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Document ressource pour l’enseignant et le professionnel Octobre 2009 1 A l’ini

Document ressource pour l’enseignant et le professionnel Octobre 2009 1 A l’initiative de Denis HERRERO & Germain ETIENNE DOCUMENT EN COURS DE CONSTRUCTION TRAITE « SCIENTIFIQUE » LES NOUVELLES INFLUENCES dans les métiers de l’Alimentation ou comment les apports scientifiques donnent aux Métiers de l’Alimentation de nouvelles opportunités en matière de formation et de professionnalisation Document ressource pour l’enseignant et le professionnel Octobre 2009 2 A l’initiative de Denis HERRERO & Germain ETIENNE Éléments de problématique sur le caractère Éléments de problématique sur le caractère Éléments de problématique sur le caractère Éléments de problématique sur le caractère fondamental fondamental fondamental fondamental des ateliers expérimentaux des ateliers expérimentaux des ateliers expérimentaux des ateliers expérimentaux La mise en place de la rénovation des formations professionnelles préparant aux diplômes des baccalauréats professionnels des métiers de l’alimentation (boulanger pâtissier, boucher charcutier traiteur, poissonnier écailler traiteur) vise l’excellence de passeports pour l’insertion réussie dans des métiers de responsabilité allant jusqu’au pilotage d’entreprises artisanales ou à l’animation de services dans la moyenne et grande distribution. Cette ambition justifie, pour chaque diplôme, une polyvalence dans la connaissance de l’environnement professionnel et de la maîtrise des techniques de base de deux métiers complémentaires. Au-delà de cette technicité essentielle et de ces savoir-faire, la compréhension des savoirs et leurs liens avec les disciplines enseignées sont au cœur du socle de connaissances que tout titulaire d’un de ces diplômes doit posséder pour pouvoir les transférer dans des concepts d’organisations et d’entreprises très divers. Cet objectif impose une évolution des pratiques pédagogiques qui, sans négliger la part répétitive des apprentissages, doivent se fonder sur la réflexion expérimentale et les nécessaires liens entre l’acquisition des connaissances dans les enseignements professionnels et généraux dispensés. Les démarches de « Bonnes pratiques d’hygiène, de santé & de sécurité au travail » et « d’analyse sensorielle » suscitent, tout au long du processus de production et jusqu’à la vente, une autoévaluation permanente sur les caractéristiques scientifiques, techniques et commerciales du produit. Ces approches transversales sont un excellent moyen pour faire évoluer les pratiques. Ce traité scientifique contribuera d’autant mieux à cette fin qu’il induira un engagement collectif des inspecteurs et des professeurs à en enrichir le contenu par des ressources et expériences pédagogiques mais aussi des apports scientifiques … Christian PETITCOLAS Inspecteur général de l’Éducation nationale Document ressource pour l’enseignant et le professionnel Octobre 2009 3 A l’initiative de Denis HERRERO & Germain ETIENNE SOMMAIRE BIBLIOGRAPHIE :.......................................................................................................................................................................5 Propos liminaire ..........................................................................................................................................................................9 INTRODUCTION.......................................................................................................................................................................10 1 TRAITÉ « scientifique »: étude des constituants de la matière vivante et de leurs interactions :.................................................14 1.1 Etude de l’EAU : MISE A JOUR 25 AVRIL 2008............................................................................................................16 1.1.1 Présentation générale :......................................................................................................................................16 1.1.2 Les réactions de l’eau à la température ou l’étude des changements d’état de l’eau :...............................................18 1.1.2.1 Les réactions exothermiques :........................................................................................................................18 1.1.2.1.1 La liquéfaction : .......................................................................................................................................18 1.1.2.1.2 La solidification : ......................................................................................................................................18 1.1.2.1.3 La condensation : ....................................................................................................................................19 1.1.2.2 Les réactions endothermiques :......................................................................................................................20 1.1.2.2.1 La fusion : ...............................................................................................................................................20 1.1.2.2.2 La vaporisation : ......................................................................................................................................20 1.1.2.2.3 La sublimation : .......................................................................................................................................21 1.1.2.3 Les facteurs variables des changements d’état de l’EAU : ................................................................................21 1.1.3 Les réactions de l’eau aux principaux constituants de la matière vivante : ...............................................................23 1.1.4 Les réactions de l’eau au contact d’un alcool :......................................................................................................23 1.2 Etude des LIPIDES : ............................................................................................................................................24 1.2.1 Présentation générale :......................................................................................................................................24 1.2.2 Les réactions des lipides : ..................................................................................................................................27 1.2.2.1 Au contact de l’eau : l’insolubilité....................................................................................................................27 1.2.2.2 Au contact de l’eau et en présence d’agents tensio-actifs : l’émulsion ................................................................28 1.2.2.3 Au contact de l’air : l’oxydation.......................................................................................................................31 