Systèmes et technologies bien établis dans la production de pâtes alimentaires
par Luigi De Lisio, responsable qualité, Colavita S.P.A, Italie
Les opérations de mouture du blé sont les mêmes, qu’il s’agisse de blé dur ou de blé tendre. Fondamentalement, ils comprennent les étapes suivantes: réception du grain, pré-nettoyage en silos, nettoyage, conditionnement à une humidité appropriée, mouture, stockage, mélange, transfert vers un moyen de transport ou d’emballage. L’organigramme d’un moulin à blé dur diffère de celui d’un moulin à blé tendre en ce sens que l’objectif est d’obtenir un produit final avec une arête vive, c’est-à-dire de la semoule (passant à travers un tamis avec une granulométrie de 0,180 mm, maximum 25 pour cent; décret présidentiel n° 187 du 09/02/2001), tandis que dans le moulin à blé tendre l’objectif est d’obtenir un produit fini avec une granulométrie réduite, c’est-à-dire de la farine. Par conséquent, dans le moulin à blé dur, il y a un plus grand nombre de broyeurs que dans le moulin à blé tendre où les moulins à broyage sont préférés. Comme il est bien connu, la machine caractéristique du moulin à blé dur est le purificateur.
Décorticage
Au cours des deux dernières décennies, une innovation dans l’organigramme du procédé de meunerie, applicable aux moulins à blé dur et à blé tendre, a été introduite, qui consiste en une étape de prétransformation du caryopse. L’une des premières à s’intéresser à cette technique a été la société canadienne TkacandTimm Enterprises (Port Colborne, Ontario), qui avait mis au point une méthode de « prétransformation » dans une usine pilote, obtenant plusieurs avantages par rapport aux systèmes traditionnels, comme une semoule plus raffinée et des rendements d’extraction plus élevés, ainsi qu’une meilleure apparence des pâtes en termes de couleur, sans nuire à leur qualité de cuisson. De plus, cette méthode réduit l’activité amylase de la semoule, responsable de la production de sucres réducteurs. Ces derniers interviennent, avec les acides aminés, dans la réaction de Maillard lors du séchage des pâtes, notamment à haute température. Ceux qui proposent le système Tkac (brevet américain) soulignent plusieurs avantages, tels que des bénéfices plus élevés tirés des caractéristiques particulières des sous-produits, une capacité de production plus élevée des installations et une consommation d’énergie plus faible grâce à un système simplifié de meunerie (Dexter, Martin et al., 1994; De Lisio, 1999). Barilla G. e R. F.lli Spa avait également mis au point une méthode d’ébrasement du caryopsis du blé dur, avec un système d’abrasion en trois étapes, pour produire de la semoule de blé entier et des pâtes de blé entier. Cette méthode a obtenu deux brevets internationaux. Une phase de prétraitement du caryopsis améliore également la qualité des produits de farine en termes de sécurité des produits, car elle entraîne une plus grande élimination des contaminants microbiens, des mycotoxines, des résidus de pesticides et des métaux lourds, le cas échéant.
