Du maïs et du pop-corn.
Le pop-corn est ce que l’on obtient quand on chauffe très fortement les grains de certaines variétés de maïs : le grain de maïs, petit et rond, éclate subitement et prend beaucoup de volume. Comment ça se passe ?

Une histoire de polymères

Le grain de maïs est essentiellement constitué d’amidon : un polymère naturel du sucre, autrement dit un long enchaînement de molécules de glucose. Il contient également un peu d’eau. L’amidon et l’eau sont piégés dans le grain lui-même par la peau, appelé le péricarpe, du grain.

Lorsque l’on chauffe tout ça autour de 180 °C, on assiste à plusieurs phénomènes.

Pour commencer, l’amidon solide et dure devient gélatineuse, pratiquement liquide. L’eau quant à elle monte également en température. En temps normal, à 180 °C, elle se serait vaporisée, mais là elle reste liquide à cause de son confinement dans le grain. Incapable de se vaporiser, elle va monter en pression : on parle d’environ 9 fois la pression atmosphérique, soit environ quatre fois la pression d’un pneu de voiture !

Soumis à un tel effort, le péricarpe finit par céder. À ce moment, l’eau et l’amidon gélatineux ne sont plus retenus : l’eau peut se détendre et revenir à la pression atmosphérique et se vaporiser, et elle fait cela directement dans l’amidon.
Il en résulte que l’amidon prend jusqu’à 30 fois son volume et devient une sorte de mousse : une structure aérée constituée d’alvéoles pleines de gaz (de vapeur, en l’occurrence).

Qui plus est, tout comme la compression d’un fluide tend à l’échauffer, la détente tend à la refroidir. Lorsque le grain de maïs cède, l’eau va rapidement se détendre, se vaporiser et se refroidir, passant immédiatement de 180 °C à 135 °C. Ceci a pour conséquence de recristalliser l’amidon : la mousse obtenue est alors figée et durcie : le pop-corn est prêt.

Enfin, comme l’éclatement d’un grain de maïs sous 9 bars de pression est assez violent, l’amidon commence à être éjecté du grain dès la formation des premières fissures : c’est cela qui forme les « ailes de papillon » d’un grain de pop-corn :

Formation du popcorn en slowmotion.
Images prises au ralenti de la formation du pop-corn. (source)

Un processus similaire du polystyrène expansé

L’amidon, ce polymère du glucose, qui s’expanse sous l’effet de la vapeur d’eau, n’est pas sans rappeler un autre produit que vous avez sûrement déjà vu : le polystyrène expansé.

Je dis bien « expansé » car le polystyrène de base ne l’est pas forcément : le plastique qui forme les pots de yaourt, par exemple, est du polystyrène non-expansé : il n’est pas sous forme de mousse.

Pour obtenir du polystyrène expansé, on utilise une émulsion de styrène (le monomère, le maillon de la chaîne du polystyrène) dans de l’eau. Quand on commence à polymériser le styrène pour former du polystyrène, on ajoute un fluide, du pentane typiquement : ce dernier va imprégner le polystyrène en train de se former.

Ici, on recrée en réalité les conditions d’un grain de maïs, à savoir un fluide (l’eau ou le pentane) imprégnant un polymère (l’amidon ou le polystyrène). Ensuite, il suffit de chauffer fortement avec de la vapeur et le polymère devient mousseux puis se fige.
Dans le cas du polystyrène expansé, ce dernier est généralement directement moulé pour lui donner la bonne forme.

Le polystyrène, comme le pop-corn est très léger et peu dense. Mais dans les deux cas, il suffit de les plonger dans un solvant pour le condenser rapidement : la structure de mousse s’effondre et tout l’air présent dans la mousse est relâchée. C’est ce qui se passe quand on plonge un pop-corn dans de l’eau.

Conclusion

Comme tout processus, le pop-corn se forme par une succession d’événements provoqués par un ensemble de conditions réunies. En l’occurrence, le grain de maïs plein d’amidon doit également contenir un peu d’eau (14 % idéalement), être bien étanche (la variété « butterfly » convient pour ça) et l’ensemble doit être chauffé à environ 180 °C.
Ensuite, le grain éclate et l’eau qui s’évapore au milieu de l’amidon provoque l’expansion de ce dernier qui se fige enfin formant une mousse volumineuse mais très légère.