1.2.2.4 Au contact de molécules odorantes : l’enfleurage.............................................................................................32 1.2.2.5 Au contact de la température : .......................................................................................................................32 1.2.2.5.1 La cristallisation : .....................................................................................................................................33 1.2.2.5.2 La fusion : ...............................................................................................................................................35 1.2.2.5.3 La pyrolyse : MISE A JOUR 25 AVRIL 2008................................................................................................36 1.2.2.6 Sous l’action mécanique :..............................................................................................................................38 1.3 Etude des PROTIDES :........................................................................................................................................40 1.3.1 Présentation générale :......................................................................................................................................40 1.3.2 Les réactions des protéines : ..............................................................................................................................43 1.3.2.1 Avant propos : la question de la dénaturation ..................................................................................................43 1.3.2.2 Au contact de l’eau : MISE A JOUR 25 AVRIL 2008..........................................................................................43 1.3.2.3 Au contact de la température : .......................................................................................................................45 1.3.2.3.1 La fusion : ...............................................................................................................................................45 1.3.2.3.2 La gélification thermique : MISE A JOUR 25 AVRIL 2008 .............................................................................45 1.3.2.3.3 Le cas particulier de la gélification thermique au contact de l’azote liquide :...................................................50 1.3.2.4 Au contact d’un milieu acide : la gélification acide MISE A JOUR 25 AVRIL 2008 ................................................51 1.3.2.5 Au contact d’alcool :......................................................................................................................................52 1.3.2.6 Au contact d’enzymes (protéinases) : .............................................................................................................52 1.3.2.7 Le cas particulier des enzymes responsables de fermentation :.........................................................................54 1.3.2.8 Par l’action mécanique : ................................................................................................................................55 1.3.2.9 Le foisonnement : ........................................................................................................................................56 1.3.2.9.1 Le foisonnement par action mécanique......................................................................................................56 1.3.2.9.2 Le foisonnement par ajout direct de gaz : ...................................................................................................60 1.4 Etude des GLUCIDES :.......................................................................................................................................62 1.4.1 Présentation générale :......................................................................................................................................62 1.4.2 Les réactions des glucides :................................................................................................................................65 1.4.2.1 Au contact de l’eau : .....................................................................................................................................65 1.4.2.1.1 Le cas du saccharose :.............................................................................................................................65 1.4.2.1.2 Le cas des autres sucres : ........................................................................................................................65 1.4.2.1.3 Le cas des glucides de réserve :................................................................................................................66 Document ressource pour l’enseignant et le professionnel Octobre 2009 4 A l’initiative de Denis HERRERO & Germain ETIENNE 1.4.2.2 Au contact de sel et/ou de sucre :...................................................................................................................67 1.4.2.3 Au contact d’un alcool : .................................................................................................................................67 1.4.2.4 Au contact d’enzymes : MISE A JOUR 25 JUILLET 2008..................................................................................67 1.4.2.5 Au contact d’un acide : MISE A JOUR 26 AVRIL 2008 ......................................................................................68 1.4.2.6 Au contact de l’air : le brunissement enzymatique MISE A JOUR 25 AVRIL 2008 ................................................68 1.4.2.7 Au contact de la température : .......................................................................................................................69 1.4.2.7.1 Avant propos : les températures de cuisson................................................................................................69 1.4.2.7.2 La fusion : ...............................................................................................................................................69 1.4.2.7.3 La dextrinisation :.....................................................................................................................................70 1.4.2.7.4 La caramélisation :...................................................................................................................................70 1.4.2.7.5 Les réactions de Maillard : ........................................................................................................................71 1.4.2.7.6 La gélatinisation :.....................................................................................................................................72 1.4.2.7.7 La gélification par l’amidon :......................................................................................................................73 