À cet égard, peu d’études sont disponibles dans la littérature scientifique. Dans une expérience menée par Barroso Lopes et al. 2002, visant à améliorer la qualité de la farine, des cultivars de blé tendre ont été débranés au moyen d’équipements de laboratoire et industriels. Différents niveaux du processus d’enlèvement ont été appliqués à la partie externe du caryopsis, allant de zéro à six pour cent. Les résultats ont montré une amélioration de la couleur de la farine, une augmentation de la teneur en cendres, une réduction de l’activité amylasique ainsi qu’une baisse de la teneur en désoxynivalénol mycotoxine (DON) jusqu’à 70,6 pour cent. Dans une autre étude réalisée par Tibola et al. pour évaluer la teneur en DON, les composés phénoliques et l’activité antioxydante de la farine de blé tendre soumise à un traitement préalable d’ébrasement, des échantillons de blé tendre de trois cultivars ont été prétraités par un moulin de laboratoire pour le riz et ensuite broyés, avec la comparaison correspondante sans écornage, par le Lab Mill 3100 de Perten Instruments. En cas de production de farine complète, le traitement d’ébrasement a été effectué à 2 niveaux, soit pendant 20 et 40 secondes. Ces temps de traitement correspondaient à une réduction du poids du caryopsis de 1 et 2 pour cent, respectivement. Quant à la réduction de la teneur en mycotoxine désoxynivalénol (DON), des réductions de 22 pour cent ont été observées pour le premier niveau de prétraitement et de 28 pour cent pour le deuxième niveau par rapport à la référence non prétraitée. Dans un article publié par Forder (1997), certains résultats et avantages de l’ébrasement du caryopsis à l’aide du système Peritec développé par Satake Uk Ltd. sont rapportés. En ce qui concerne les résidus chimiques, l’auteur indique qu’avec le système Peritec, il est possible de produire de la farine avec des niveaux de résidus de certaines substances d’environ 50 pour cent par rapport à ceux habituellement présents dans la farine obtenue par le système traditionnel de meunerie (malathion 0,08 ppm vs 0,14 ppm; chloropyrifos-méthyl 0,05 ppm vs 0,08 ppm; brome 2,0 ppm vs 4,0 ppm). À cette époque, divers instituts de recherche, dont le Parco Scientifico e Tecnologico del Molise (Pst), en collaboration avec l’Université de Molise (Cubadda, Marconi et al.), l’Université de Milan (Pagani et al.), le Laboratoire de recherche sur les grains de la Commission canadienne des grains (Winnipeg, MB) (Dexter, Marchylo et al.), menaient des activités de recherche et d’essai concernant les processus d’ébrasement et l’abrasion du caryopse.
Debranning – la méthode Pst: tests
Des expériences conjointes avec divers partenaires ont été menées au Pst pour étudier divers aspects et résultats qui peuvent être obtenus avec le processus de prétraitement du caryopsis, y compris les niveaux d’abrasion du caryopsis considérés comme les plus appropriés, les rendements de la meunerie, les caractéristiques de qualité des produits et sous-produits de la farine, ainsi que la production de pâtes alimentaires. Concrètement, l’expérimentation a été réalisée en utilisant le laboratoire Pst et des usines pilotes, et en tant que contractants tiers les laboratoires de l’Università del Molise , le laboratoire et les usines de Bühler spa (Uzwil-Suisse) et une meunerie industrielle Bühler (ancien moulin à blé dur pour La Molisana Spa, Campobasso). Au Pst, un perlage préliminaire du caryopse à 5 niveaux différents (3, 6, 9, 12 et 15 % de déchets) a été effectué à l’aide d’une machine d’ébrasion Namade suivie d’un broyage par un moulin expérimental Bühler Mlu 202 utilisant du blé dur domestique et australien. Les tests ont été effectués en effectuant des tests microscopiques simultanés sur des coupes de caryopsis pour suivre les étapes de retrait des couches externes du péricarpe et de la couche d’aleurone.
