LES PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES DES CONSTITUANTS DU PAIN

Un témoignage pour commencer… "Je fais du pain pour le bonheur des gens au quotidien… Je suis l’ensemble du processus de fabrication : de la confection de la pâte à la cuisson. Justement, la cuisson est mon étape préférée, on voit gonfler la pâte travaillée et les bonnes odeurs s’échappent du four. Quand les clients apprécient les produits, on a beaucoup de plaisir à être reconnu. Je ne pourrais pas me passer de mon métier, c’est une vraie passion !" Guillaume, Boulanger

Le pain est le premier aliment fabriqué par l’homme pour sa consommation (-12000 ans). Il est universel. Cependant, sa composition peut différer selon les pains, les régions de France ou du monde.

En France, au début du XXème siècle: pain de 900g/pers/j En 2009, 136g/pers/j Au fil du temps, on a privilégié la qualité à la quantité.

PAIN ET NUTRITION HOMME FEMME ¾ à 4/4 de baguette/jr Actuellement, les diététiciens estiment qu’en France, la quantité de pain est insuffisante: 160g pour 250 à 400g recommandé. Elément riche en glucides complexes donc en énergie lente, fibres et pauvre en lipides

COMPOSITION NUTRITIONNELLE DES PAINS 1- GLUCIDES –- (50 à 55% des apports énergétiques) 2- LIPIDES –- (30 à 40% des apports énergétiques) 3- PROTIDES –- (10 à 15% des apports énergétiques) 4- FIBRES –- (25 à 30g/jr) 5- SELS MINERAUX –- (selon les minéraux)

COMPOSITION NUTRITIONNELLE DES PAINS Pour 100g de pain, 260 calories 1- GLUCIDES –- (55g) 2- LIPIDES –- (1g) 3- PROTIDES –- (7g) 4- EAU –- (35g)

LES INGREDIENTS DU PAIN Farine généralement de blé Levure de boulanger (saccharomyces cerevisiae) Ou levain De l ’eau Du sel

FARINE Elément de base de la fabrication de la pâte avec l’eau Donne au pain son aspect, le goût, couleur, consistance, nature de la mie et de la croûte. Apporte des glucides complexes (amidon) Apport du gluten (proteine)

En France, d'après le décret du 13 juillet 1963, les farines sont classées selon leur taux de cendres ( pourcentage de minéraux résiduels après incinération de 5 gr. de farine à 900°C pendant 1 H. ) - Type 45      moins de 0,50 %   :  farine très blanche - Type 55      0,50 - 0,60 %         :  farine blanche courante - Type 65      0,62 - 0,75 %          - Type 80      0,75 - 0,90 %         :  farine bise - Type 110    1 - 1,20 %              :  farine semi-complète - Type 150   plus de 1,40 %       :  farine complète 

Propriétés rhéologiques (plastiques)   Ces propriétés sont directement liées à la quantité et à la qualité du gluten de la farine. Les particules de gluten sont insolubles dans l'eau; elles l'absorbe afin de former des liaisons protéiques (fibrilles de gluten)  dans lesquelles sont enchâssés les granules d'amidon donnant ainsi la texture à la pâte. Le travail de ce réseau protéique apporte à la pâte les propriétés suivantes : Elasticité                         Imperméabilité   >  rétention gazeuse    (les 2 premiers points contribuent au développement  des pâtons). Extensibilité   >  souplesse (allongement des pâtons au façonnage) Ténacité   >  force (apporte  la tolérance nécessaire à la tenue des pâtons lors de l'apprêt = résistance à la poussée gazeuse)

LEVURE Obtenu à partir d’un champignon unicellulaire microscopique (1/100 mm). 1g de levure fraîche: 9 à 10 milliards de cellules Quantité de 200 à 300gr/Kg de farine Se nourrit de glucose En présence d’air: respiration En absence d’air: fermentation alcoolique Un stockage à température trop basse ou trop haute peut enlever le pouvoir de fermentation (optimum à 4°C).

La membrane cytoplasmique, poreuse, elle règle les échanges de la cellule avec le milieu extérieur et permet à la nourriture de pénétrer dans la cellule et au gaz carbonique et à l'alcool d'être évacués. La membrane cellulaire règle par processus osmotique la quantité d'eau contenue dans la cellule.  Le cytoplasme  dans lequel s'effectue les transformations biochimiques vitales. Il contient:  le noyau, les réserves alimentaires, les vacuoles (petits corps elliptiques qui sont remplis de suc cellulaire constituant les réserves nutritives), d'autres organites, les ribosomes, les mitochondries... des enzymes qui assurent les réactions biochimiques

Influence des températures sur l'activité des levures détérioration et diminution de leur pouvoir fermentaire 4  °C : fermentation presque bloquée 10 - 15 °C : activité considérablement ralentie 20 - 40 °C :  la vitesse de fermentation progresse de 8% env. pour chaque  degrés supplémentaire en partant de 20 °C 45 °C : activité freinée 50 °C : destruction des levures