Ce processus est identique à celui qui permet la création du polystyrène expansé. Par ailleurs, les composés d’amidon expansé (pop-corn) sont utilisés pour remplacer le polystyrène dans certains cas, comme celui d’absorbeur de chocs dans les colis par exemple, comme absorbeur de chocs.

Liens et références

Liens :

Comme j’ai dit, le maïs qui pousse dans un champ n’est probablement pas du maïs à pop-corn : son péricarpe (sa peau) ne retient pas la pression de l’eau au moment de chauffer et ne permet pas de former cette mousse ni le « pop ».
Il faut du maïs spécial, comme celui-ci ou celui-là (liens Amazon).

Inutile d’en acheter quinze paquets : une fois transformé en pop-corn, le gain de volume est d’un facteur 30 environ, ce qui en fait un snack particulièrement économique. Une casserole avec deux cuillères d’huile de cuisson (tournesol par exemple) et une seule poignée de grains de maïs, un petit fond donc, suffiront pour remplir la casserole de pop-corn à la fin ! Il ne restera alors plus qu’à sucrer, ou saler, et à déguster !

image de Marco Verch

5 commentaires

gravatar
Christophe écrit :

Article très intéressant. Merci pour le travail de vulgarisation scientifique.

gravatar
Origin écrit :

Bonjour,

"il suffit de les plonger dans un solvant pour le condenser rapidement : la structure de mousse s’effondre et tout l’air présent dans la mousse est relâchée"
C'est pour ça qu'il fond en bouche j'imagine !
Est-ce que cette race de maïs a été choisi pour faire du pop corn, ou bien a elle toujours existée ?

gravatar
Le Hollandais Volant écrit :

@Origin : oui, l'amidon absorbe l'eau !
Et pour le polystyrène, tu peux essayer avec une goutte de superglu dessus : ça ronge un gros trou dedans !

Pour la variété, Wiki dit que certains en faisaient déjà éclater au 17e siècle.
C'est donc assez ancien, mais la sélection (artificielle) de graines ou plantes intéressantes est aussi ancienne que l'agriculture en général.

Ça fait des dizaines de miliers d'années qu'on plante et replante les graines issues des plantes qui donne les plus beaux fruits, le plus de grains, les plus belles fleurs, etc.

Idem avec les races d'animaux : on sélectionne les chiens et chats, vaches, chevaux... les plus beaux, mignons, forts, utiles... et on les fait se reproduire.

C'est comme ça que fonctionne la sélection artificielle et il n'y a pas un fruit ou légumes qu'on achète actuellement qui ne soit pas passé par cette étape. Il n'y a guère que les fruits sauvages (mûres, sureau, fraises des bois sauvages...) qui sont tels qu'ils étaient avant leur domestication.

On pense que la sélection et la manipulation génétique est récente, mais ça fait 30000 ans qu'on modifie les plantes et les animaux à notre avantage.
C'est juste que cette modification est lente et aléatoire : parfois, un pommier donne une pomme un peu plus grosse. Planter cette pomme donnera un arbre avec des fruits plus gros. Mais le fait que cette pomme soit plus grosse, c'est aléatoire. Un rayon cosmique ou une erreur de division cellulaire a modifié l'ADN et nous voilà avec un fruit différent.

Pour le même tarif, on aurait pu avoir une pomme empoisonnée si c'était le gène qui code la protéine qui produit le cyanure (toxique) avait été touché par la mutation...

Aujourd'hui, on ne se contente plus du hasard : on choisit directement quels sont les gènes intéressants et on les regroupe dans un même plant "OGM". Le résultat est immédiat, et on est sûr du résultat.

Pour en revenir au Pop-corn : car ce qu'on fait pour certaines sous-variétés du maïs butterfly, pour choisir la forme du pop-corn obtenu : bien rond, en forme de "papillon", etc.
Ça par contre c'est assez récent (1990, selon Wiki).

Ces modifs et la recherche qui les permettent sont guidées par les industriels qui vendent du pop-corn et veulent étoffer leur gamme de produits.

gravatar
Juju écrit :

Oui mais ces sélections animales ne sont-elles pas à l'origine de toutes nos Zoonoses (Covid-19,...) ?

gravatar
Le Hollandais Volant écrit :

@Juju : un accident issue d'un labo peut arriver, tout comme la création d'un agent volontairement très dangereux.

Mais il s'agit davantage d'une arme de plus que de quelques chose de nouveau : les virus existaient déjà avant, y compris des virus mortels.


Votre commentaire sera visible après validation par le webmaster.