Les résultats de l’expérimentation
Des analyses chimiques et rhéologiques ont été effectuées sur la farine et les produits intermédiaires; aucune variation significative des paramètres testés n’a été constatée, à l’exception de la teneur en fibres alimentaires et en cendres, qui a diminué avec l’augmentation du niveau de traitement des perles dans les caryopses. Sur la base des résultats préliminaires, des essais de perlage industriel ont été réalisés à deux niveaux (6,4 et 10,3 %) chez Bühler à l’aide d’une machine d’ébrasage industrielle suivie d’un fraisage au moyen d’une installation compacte de type industriel d’une capacité de travail de 200 kg/h. Le même blé dur domestique utilisé dans les études effectuées à Pst a également été utilisé pour le test. Parallèlement à des tests d’ébrasement, des tests microscopiques ont été effectués sur les coupes de caryopsis pour surveiller le processus et éviter l’élimination excessive de la couche d’aleurone riche en nutriments. Les essais industriels ont largement confirmé ce qui avait été souligné avec les usines pilotes Pst. Le blé dur domestique, sans débarrassage préalable, a été broyé dans l’ancien moulin à blé dur industriel Bühler de la station thermale de La Molisana d’une capacité de travail de 300 t/24h et équipé d’un organigramme de mouture traditionnel composé de six broyeurs de cassage, six broyeurs de détartrage et deux broyeurs de broyage. Le tableau 1 présente les rendements industriels de la meunerie à partir desquels on voit qu’il est possible d’augmenter le rendement de la semoule de 4 à 5 unités avec la perle du caryopse par rapport au système traditionnel sans perle et, par conséquent, il est possible de réduire la quantité de sous-produits, c’est-à-dire le son et le milieu qui en dérivent.
Composition et aspects nutritionnels
Le tableau 2 montre la composition nutritionnelle de la semoule obtenue en perlant le caryopse, dont la teneur en fibres et en protéines est légèrement supérieure à celle de la semoule classique.
Mettre le traitement d’abrasion des perles avant le processus de mouture permet au moulin de différencier les produits de farine en fonction de la demande du marché. Par exemple, il est possible d’obtenir un produit de farine de blé dur entier avec une teneur en cendres supérieure à la limite légale nationale de 0,90 pour cent s.s., mais avec une meilleure composition en macro et micronutriments que la semoule raffinée et avec des rendements impossibles à atteindre avec la meunerie traditionnelle (83,1% vs. 70.9%) (Tableau 3).
Cette nouvelle technique de mouture permet d’obtenir de la semoule fine (middlings) et d’avoir des propriétés nutritionnelles intéressantes, par rapport à la semoule correspondante obtenue à partir de blé perlé et non perlé, en ce qu’elle contient des quantités significativement plus élevées de fibres alimentaires et de macro et micronutriments, en particulier des vitamines B et des tocophérols (constituants de la vitamine E) (tableau 4). Les middlings peuvent représenter une occasion pour les entreprises de transformation de différencier leurs produits car ces ingrédients peuvent être utilisés pour produire des pâtes fonctionnelles.
Nouvel organigramme de fraisage
L’expérimentation avait conduit à l’identification d’un nouvel organigramme de mouture de caryopsis comme le montre la figure 1. Si l’on a l’intention de produire de la semoule de blé dur entière, il faut modifier l’organigramme illustré à la figure 1 puisque le temps de conditionnement initial est réduit à environ 3 heures, le taux de perles de 9 à 10 p. 100 tombe à 6 p. 100 et, enfin, une phase de tamisage devrait être intégrée de manière à éliminer les particules de son grossier.
Caractéristiques de qualité des pâtes
Avec la semoule obtenue par abrasion préalable du caryopsis, les pâtes ont été produites à l’aide des plantes pilotes Pst dont les caractéristiques de cuisson (tableau 5), évaluées par analyse sensorielle et par des méthodes chimiques, se sont avérées similaires à celles obtenues avec la semoule traditionnelle. En revanche, la couleur, telle que définie par la mesure de l’indice jaune, était légèrement inférieure pour les pâtes produites à partir de semoule de blé dur entier.
Le tableau 6 montre la composition nutritionnelle des pâtes à base de semoule traditionnelle et de semoule de blé dur entier; on constate que cette dernière, obtenue par écornage de caryopsis, permet une augmentation du taux de protéines et surtout des fibres alimentaires du produit transformé par rapport aux pâtes à semoule traditionnelles.
La recherche a conclu que l’inclusion d’une étape de prétraitement du caryopse permet de simplifier les organigrammes de broyage industriel, d’augmenter la capacité de production d’un laminoir traditionnel dans le même espace disponible et de réduire l’investissement requis dans certaines machines (laminoirs, planificateurs, épurateurs, etc.) pour les nouvelles installations.
