résulte de la fermentation d’orge (le plus souvent). L’orge, comme la farine de blé, contiennent en réalité des sucres dits « complexes », qui sont tout simplement de longues chaînes de sucres simples (exemple : le glucose, le fructose etc,) accrochés les uns aux autres, mais qui n’ont pas la saveur sucrée.

Ce qui est sympa aussi,  c’est qu’à mon grand étonnement, le lendemain au réveil les ballons-montgolfières ne s’étaient pas dégonflés. Facile de faire sortir Luxie de son lit (pour une fois 😉 ) avec une observation scientifique en cours dès le réveil !!

Ceci dit, je dois quand même vous prévenir : cette petite expérience est juste totalement addictive ! Luxie et Kwant ont voulu recommencer le lendemain ! Et puis, comme Luxie m’avait très justement fait remarquer, nous avions nourri notre levure de boulanger avec du sucre, mais on l’utilise en règle générale pour le faire le pain, qui n’est pas (ou très peu) sucré… elle en a déduit seule que les levures devaient également « manger » la farine…. Il fallait bien le tester !!

Et nous voilà donc reparties, cette fois non plus avec 3, mais 4 flacons, pour expérimenter l’effet de la variation de plusieurs paramètres : 

• L’effet du type de substrat : la levure produit-elle plus de gaz avec du sucre, avec de la farine, ou avec de l’eau plate seule ?

• l’effet de la température ambiante dans laquelle la levure est maintenue : produit-elle du gaz à température ambiante (20 °C dans le labo – la maison) aussi ? ou seulement quand elle a bien chaud ?

Après quelques dizaines de minutes, nos observations ont été fort intéressantes :

Tout d’abord, le ballon du flacon farine (en violet), s’est gonflé quasi immédiatement (10 min maxi). Nous avons donc pensé logiquement que la levure préférait la farine au sucre.

Mais nous avions tout faux !

Le ballon rose (contenant le sucre au chaud), au bout d’une 1/2h environ, a dépassé le violet (contenant la farine au chaud).

Puis, environ 1h30 ensuite, le ballon vert et blanc (contenant le sucre à 20°C), a fini par rattraper le rose.

Le pauvre orange, lui (contenant l’eau seule), n’a jamais relevé la tête …

De tout ceci, nous avons conclu que la levure préférait finalement le sucre, et que la température à laquelle elle était maintenue n’avait pas d’impact sur la quantité de gaz produite, mais seulement sur la vitesse de démarrage de la réaction. C’est certainement quelque chose d’évident pour tous les boulanger/ères, mais pour Luxie cela a été une vraie déduction.

En bilan, une vraie petite expérience au cours de laquelle elle a pu découvrir la démarche scientifique dans toute sa splendeur : en faisant varier un seul paramètre à la fois, il est possible de tirer des conclusions logiques sur les phénomènes observés !

Alors, vous me direz, si vos enfants aussi tombent amoureux de la science avec cette expérience colorée ?