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Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. − © Techniques de l’Ingénieur Doc. F 4 690 − 1 P O U R E N S A V O I R P L U S Amidons natifs et amidons modiﬁés alimentaires par Bernard BOURSIER Division des applications Société ROQUETTE Aspects économiques 1. L ’industrie amidonnière et les principaux secteurs d’application des amidons (0) ■ Les matières premières (91 Mt) (ﬁgure A) Le maïs, avec 57 Mt/an, constitue la principale matière première (plus de 60 %) et son utilisation est principalement localisé en Amérique du Nord et du Sud puis en Asie et en Europe. Le manioc (15,5 Mt/an) est la seconde matière première et ses zones de cul- ture sont l’Asie et l’Amérique du Sud. La pomme de terre (11,9 Mt/an) est cultivée en Europe de même que le blé (5,5 Mt/an). ■ Les amidons (ﬁgure B) Le marché mondial des amidons est d’environ 50 Mt/an. L’amidon de maïs représente à lui seul 80 % de ce marché. Sous l’appella- tion maïs, on retrouve en majorité le maïs dit « standard » et les deux hybrides naturels du maïs : — le maïs cireux ou waxy (99 % amylopectine) ; — et l’amylomaïs (de 50 à 70 % d’amylose). 70 % de cet amidon est produit en Amérique du Nord. Le manioc et le blé représentent chacun 7 % de ce marché de l’amidon. L ’Asie produit 87 % de la fécule de manioc. L ’extraction de l’amidon de blé s’est développée depuis 1983 en Europe jusqu’à devenir plus importante que celle de la fécule de pomme de terre (6 % du marché). Le tableau A reprend la répartition en pour-cent ces différents amidons par zone géographique. (0) ■ L ’industrie amidonnière aux États-Unis et en Europe L ’utilisation des amidons est différente entre Europe et États-Unis, les amé- ricains réservant une grande part de l’amidon pour la fabrication d’éthanol et de sirop de glucose riche en fructose (High Fructose Corn Syrup : HFCS). En Europe, l’alcool n’est pas subventionné et la production de sirop de glu- cose riche en fructose est restreinte par des quotas. De ce fait les débouchés de l’amidon aux États-Unis et en Europe sont différents (tableau B). Chiffres de l’AAC : Association européenne des Amidonniers et Céréaliers pour l’année 1999. Figure A – Répartition des matières premières et des amidons dans le monde Manioc 16,8 % Pomme de terre 13,2 % Pois 6,1 % Autres 1,6 % Maïs 62,3 % Manioc 7 % Pomme de terre 5 % Pois 6,3 % Autres 1,1 % Maïs 80,5 % Total : 89,9 millions de tonnes Total : 44,5 millions de tonnes a segmentation par matières premières b segmentation par amidons Figure B – Production d’amidons natifs et modiﬁés (1999) T ableau A – Production d’amidons dans le monde (en %) Continents Maïs Blé Pomme de terre Manioc Autres Total Europe............ 9,8 4,3 4,3 0,3 18,7 Amériques ..... 57,2 1,1 0,2 0,8 59,3 Asie................. 12,3 0,2 0,5 6,2 0,8 20 Reste............... 1,2 0,7 0 1,9 Total 80,5 6,3 5 7 1,1 99,9 (1) source GIRACT 1995-2005 Europe de l'ouest États-Unis Japon 0 200 400 600 800 1 000 1 200 1 400 1 600 1 800 2 000 Production (kt) natif natif alimentaire modifié modifié alimentaire AMIDONS NATIFS ET AMIDONS MODIFIÉS ALIMENTAIRES _____________________________________________________________________________________ P O U R E N S A V O I R P L U S Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie Doc. F 4 690 − 2 est strictement interdite. − © Techniques de l’Ingénieur (0) Au niveau mondial, les quantités d’amidons natifs et modiﬁés produites étaient respectivement de 9,9 Mt et 5,4 Mt. Pour les amidons alimentaires, on comptait 2,6 Mt d’amidons natifs pour 1,1 Mt d’amidons modiﬁés (ﬁgure B). Pour l’Europe (17 pays), en 1999, la production d’amidon natif était de 559 000 t, divisé en 35 % d’amidon de maïs, 20 % d’amidon de blé et 45 % de fécule de pomme de terre ; la production d’amidon modiﬁé était en 1999 de 273 000 t composé de 60 % d’éther ester d’amidon et d’amidon hydroxypropy- lés, de 25 % d’amidons prégélatinisés et de 15 % d’autres amidons modiﬁés. La ﬁgure C montre la répartition par application des amidons natifs et modiﬁés en Europe en 1999 (selon AAC). Pour la partie alimentaire (tableau C), les amidons natifs trouvent leur prin- cipale application dans les secteurs des produits de cuisson puis des soupes et sauces alors que les amidons modiﬁés se retrouvent dans le secteur des soupes et sauces puis des produits laitiers. 