Autres propositions industrielles
Au niveau industriel, certaines entreprises de construction d’usines avaient développé des systèmes d’ébrasement, Satake Corporation avait développé la méthode « Peritec » ; Berga-Sangati avait développé une machine d’ébrasement verticale humide avec une unité insérée plus complexe appelée unité Kombi (De Lisio, 1999). Bühler Spa et Ocrim Spa avaient également introduit sur le marché leurs équipements de débranage du blé.
Fraisage de pierre
Des campagnes d’information menées par des organisations et institutions nationales et internationales visant à orienter la consommation vers une alimentation plus saine qui favorise, entre autres, les aliments à plus forte teneur en fibres et en vitamines, des activités de recherche dans le secteur de la nutrition, la promulgation de règlements européens autorisant l’utilisation d’allégations nutritionnelles et de santé pour les aliments, etc., voilà quelques-unes des raisons qui ont conduit à une augmentation de la demande des consommateurs en aliments santé ces dernières années, avec une préférence pour les aliments à base de céréales complètes. Pour répondre aux demandes des consommateurs, les manufactures végétales, les céréaliculteurs et les transformateurs se sont organisés en redécouvrant une autre technique ancienne, le moulin à pierre, qui permet de fabriquer des produits farineux contenant tous les constituants nutritionnels que l’on peut trouver dans le caryopse. Le broyage de pierre permet de produire de la semoule de blé dur complète qui répond aux exigences de la réglementation en vigueur et peut être utilisée pour la production de pâtes alimentaires (décret présidentiel du 09/02/2001, n° 187; décret présidentiel du 05/03/2013 n° 41).
Considérations
Les règles actuelles régissant la production et la commercialisation de farine et de pâtes alimentaires devraient être actualisées à certains égards. En particulier, compte tenu des effets physiologiques et sanitaires reconnus des fibres alimentaires et dans un souci de plus grande transparence pour les consommateurs, la classification des produits de farine de blé dur et des pâtes alimentaires devrait inclure le paramètre fibres pour la semoule de blé dur entière et les pâtes alimentaires de semoule de blé dur entière. Quelque chose de similaire devrait être étendu à la classification des produits de farine de blé tendre complète et au produit transformé le plus consommé comme le pain. Récemment, l’« Initiative céréales complètes », un partenariat entre des organisations et des experts menant diverses initiatives dans le secteur céréalier entier, a élaboré une définition des termes « céréales complètes » et « aliments entiers », avec l’accord des parties concernées. Les deux définitions sont présentées ci-dessous:
«Les grains entiers sont constitués de caryopses/graines intactes, broyées, concassées, écaillées ou autrement transformées après élimination de parties non comestibles telles que les glumes et les téguments; tous les composants anatomiques, y compris l’endosperme, le germe et le son, doivent être présents dans les mêmes proportions que le caryopse/graine entière»;
« Un aliment entier doit contenir au moins 50 % d’ingrédients entiers en poids sec. Les aliments qui contiennent de 25 à 50 % de grains entiers sur la base du poids sec peuvent indiquer la présence d’ingrédients entiers sur le devant de l’emballage, bien qu’ils ne puissent pas être définis comme « grains entiers ».
En outre, il est recommandé que « le pourcentage d’ingrédients de céréales complètes dans l’aliment soit indiqué sur l’étiquette avant de l’emballage pour garantir des pratiques équitables dans le commerce alimentaire et faciliter la comparaison des produits pour les clients ». À mon avis, pour compléter les propositions promues par « l’Initiative sur les grains entiers », il serait approprié de recommander que la quantité de fibres alimentaires, exprimée en grammes et contenue dans 100 grammes du produit (ou avec une formulation similaire), soit également mentionnée sur le devant de l’emballage d’un aliment à grains entiers.