1.4.2.7.8 La gélification par d’autres hydrocolloïdes : MISE A JOUR 13 MAI 2008........................................................74 1.4.2.7.9 La cristallisation : MISE A JOUR SEPTEMBRE 2007...................................................................................81 1.5 Étude des nutriments non énergétiques :.........................................................................................................85 1.5.1 Les sels minéraux :............................................................................................................................................85 1.5.2 Les fibres :........................................................................................................................................................85 1.5.3 Les vitamines :..................................................................................................................................................85 1.6 Des constituants de la matière vivante aux fabrications : étude de leurs interactions dans les systèmes dispersés : .........................................................................................................................................................................87 1.6.1 Présentation schématique des matières premières : MISE A JOUR SEPTEMBRE 2007...........................................87 1.6.1.1 Effet sur les volumes, sur les masses : ...........................................................................................................92 1.6.1.2 Effet sur la densité : ......................................................................................................................................92 1.6.2 Les phénomènes d’échange entre les milieux :.....................................................................................................93 1.6.2.1 Le contact liquide - liquide : MISE A JOUR 26 AVRIL 2008................................................................................93 1.6.2.1.1 La diffusion :............................................................................................................................................93 1.6.2.2 Le contact solide - solide ou solide – liquide : .................................................................................................95 1.6.3 Les mélanges, et les facteurs de stabilisation des mélanges : MISE A JOUR 25 AVRIL 2008 ....................................95 1.6.3.1 Préambule : l’étude des phénomènes de déstabilisation...................................................................................97 1.6.3.1.1 Les altérations physiques :........................................................................................................................97 1.6.3.1.2 Les altérations chimiques et biochimiques : ..............................................................................................100 1.6.3.1.3 Les altérations microbiologiques :............................................................................................................101 1.6.3.2 La stabilisation par la maîtrise de l’eau : MISE A JOUR 25 AVRIL 2008............................................................102 1.6.3.2.1 L’activité de l’eau (aw) : ..........................................................................................................................103 1.6.3.2.2 L’humidité relative (HR) et l’humidité relative d’équilibre (HRE) : .................................................................106 1.6.3.2.3 Les facteurs agissant sur l’activité de l’eau : .............................................................................................108 1.6.3.2.4 Le cas des ingrédients alimentaires utilisés comme hydrocolloïdes : MISE A JOUR 18 JUIN 2008.................110 1.6.3.2.5 Le cas des additifs alimentaires utilisés comme hydrocolloïdes : MISE A JOUR 18 JUIN 2008 ......................112 1.6.3.3 La stabilisation par la maîtrise des mélanges et des fabrications : MISE A JOUR 26 AVRIL 2008........................120 1.6.3.4 La stabilisation par la maîtrise des micro-organismes : MISE A JOUR 25 AVRIL 2008 .......................................124 1.6.3.4.1 L’action directe sur les micro-organismes responsables d’altération : ..........................................................124 1.6.3.4.2 L’action par les micro-organismes :..........................................................................................................125 1.6.3.5 La stabilisation par la maîtrise des températures ; MISE A JOUR 25 AVRIL 2008..............................................126 1.6.3.5.1 Le traitement thermique par le froid ;........................................................................................................126 1.6.3.5.2 Le traitement thermique par la chaleur ; ...................................................................................................129 1.6.3.5.3 Un exemple en Chocolaterie : la stabilisation du chocolat de couverture par la technique de pré cristallisation (procédé thermique et mécanique) :..........................................................................................................................131 1.6.3.6 La stabilisation par la maîtrise du pH : MISE A JOUR 9 AOUT 2008.................................................................132 1.6.3.7 La stabilisation par la maîtrise de l’oxygène de l’air : MISE A JOUR 25 AVRIL 2008...........................................135 1.6.3.8 L’exemple de la table analytique comme outil de stabilisation physique et microbiologique d’une fabrication :......136 1.6.3.8.1 La table analytique appliquée en Glacerie : MISE A JOUR 25 AVRIL 2008...................................................136 1.6.3.8.2 La table analytique appliquée en Chocolaterie - Confiserie :.......................................................................145 Document ressource pour l’enseignant et le professionnel Octobre 2009 5 A l’initiative de Denis HERRERO & Germain ETIENNE BIBLIOGRAPHIE : OUVRAGES : - « Alimentation et processus technologiques », Edition Educagri, Alain Branger – Marie – Madeleine Richer – Sébastien Roustel, 2008 - « Comprendre la cuisine pour mieux la maîtriser », Editions BPI, Dominique Béhague, 2ème trimestre 1991 - « De la science aux fourneaux », Hervé This – Editions Belin Pour la science, mai 2007 - « Construisons un repas », de Hervé This et Marie-Odile Monchicourt, Editions Odile Jacob, Février 2007 - « Au cœur des saveurs », Frédéric Bau, Montagud Editores 2006 - « La nouvelle cuisine des desserts », Oriol Balaguer, Montagud Editores, 2006 - « Idées, 100 techniques de créativité pour les produire ou les gérer », Guy Aznar, Editions d’Organisation, Juin 2005 - « Science des aliments – Biochimie, Microbiologie, Procédés, Produits », Volume 1 (Stabilisation biologique et uploads/Finance/ 1-traite-scientifique-metiers-alimentation.pdf