Méthodes, importance et plages optimales
par Berna Tan, ingénieure agroalimentaire, Bastak, Türkiye
Lorsque le blé entre dans la meunerie, une forte pression s’exerce entre les cylindres de l’appareil de broyage. La pression et les forces en jeu transmettent cette énergie aux granules de blé lors de la mouture. Avec le passage de l’énergie dans les granules, les liaisons qui maintiennent ensemble les hélices d’amylopectine – les liaisons hydrogène – commencent à se séparer au fil du temps. Pour cette raison, la structure cristalline créée par l’amylopectine se dissout et les molécules s’éloignent les unes des autres.
Les granules d’amidon peuvent subir une fracture dépendante de la lumière ou une rupture de liaison en raison d’effets mécaniques très sévères.
Perte de biréfringence
Suite au contact de la lumière polarisée avec les granules d’amidon, ces derniers subissent une fracture. Par conséquent, avec la détérioration de la structure, une altération se produit dans la structure cristalline formée par les molécules. Plus la détérioration augmente, plus l’irrégularité de la structure s’accentue.
Fragmentation moléculaire
Lors du broyage du blé, celui-ci n’est pas toujours exposé à un effet mécanique constant pour diverses raisons. Dans certains cas, le broyage peut être très violent, et cette violence ne se limite aux liaison intermoléculaires mais affecte également la rupture des liaisons dites glycosuriques qui relient les molécules de glucose entre elles, et même la longueur des chaînes.
Lorsque ces déformations se produisent, elles n’affectent pas seulement une structure unique du granule, mais entraînent également un changement de géométrie de l’ensemble du granule. Les granules exposés à une forte pression entre les cylindres s’aplatissent en fonction de cette pression. En conséquence, la surface augmente et le volume diminue. Cet événement est important pour la fluidité et la rhéologie de la farine.
Contact avec l’eau après dommage : gonflement moléculaire
La détérioration de la structure cristalline dans les granules pour diverses raisons entraînera l’ouverture des espaces entre elles. Par conséquent, les molécules présentes dans le blé deviendront vulnérables aux influences extérieures. En conséquence, les molécules d’eau commenceront à adhérer aux groupes -OH dans le cristal lorsqu’elles pénètrent. Cette adhésion peut se produire facilement car, dans des conditions normales, de la chaleur est nécessaire dans l’environnement pour que l’amidon absorbe l’eau. Cependant, puisque les molécules sont déjà ouvertes en raison de la dégradation des granules d’amidon, elles peuvent facilement absorber même de l’eau à température ambiante dans cette structure après dommage. Par conséquent, une “gélatinisation à froid” est observée.
Pertinence industrielle de l’amidon endommagé
Connaitre la quantité d’amidon endommagé dans l’industrie de la farine est une nécessité qui garantit le bon déroulement du processus de contrôle de la livraison fluide d’un produit à l’étape de la matière première et son acheminement jusqu’au produit final sans aucun problème.
Élimination de l’eau
Puisque l’espace entre les molécules sera faible dans les farines insuffisamment moulues, la quantité d’amidon endommagé sera faible. Si la quantité d’amidon endommagé est faible, la farine aura du mal à absorber l’eau car l’ouverture sera petite. Une farine qui n’absorbe pas suffisamment d’eau produit moins de pâte avec la même quantité de farine et diminue progressivement le rendement à long terme.
Lorsque le broyage est trop poussé, il devient difficile de contrôler les processus. Dans ce cas, un phénomène de fausse absorption d’eau est observé. Les granules d’amidon qui rencontrent un excès d’eau et présentent une grande ouverture absorbent d’abord l’excès d’eau, mais à un stade ultérieur, elles commencent à restituer cette eau.
Fermentation
Dans le cas où la quantité d’amidon endommagé est faible, la fonction des enzymes amyloses est limitée car la zone d’amidon ouverte n’est pas suffisante. En raison de la présence d’enzymes qui ne peuvent pas fonctionner correctement, les sucres nécessaires à la nutrition de la levure ne peuvent pas être libérés. Lorsque la levure ne peut pas obtenir le sucre nécessaire à sa nutrition, le taux de fermentation diminue en conséquence. Comme le gaz ne peut pas être produit à cause d’une levure dysfonctionnelle ou moins active, le volume du pain reste faible.
Lorsque la quantité d’amidon endommagé est élevée, les sucres nécessaires à la nutrition de la levure seront produits car les enzymes fonctionneront plus activement. Bien que la levure produise un excès de gaz en consommant ces sucres, la structure du gluten de la pâte est faible, donc la pâte ne peut pas retenir ce gaz et finit par s’effondrer.
Couleur de la croûte
Dans le cas où l’espace intermoléculaire est faible, c’est-à-dire que l’efficacité du broyage est faible, la réaction de Maillard ne se produit pas en raison de la fonction insuffisante des enzymes, de l’incapacité des sucres à se former suffisamment et de la faible quantité de sucre résultant d’une levure peu active. Cela empêche la croute du pain de prendre pleinement sa couleur brune et la couleur devient pâle. Lorsque la quantité d’amidon endommagé est élevée, l’eau pénètre facilement dans les granules car l’ouverture est importante, et une quantité suffisante de sucre est libérée grâce à l’action des enzymes. En conséquence d’une formation excessive de sucre, la couleur de la croute s’assombrit.
