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Transformation des aliments et conservation 1 UNIVERSITE DJILLALI LIABES SIDI B

Transformation des aliments et conservation 1 UNIVERSITE DJILLALI LIABES SIDI BEL ABBES INSTITUT DES SCIENCES DE LA NATURE NOTES SUR L’INFLUENCE DES TECHNOLOGIES SUR LES PRODUITS ALIMENTAIRES MASTER BIOCHIMIE DE L’ALIMENTATION ET SANTE COURS DISPENSE PAR : PROFESSEUR M.BENALI Transformation des aliments et conservation 2 Partie I. Transformation des aliments et conservation 3 Les amidons : Technologies & qualités nutritionnelles _____________________________________________ ________________________________________ Le polysaccharide le plus abondant dans l’alimentation humaine car présent dans une grande variété de végétaux (T.1)  Tous ces aliments (rares exceptions : banane) sont consommés après traitements technologiques ou ménagers simples  Conséquences sur les propriétés des amidons dépendent de certaines caractéristiques physico-chimiques intrinsèques  Orientation du devenir digestif puis métabolique vers des voies plus ou moins énergétiques des amidons modifiés  Répercussions physiologiques chez le sujet sain ou présentant des symptômes de troubles digestifs ou métaboliques. Transformation des aliments et conservation 4 Grain d’amidon : Physico-chimie des traitements hydrothermiques  Etat natif de l’amidon : Formes et tailles variables (T.1).  Amidon = Amylose + Amylopectine en structure semicristalline  Amylose : P.M élevé, essentiellement linéaire avec quelques branchements  Amylopectine : P.M élevé 107 à 109, nombreuses chaînes (10 à 50 glucoses) a-1,4 et faible %age d’a-1,6 (4 à 5%) formant branchements.  La plupart des amidons consommés par l’homme contiennent 15 à 30% d’amylose (Légumineuses sont les plus riches) ________________________  Les amidons sont classés en fonction de la nature de leur spectre de diffraction X. exemple :  Amidons des céréales : généralement de Type A  Amidons des tubercules et légumineuses : de type B et C respectivement Exception à cette classification :  Amylomaïs = céréale teneur élevée en amylose (type B)  Amidons de manioc et pois ridé type A et B respectivement D’autres types cristallins peuvent apparaître lors des traitements technologiques. Transformation des aliments et conservation 5  Les grains d’amidons sont :  Strictement insoluble dans l’eau à l’état natif à température ambiante  Digérés lentement par les enzymes amylolytiques (- amylase et glucamylase notamment)   L’effet du chauffage (F.1) entraîne :  Perte de structure cristalline (croix de biréfringence en lumière polarisée et spectre de diffraction des rayons X).  Apparition d’un endotherme de fusion des cristallites en analyse enthalpique différentielle = phase de gélatinisation ou empesage de l’amidon. Hydratation progressive suivie du gonflement des grains d’amidon et solubilisation de l’amylose ensuite de l’amylopectine avec augmentation de la viscosité apparente de la suspension.  Plus l’amidon est riche en amylose plus la température de gélatinisation est élevée (au delà de 60°C voire 120 à 140 °C)  La rétrogradation est un phénomène apparaissant:  Lors du refroidissement après traitement de type industriel (cuisson, extrusion, floconnage…)  Lors de la conservation au frigo ou au congélateur avec apparition d’une nouvelle réorganisation et formation de trois types de cristallites : cristallites d’amylose, d’amylopectine et cristallites mixtes au niveau des zones d’accolement des portions de chaînes d’amylose et d’amylopectine. Le spectre en spectroscopie de diffraction des rayons X est de type B quelque soit le type d’amidon initial.  Formation de complexes de fusion stables lipides (linéaires)- amylose au cours des traitements technologiques (cuisson- extrusion par exemple) donnant un spectre de diffraction X de type V. résistants à l’a-amylase d’autant plus que la chaîne lipidique est longue et saturée. Transformation des aliments et conservation 6 Traitements technologiques de l’amidon ______________________________________ Matières premières Raffinage et isolement des tissus amylacés avec suppression des Enveloppes ou cuticules avant consommation Broyage ou concassage et obtention de farine ou fécule (tubercules) Ce dernier traitement entraîne :  Fissurage des grains et libération des chaînes d’amylose libres  Augmentation de la capacité d’absorption d’eau et amélioration de l’amylolyse  Bien qu’altéré, le grain d’amidon demeure impropre à la consommation il lui faut un traitement hydrothermique permettant une gélatinisation le rendant digestible Vu la grande variété des aliments amylacés, seront distingués :  Les produits préparés par le consommateur à partir de matières premières brutes (pomme de terre, riz non précuit…)  Les produits industriels consommés sans préparation ménagère : pains, biscottes, biscuits, produits extrudés « Snacks », céréales pour petit déjeuner.  