2. Amidons et procédés industriels d’extraction ■ Production d’amidon On pourra se reporter à la référence [36]. La production industrielle d’amidon a débuté au XIXe siècle et s’est déve- loppée au XXe siècle. Le développement de l’utilisation des enzymes a permis de faire entrer les amidons dans le domaine des matières sucrantes ce qui a largement contribué à l’extension de cette industrie. La production d’alcool aux États-Unis a également eu un retentissement sur cet essor. (0) Les unités de production traitent journellement des volumes de matières premières compris entre quelques centaines de tonnes, pour les plus petites unités, à quelques dizaines de milliers de tonnes pour les plus importantes ; les usines travaillent en continu et toutes les opérations utilisent des matériels d’extraction et de puriﬁcation modernes de grosse capacité et souvent très automatisés. Ces unités de production visent à séparer au mieux chacun des constituants de la matière première (enveloppe cellulosique, matières grasses, protéines, amidon) et à isoler l’amidon pur, qui sera utilisé tel quel ou transformé pour devenir amidon modiﬁé, amidon précuit, maltodextrine, sirops de glucose, polyol... ou tout autre produit dérivé. Le prix de l’amidon dépendra du prix de la matière première et de sa richesse en amidon ainsi que de la valorisation de tous les coproduits obtenus lors de son extraction, d’où la notion, par exemple, de Net Wheat Cost ou Net Corn Cost pour les calculs de rentabilité des différentes ﬁlières. Chaque matière première fait appel à des technologies propres, aussi ne seront donnés ci-après que les principales étapes de fabrication pour les matières premières les plus courantes ; les opérations de séparation reposent essentiellement sur les différences de densité des parties ou des composants de la matière première. ■ Maïs Diverses variétés peuvent être utilisées : — aux États-Unis le type « denté » (le plus courant « Yellow Corn ») ; — en Europe le type « corné denté ». Le maïs, après récolte, est séché (de 36 à 16 % d’eau) pour assurer sa con- servation et son utilisation sur l’année. La qualité du séchage conditionne la facilité à séparer les constituants des grains dont les fractions amidon/protéine. L ’extraction par voie humide permet d’obtenir une meilleure séparation des constituants. Les principales étapes du procédé (ﬁgure D) sont : — trempage : pendant 36 à 48 h à des températures comprises entre 45 et 55 ˚C dans une eau sulfitée avec développement d’une fermentation lactique limitant les fermentations parasites et contribuant au ramollissement des grains ; — broyage/dégermage : séparation du germe qui donnera après broyage l’huile brute ; — broyage/tamisage : extraction des enveloppes cellulosiques (appelées drêches) ; — raffinage/séparation amidon protéine : sur séparatrice à bols et hydrocyclones ; — séchage. ■ Blé Le blé est la céréale la plus cultivée dans le monde, mais il est utilisé comme matière première de l’industrie amidonnière en Australie et en Europe. La valorisation de la partie protéique, gluten de blé, en fait une matière première intéressante en Europe. Le gluten, qui forme dans l’eau un réseau cohésif et tenace, les gommes vis- queuses (pentosanes, hemicellulose), la petite taille d’une fraction des granu- les d’amidon, expliquent l’existence de multiples procédés d’extraction et le développement tardif de l’utilisation industrielle du blé en amidonnerie. Les différentes variétés de blé sont utilisables, le premier critère de tri étant la possibilité de séparer amidon et protéine. T ableau B – Débouchés de l’amidon aux États-Unis et en Europe (en %) Débouchés États-Unis Europe Éthanol ................................................................. 30 0 Sirop de glucose.................................................. 15 50 Amidon................................................................. 20 45 Sirop de glucose riche en fructose (HFCS) ....... 35 5 Figure C – Répartition par application des amidons natifs et modiﬁés (Europe à 15) Industrie pharmaceutique 6,7 % 123 kt Alimentation 28,9 % 535 kt Alimentation pour animaux 1 % 18 kt Papier/carton 63,5 % 1 200 kt Industrie pharmaceutique 12,6 % 168 kt Alimentation 20,3 % 270 kt Alimentation pour animaux 1,5 % 19 kt Papier/carton 65,6 % 871 kt amidons modifiés b amidons natifs a Total : 1,9 million de tonnes Total : 1,3 million de tonnes T ableau C – Applications alimentaires (en %) des amidons natifs et modiﬁés aux États-Unis et en Europe (2000) Applications Amidon natif modiﬁé Produits de cuisson............................... 34,2 17,7 Sauce, soupe.......................................... 23,8 29,9 Viandes, poissons.................................. 13,6 8,3 Boissons................................................. 3,9 0,1 Confiserie ............................................... 4,4 15,9 Produits laitiers...................................... 19,7 21,1 Confitures............................................... 0,5 uploads/Industriel/ amidons-natifs-et-amidons-modifie-s-alimentaires-fiche-documentaire-pdf.pdf