Texture
Lorsque la quantité d’amidon endommagé est faible, la pâte a du mal à gagner en élasticité car elle ne peut pas absorber suffisamment d’eau. Par conséquent, on obtient une structure de pain dure. En revanche, lorsque la quantité d’amidon endommagé est élevée, l’ouverture est importante et les granules d’amidon qui absorbent trop d’eau au début commencent ensuite à la restituer, de sorte que la pâte qui libère son eau risque de coller au plan de travail ou aux machines. Ainsi, on obtient une pâte collante et liquide.
Analyse rapide, haute précision, faible coût
La méthode ampérométrique offre la méthode de mesure la plus sensible pour déterminer la quantité d’amidon endommagé. Le Bastak 15000 SDCheq est capable d’analyser rapidement la quantité d’iode absorbée par les granules d’amidon avec une très petite quantité (1 g) d’échantillon en utilisant la méthode ampérométrique électrochimique, en quelques minutes, avec peu de matière utilisée. Basé sur le principe Chopin SD reconnu internationalement, l’appareil SD Cheq peut mesurer la quantité d’amidon endommagé, qui affecte la capacité d’absorption d’eau et le taux de fermentation de la farine. Le SD Cheq 15000 est capable de mesurer la proportion de farine à l’amidon endommagé en C UCD, montrant les caractéristiques technologiques de la farine sur une carte visuelle. L’appareil peut déterminer la quantité d’amidon endommagé dans lac arine commerciale, la farine de blé, la farine complète, la farine de blé dur, le boulgour, le gluten vital, les vermicelles et la semoule en un maximum de 7 minutes selon les normes mondiales.
La logique de l’analyse repose sur l’absorption de l’iode à travers l’ouverture créée par les granules d’amidon endommagé. Plus le taux d’iode absorbé est élevé, plus la quantité d’amidon endommagé est importante. L’appareil fournit des données très précises sur la quantité d’amidon endommagé en mesurant la quantité d’iode au fil du temps. À la fin de l’analyse, l’appareil affiche la valeur de l’amidon endommagé en pourcentage de courant sur l’écran LCD. Elle apparait sous la forme “% AI” à l’écran. Cependant, la valeur peut être affichée sur l’écran de l’appareil en la convertissant dans d’autres unités spécifiques telles que UCD, UCDc, AACC et Farrand.
Avec cet appareil, il est également possible de déterminer les conditions de fermentation de la pâte, la quantité d’absorption d’eau de la pâte, les propriétés rhéologiques de la pâte, la performance de cuisson de la pâte, la formation des arômes des produits finis, ainsi que la production de farine standard, le taux de casse des biscuits et la qualité de fabrication des pâtes.
Économies de coûts et contrôle qualité
Avec cet outil, il est possible de réaliser des économies de coûts et une amélioration de la qualité. L’appareil fournit au fabricant les données nécessaires avec une grande précision et une grande répétabilité pour réaliser des économies. L’objectif principal des économies de coûts est d’obtenir plus de produit, c’est-à-dire de pâte, en utilisant la même quantité de farine dans le secteur. L’optimisation est l’une des conditions sine qua non pour y parvenir. Ce qui est recherché ici, c’est que la farine ait une bonne capacité d’absorption d’eau. Cependant, si cela n’est pas optimisé, cela peut entraîner une perte au lieu d’un profit, car plus la quantité d’amidon endommagé est élevée, meilleure est la capacité de la farine à absorber l’eau.
Cependant, lorsque cette valeur sort des valeurs optimisées, la farine absorbera plus d’eau que ce que sa propre structure de gluten peut supporter, elle restituera donc cette eau et provoquera une pâte collante. Il est attendu d’avoir une bonne capacité d’absorption d’eau. Mais il faut être attentif à cette situation. L’appareil Bastak SD Cheq 15000 détecte les situations où la quantité d’amidon endommagé est élevée à un stade précoce et permet aux producteurs d’améliorer leurs matières premières.
Plages de protéines appropriées
Puisque chaque produit a sa propre teneur en protéines, les valeurs de teneur en amidon endommagé de ces produits doivent se situer à certains niveaux en fonction de la quantité de protéines lors de la phase d’analyse. Alors que les snacks et les crackers ont une faible teneur en protéines, le pain de mie a une teneur élevée en protéines. À mesure que la quantité de protéines augmente, c’est-à-dire si la pâte est plus forte, la quantité d’amidon endommagé et la capacité d’absorption d’eau de la farine sont également meilleures. Il est très important d’atteindre une qualité standard en production. Ainsi, la quantité d’amidon endommagé dans la farine a été analysée à l’aide du Bastak SD Cheq 15000, qui est similaire à la méthodologie Chopin SD. Cela permet de sélectionner la farine adaptée au groupe de produits (pain, crackers, nouilles, etc.) aux meilleurs niveaux.