L’EAU Elément de base de la pâte Mélangé à la farine, la texture de la pâte devient élastique et aérée (piège à CO2). Dissout le sel

Qualité de l'eau L'eau dure : dans les régions calcaires, l'eau se charge en sels minéraux, ce qui a  une influence sur la fabrication. On obtiendra une pâte plus ferme, un peu moins collante et une fermentation légèrement ralentie. Le produit fini aura un volume moindre et une mie un peu plus serrée. L'eau douce  : à l'inverse de l'eau dure, cette eau  contient beaucoup moins de sels minéraux d'ou des effets inverses sur la pâte où les produits finis.

L’EAU Elle s'incorpore entre 60 et 70 % du poids de la farine Le contrôle de la température de la pâte (en moyenne  24°C) se fait avec la température de l'eau. La température de l'eau de coulage se calcule de la manière suivante :  T° de base - (T° fournil + T° de la farine) (abstraction faite de la durée du pétrissage et de la consistance de la pâte, en effet, une pâte ferme aura plus tendance à  s'échauffer de même qu'un pétrissage plus long. En moyenne la durée du pétrissage (en 2eme vitesse), varie entre 10 et 12 min pour un pétrin à axe oblique. Pour du pain courant la T° de base est de 58 °C 

LE SEL Possède un rôle important dans la chimie du pain Permet le maintien plus longtemps des paramètres organoleptiques du pain Quantité de 18gr/kg de farine (recommandation de l’AFSSA)

Ne jamais mettre la levure directement en contact avec le sel   Ne jamais mettre la levure directement en contact avec le sel. Celui-ci, de structure cristalline est très hygroscopique. Son contact avec la levure entraîne l'absorption de l'eau des cellules rendu possible par la porosité de la membrane cytoplasmique, les levures sont alors détruites, les cristaux de sel dissous et l'ensemble liquéfié.

DU BLE AU PAIN Définition pain: - produit fabriqué dans des conditions précises, après cuisson d’une pâte résultant du pétrissage d’une farine de blé tendre correspondant à un type officiellement défini, d’eau, de sel et d’un agent de fermentation. 100 parties de farine 60 parties d’eau 2 parties de sel 1 à 2 parties de levure (additifs et améliorants éventuels)

A- pétrissage Le pétrissage associe et lie les constituants alimentaires. La farine mélangée à l’eau permet l’obtention d’une pâte glutineuse essentielle pour la suite. Rôle du sel dans le goût de la croute du pain, incorporé en début du pétrissage il empêche l’oxydation par l’oxygène et favorise la conservation. Les levures se multiplient rapidement tant que l’O2 est présent et la fermentation commence alors en anaérobie

RÔLE DU SEL Il contribue à la fixation de l'eau permettant d'accroître le rendement en pâte par une meilleure hydratation. Il contribue pour une large part à fixer les arômes du pain. Il améliore les qualités plastiques de la pâte (prise de ténacité et fermeté) et renforce le gluten. Il ralentit le blanchiment de la pâte : la farine contient des pigments caroténoïdes responsables de la teinte crème de la pâte(et plus tard de la mie) ainsi que des enzymes appelées lipoxygénases. Celles-ci, associées à l'oxygène apporté au cours du pétrissage, provoquent la destruction des pigments ainsi que certaines substances favorables au bon goût du pain. Le sel joue alors son rôle d'anti-oxydant et ralentit ce processus.

B- LA LEVEE ET L’APPRÊT Après le pétrissage, le pointage: c’est la phase de repos où la pâte va lever. L’apport des levures ou levain est indispensable pour la fermentation: production de CO2, d’alcool et acidification (voir cours de technologie) Rôles de la température (entre 23 et 25°C), qualité du blé, Vitamine C (augmente la ténacité) et le sel: limite la levée excessive en renforçant le réseau de gluten. Après le façonnage, un deuxième temps de repos appelé l’apprêt qui dure de 1 à 4h selon le pâton.

RÔLES DES LEVURES En présence d’air: respiration + multiplication bcp glucose + oxygène  eau + CO2+ énergie ---- 700Kcal En absence d’air: fermentation + multiplication faible glucose  alcool éthylique + CO2+ énergie ---- 20Kcal Gaz carbonique et alcool sont évaporés par la cuisson.

