Optimisation de la méthode colorimétrique de Douglas pour doser les pentosanes des farines J. Motheron, P. Teixeira de Pinho, S. Ravison, C. Detty-Mambo.

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1 Optimisation de la méthode colorimétrique de Douglas pour doser les pentosanes des farines J. Motheron, P. Teixeira de Pinho, S. Ravison, C. Detty-Mambo et M. Provot InVivo Labs Montereau Plusieurs méthodes colorimétriques [3], [4] ont été développées pour déterminer la teneur en pentosanes (T) des produits céréaliers par dosage indirect. Cependant ces méthodes sont peu, voire pas utilisées en laboratoire d’analyse de produits alimentaires ou agricoles, puisqu’elles possèdent de nombreuses contraintes. Pourtant, la méthode colorimétrique de Douglas [4] peut facilement être mise en œuvre au sein d’un laboratoire industriel. [5], [6] Afin de connaître l’influence de la teneur en pentosanes sur les propriétés rhéologiques des pâtes, des farines de types différents ont été préparées. Les analyses technologiques et physico-chimiques suivantes sont réalisées : Protéines, Amidon endommagé, Gluten et Farinographe. Bonne linéarité entre les écarts-types de répétabilité et de reproductibilité et la teneur en pentosanes. Quel que soit la masse de la prise d’essai, la teneur en pentosanes est constante. Pour améliorer la représentativité de celle-ci, la masse de 200 mg a été retenue. L’ajout de glucose dans le réactif de coloration contribuant à augmenter le glucose dans l’échantillon, le réactif de coloration est finalement préparé sans glucose. Les 1 mL de glucose sont remplacés par 1 mL d’eau. Réactif de coloration 1g de phloroglucinol 5 mL CH 3 CH 2 OH 110 mL CH 3 COOH 2 mL HCL (37 %) 1 mL de glucose Pré-hydrolyse : -10 mL H 2 SO 4 sont ajoutés à 200 mg de farine -Chauffage 30 min à 100 °C -Centrifugation 10 min Prélèvement de 200 µL d’aliquote La méthode optimisée de Douglas permet donc une hydrolyse sélective des pentosanes. La teneur en pentosanes influe sur la capacité d’absorption d’eau de la farine. Références 5. Conclusion Les pentosanes sont des polysaccharides présents principalement dans l’endosperme des graines de céréales de blé, orge et seigle. Il existe deux types de pentosanes : les pentosanes hydrosolubles et les pentosanes non hydrosolubles. [1] Les pentosanes hydrosolubles jouant un rôle majeur sur la viscosité des solutions aqueuses et les non hydrosolubles sur les processus d’absorption d’eau par la farine; leur quantification est alors susceptible d’intéresser l’industrie de l’alimentation animale et l’industrie agroalimentaire. [2] Par exemple, en alimentation avicole, l’état sanitaire des animaux est dégradé suite à une forte viscosité de l’aliment causée par la forte teneur en pentosanes de celui-ci. En panification et en biscuiterie, la recette peut être modulée en réponse à la modification de la capacité d’hydratation de la farine provoquée par un fort taux en pentosanes. 2. Principe de la Méthode de Douglas-Bell [3a], [4] [1] Feillet, P. 2000. Le grain de blé. INRA éditions. 109-114. [2] Mohammadkhani, A. 2005. Study of Pentosans (Non Starch Polysaccharides), in Durum Wheat and its Relation to the Quality of Protein and Grain Hardness Index (H.I.). Pakistan J. Nutr. 4 (4): 208-209. [3] a) Bell, B. M. 1985. A rapid method of dietary fibre estimation in wheat products. Sci. Food Agric. 36:815-821. b) Hashimoto, S., Shogren, M. D., and Pomeranz, Y. 1987. Cereal Pentosans: their estimation and significance. I. Pentosans in wheat and milled wheat products. Cereal Chem. 64: 30-34. c) Blakeney, A. B., Harris, P. J., Henry, R., and Stone, B. A. 1983. A simple and rapid preparation of alditols acetates for monosaccharide analysis. Carbohydr. Res. 113:291-299. [4] Douglas, S. G. 1981. A rapid method for the determination of pentosans in wheat flour. Food Chem. 7:139-145. [5] A, M. Kiszonas, C, M. Courtin, and C, F. Morris. 2012. A critical assessment of the quantification of wheat grain arabinoxylans using a Phloroglucinol Colorimetric Assay. Cereal Chem, 89(3): 143-150. [6] Rouau, X., and Surget, A. 1994. A rapid semi-automated method for the determination of total and water-extractable pentosans in wheat flours. Carbohydrate Polymers. 24:123. La Prise d’essai : 5 mg, 25 mg, 50 mg… ? Le Réactif de coloration : le glucose indispensable ou pas ? 3. Optimisation de la méthode 4. Influence des pentosanes sur les propriétés rhéologiques Masse pesée (mg) Les objectifs de notre étude sont alors d’optimiser cette méthode de dosage simple et de montrer l’influence de la teneur en pentosanes sur les propriétés rhéologiques des pâtes. La méthode optimisée pourra ainsi être appliquée au sein d’un plus large panel de laboratoires d’analyse par l’utilisation de matériel peu onéreux. Farinographe-Brabender L’amidon déjà présent dans l’échantillon et celui ajouté influencent peu la densité optique des échantillons. La présence de glucose dans le réactif de coloration interfère peu sur la teneur en pentosanes de l’échantillon. A partir de 10 % de glucose dans l’échantillon la densité optique diminue. Une forte teneur en hexoses interfère sur la mesure de la densité optique des pentoses. Différents échantillons de farine ont été dopés avec de l’amidon par ajout de 70 mg pour une prise d’essai de 100 mg. 1. Contexte & objectifs L’optimisation de la méthode de Douglas a permis de mettre en cause la présence de glucose dans le réactif de coloration et la taille de la prise d’essai. Elle montre que le glucose n’est pas indispensable et qu’une prise d’essai de 200 mg est plus représentative. Cette méthode possède par ailleurs une bonne fidélité et une bonne spécificité. Les études technologiques confirment l’influence des pentosanes sur le taux d’hydratation de la farine : pour une consistance constante de 500 UF la quantité d’eau à ajouter croît avec la teneur en pentosanes de l’échantillon. Pour conclure, ces travaux ont permis de simplifier les protocoles existants et de mettre au point une méthode d’analyse quantitative robuste. Teneur en pentosanes en fonction de la quantité de glucose dans le réactif de coloration T (%/MS) Teneur en pentosanes des différents types de farines commerciales Etude de Fidélité Spécificité de la méthode Prise d’essai 5 mg 10 mL de réactif de coloration Gamme étalon Xylose Chauffage 25 min à 100 °C Refroidissement 5 min Lecture A 552 - A 510 Les observations sont les suivantes :  Les farines de type élevé contenant plus de son, leur teneur en pentosanes est plus importante. Densité Optique Influence du glucose dans l’échantillon Ecart-type Elle est réalisée pendant 5 jours consécutifs avec différents échantillons de farine.  L’analyse farinographique révèle que pour un même taux de protéine, d’amidon endommagé et de gluten, les farines de forte teneur en pentosanes nécessitent plus d’eau pour obtenir une pâte de consistance de 500 UF. Densité Optique Farine riche en son Quantité de glucose ajoutée (mg)  Répétabilité  Reproductibilité T (%/MS)  Absence de glucose  Présence de glucose  Absence d’amidon  Présence d’amidon