Les produits industriels nécessitant une cuisson ménagère avant consommation : pâtes alimentaires, riz précuit ; ou un simple réchauffage : purées instantanées, plats cuisinés appertisés, congelés ou 5ème gamme Transformation des aliments et conservation 7 Les cuissons ménagères Aliments amylacés bruts sont cuits 1. à l’eau bouillante ou à la vapeur (P. de T., légumineuses, riz) 2. ou par friture  Dans le premier cas le temps de cuisson et la grande quantité d’eau permettent :  Gonflement des grains d’amidon  Une quasi - totale gélatinisation de l’amidon au sein des structures cellulaires  Préservation de l’aspect original du produit Consommés chauds ces amidons sont très digestibles  Dans le deuxième cas des fritures:  La température de cuisson est élevée  Le taux d’hydratation du produit est faible  Empêchement de la gélatinisation totale du produit Rem : Dans le cas des légumineuses les parois cellulaires empêchent un gonflement total de l’amidon et constituent une barrière à l’attaque enzymatique lors de la digestion CCL : L’état final de l’amidon préparé dans les industries agro- alimentaires est déterminé par son origine botanique mais surtout par les différents traitements technologiques qui lui sont appliqués (T.2) Transformation des aliments et conservation 8 La panification Pâte à pain = Farine + eau + sel + levure biologique  Protéines du gluten, amidon et enzymes sont hydratés et étroitement mêlés lors du pétrissage  Fermentation = hydrolyse partielle des glucides par les amylases de la farine et les enzymes de la levure  production d’alcool et CO2 qui dilate la pâte et la gonfle  Lors de la cuisson amidon et produits d’amylolyse en périphérie, du fait de l’évaporation rapide d’eau subissent un début de pyrolyse et interagissent avec des dérivés protéiques pour donner une croûte dorée.  Le microscope à lumière polarisée décèle des grains d’amidon non gélatinisés dans cette croûte (Bornet et al., 1990).  Dans la mie, l’amidon gonfle et se gélifie partiellement  Le réseau de gluten coagule formant le squelette qui maintient la forme du pain (Guilbot et Godon, 1984).  A la sortie du four, le pain est refroidi et l’eau est partiellement éliminée entraînant un ressuyage et l’amylose rétrograde (Siljeström et Asp, 1985). Le rassissement du pain doit être distingué du séchage (évaporation d’eau).  Rassissement = nouvelle répartition d’eau entre les différents constituants favorisant une recristallisation des chaînes libres d’amylopectine et apparition d’un spectre de type B. CCL : La rétrogradation de l’amylopectine dicte la cinétique du rassissement qui se traduit par une augmentation de la fermeté de la mie ainsi qu’une perte de flaveur et de couleur (Guilbot et Godon, 1984). Transformation des aliments et conservation 9 La biscotterie  Principe identique à la panification mais présence de sucres et de lipides dans la pâte  Les pains cuits subissent un ressuyage donc rééquilibrage de l’humidité et par conséquent un rassissement  Ils sont grillés après tranchage ce qui sèche encore le produit avec brunissement non enzymatique diminuant la valeur nutritionnelle du produit La biscuiterie Se distingue de la panification par utilisation de poudres levantes chimiques au lieu de levures biologiques et par la diversité des produits finis impliquant des natures de pâtes différentes On distingue :  Pâtes sèches laminées et découpées (biscuits, feuilletés, petits secs…)  Pâtes douces moulées dressées ou extrudées (sablés, langue de chat) N.B. Dans ce type de pâte la faible teneur en eau ne permet pas un gonflement maximal de l’amidon. Dans les biscuits sablés la biréfringence témoigne de la persistance de la structure granulaire de l’amidon à 50%. (Bornet et al, 1990)  Pâtes molles pochées en moule ou sur plaque (biscuit aux œufs, madeleines…)  Pâtes liquides coulées entre fers de cuisson (crêpes, gaufrettes…) N.B. La présence de sucres (qui absorbent de l’eau) et des mono et diglycérides (qui complexent l’amylose) réduit ce gonflement (Cheftel et Cheftel, 1980). Transformation des aliments et conservation 10 La cuisson - extrusion Compression ou cisaillement de la matière par l’utilisation d’une Vis d’Archimède qui force le produit à s’écouler à travers une filière (orifice de faible dimension)  Energie mécanique convertie en chaleur transmise au système. Le produit est porté à grande température et subit une cuisson  A sa sortie de la filière l’eau se vaporise et libère une grande quantité de chaleur  La pression de vapeur d’eau élevée fait éclater les grains d’amidon en créant une structure  alvéolée de faible densité  L’abaissement brutal de la température rigidifie l’amidon et bloque la structure alvéolaire Les produits céréaliers les plus répandus sont les biscuits (Snacks) et les pains plats (Cracottes, croquine) (Grebaut, 1983). N.B. La présence de complexes amylose-lipides est observée dans les produits extrudés bien que la teneur en MG des formules est faible (2 à 5%) Les pâtes alimentaires Malaxage de semoule de blé dur et eau (30%). La pâte est extrudée en continu sous pression à uploads/Sante/ cours-influence-techn-sur-aliments-master-bialsa-copie.pdf