RÔLES DES LEVURES

Schéma de la transformation des sucres par une cellule de levure

Ce pouvoir fermentatif peut donc dépendre de la quantité de sucres simples préexistants dans la farine (1 à 2 %), mais il dépend surtout de la possibilité de production de sucres simples que peut avoir cette farine (pouvoir amylasique). Cette production de sucres simples a lieu grâce à l'amylolyse (hydrolyse de l'amidon) AMYLOLYSE:    AMIDON  > alpha amylases > DEXTRINES > Bêta amylases > MALTOSE > maltases >GLUCOSE La quantité ainsi que la vitesse de production de ces sucres simples sont directement liés aux 2 éléments suivant : la quantité d'amylases présentes dans la farine et qui défini son pouvoir amylasique la quantité de granules d'amidon blessé plus facilement hydrolysables  

Conséquence de l'utilisation d'une farine hypo-amylasique ( production faible de sucres simples ) fermentation ralentie peu de coloration de la croûte lors de la cuisson Correction : utilisation d'améliorants tels qu'amylases fongiques ou malt de blé et  travailler une pâte légèrement plus chaude (1 à 2 °C) Conséquence de l'utilisation d'une farine hyper-amylasique ( production excessive de sucres simples ) pâte collante / pâte qui relâche coloration de la croûte excessive ( coloration rougeâtre ) manque de développement des pâtons / mauvaises grignes Correction : effectuer un mélange avec d'autres farines afin de rééquilibrer au mieux le pouvoir amylasique travailler une pâte plus froide (1 à 2 °C) augmenter légèrement le dosage de levure diminuer la Température du four  ( env. 10 °C)

RÔLE DU SEL Il ralentit légèrement la fermentation en retardant l'action de la levure( une pâte sans sel gonfle plus vite ). Il assure une production plus uniforme du gaz carbonique et ainsi une plus belle structure de la mie. Il fixe l'eau au sein de la pâte et ainsi limite les effets de croûtage des pâtons.

LA CUISSON A la fin de la levée, le « pâton » aura triplé de volume La cuisson se fait à 250°C avec au préalable injection d’eau pour humidifier le four pour ne pas dessécher le pain Jusqu’à 50°C, la fermentation perdure et s’amplifie puis les levures sont dégradées Outre le rôle de cuire… la cuisson a d’autres fonctions:

LES ETAPES DE LA CUISSON

LA CUISSON Inactivation des levures Dégrade « décristallise » l’amidon pour être digéré par le tube digestif du mangeur de pain En refroidissant (50°C) l’amidon peut se recristalliser ce qui donnera du pain dur en moins d’une journée Avant d’enfourner, le boulanger fait des coups de lames pour permettre au CO2 de sortir lors de la cuisson.

Amylolyse >50°C: formation d’empoi d’amidon Coagulation du gluten 70°C<T>98°C: donne la structure finale du pain

RÔLE DE L’EAU La buée est de la vapeur d'eau introduite dans le four avant l'enfournement des pâtons. Elle joue un rôle essentiel lors de la cuisson : Elle retarde la formation de la croûte en recouvrant le pain d'une fine couche d'humidité, la chaleur moins saisissante, le pain aura d'autant plus de facilité à développer  Elle agit sur la finesse de la croûte toujours grâce à l'effet de retardement de la formation de la croûte, le pain en sortira plus craquant et croustillant Elle donne un aspect brillant au pain Elle améliore l'épanouissement de la grigne

RÔLE DU SEL Au cours de la cuisson : Il améliore le pouvoir de rétention des gaz, évitant la formation d'alvéoles trop grandes et contribue donc au bon développement du pain Il influence la coloration de la croûte du pain lors de la cuisson. Il agit sur la finesse de la croûte. Après la cuisson : Il va retenir l'humidité et conserver ainsi à la mie son moelleux. Il prolonge la conservation du pain.

CARAMELISATION ET REACTION DE MAILLARD - Caramélisation A partir de 160°C les sucres résiduels se caramélisent. - Torréfaction de la croûte   A partir de 170°C, la croûte se colore et produit ses arômes spécifiques.  Ces réactions de condensation, entre un acide aminé et un sucre, qui conduisent à un brunissement non enzymatique, s'appellent les réactions de Maillard.  Elles permettent la production, au cours de la cuisson: de saveurs, d’arômes et de coloration de la croûte du pain.

LE RESSUAGE  Sitôt sorti du four, le pain est très fragile et cassant, le pain est alors placé en panier de manière à ce que le CO2 et la vapeur d'eau puissent s'échapper correctement, c’est le ressuage. Un choc thermique de 200°C se produit qui a pour conséquence de craqueler la croûte: le pain chante.

LA PANIFICATION AU LEVAIN Le pain au levain (décret du 13 septembre 93) La mention “ au levain ” est réservée à un pain dont le seul agent de fermentation est le levain, déshydraté ou non, tel que défini ci dessus et se caractérisant par : ° un pH de 4,3 +/- 0,1 ° une teneur en acide acétique endogène de sa mie d’au moins 900ppm, ° une mie s’imbibant difficilement ° la conservation du pain est de longue durée,  ° le volume des pains est faible, ° la croûte est épaisse et colorée, ° l’alvéolage de la mie est très irrégulier.

BON APPETIT