Contexte technologique des matières grasses alimentaires Anne ROSSIGNOL-CASTERA Directrice Développement ITERG

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1 Contexte technologique des matières grasses alimentaires lipides Anne ROSSIGNOL-CASTERA Directrice Développement ITERG 1

2 Bordeaux Centre Technique Industriel Expertise Huiles & Corps Gras unique en Europe Applications Alimentaires & Non alimentaires TECHNOLOGIE & ENVIRONNEMENT QUALITE & SECURITE INFORMATION, FORMATION AIDE à L INNOVATION OLEOCHIMIE & FORMULATION NUTRITION & SANTE 2

3 Quid de la matière grasse? -1- Notions générales sur les fonctions des matières grasses alimentaires 3

4 Où trouve t on des lipides dans l alimentation? Dans les produits de consommation courante Lipides visibles huiles et matières grasses d assaisonnement, de cuisson, à tartiner : beurres, margarines, mayonnaises.. Lipides cachés Lipides de constitution viandes, charcuteries, produits laitiers, poissons, fruits secs... MG de formulation des IAA biscuiterie, viennoiserie, plats cuisinés, snacks, chocolats.. 4

5 2 ordres de grandeur à retenir LIPIDES VISIBLES 1/3 2/3 LIPIDES CACHES ORIGINE VEGETALE 1/3 2/3 ORIGINE ANIMALE 5

6 Où trouve t on des lipides dans l alimentation? Dans les produits dits diététiques (Denrées Destinées à une Alimentation Particulière = D.D.P.A.) ex : sportifs, personnes âgées, jeunes enfants Dans certains produits enrichis, complémentés, restaurés ex : oméga 3, vitamine D, phytostérols Dans les compléments alimentaires ex : gélules d huile de poisson. 6

7 Quel est le rôle de la matière grasse dans nos aliments? lipides des effets négatifs des fonctions positives 7

8 Quel est le rôle de la matière grasse dans nos aliments? lipides Fonctions technologiques des fonctions positives Fonctions nutritionnelles Fonctions organoleptiques 8

9 Quel est le rôle de la matière grasse dans nos aliments? lipides des fonctions positives Fonctions nutritionnelles Énergie : 9 kcal / g AGPI oméga 3 & 6 (LA, ALA, DHA, EPA..) Vitamines A, E, D Autres micro-nutriments : phytosterols, phenols.. 9

10 Quel est le le rôle de la la matière grasse dans nos aliments? lipides des fonctions positives Aspect visuel : brillance, couleur Flaveur Texture : Croustillant, Fondant, Craquant, fondant, onctuosité, moelleux. Fonctions organoleptiques 10

11 Quel est le le rôle de la la matière grasse dans nos aliments? lipides Fonctions technologiques des fonctions positives 1. FONCTION TEXTURANTE pâtes, sauces, fourrages pétrissage, malaxage, émulsification, laminage, crémage.. 2. FONCTION THERMIQUE graisse de cuisson, huile de friture 3. FONCTION DE PRESENTATION agent d enrobage, agent de démoulage, huile de couverture, MG anti-blanchiment 4. AUTRES FONCTIONS vecteur d arômes, support de colorants lipophiles, émulsifiants, barrière humidité 11

12 Quel est le le rôle de la la matière grasse dans nos aliments? lipides Effets sur la stabilité des effets négatifs RANCISSEMENT OXYDATIF Effets sur la santé AG SATURES /AG TRANS Apport calorique Composés néoformés indésirables Effets sur le goût 12

13 L oxydation des matières grasses L oxydation des matières grasses est un phénomène : Naturel Chimique Complexe Spontané Évolutif Irréversible Altératif 13

14 L oxydation des matières grasses 2 conséquences majeures : Qualité organoleptique «RANCISSEMENT ALDEHYDIQUE» : flaveur rance due à des composés carbonylés (C4 à C12) hexenal Qualité nutritionnelle : AGPI oxydés non biodisponibles O --- O OOH 12 9 R C18 :3 -OOH 9 epidioxide 10,12 14

15 Quel est le rôle de la matière grasse dans nos aliments? lipides des effets négatifs Compromis Choix Optimisation des fonctions positives 15

16 Un compromis basé essentiellement sur l impact des double liaisons des acides gras Réactivité chimique Intérêt biologique Stabilité oxydative Point de fusion < 1 GRAISSES palme, coprah 1 BEURRES cacoa, karité > 2 HUILES tournesol, colza,. 16

17 Quid de la matière grasse? -2- Fonctions technologiques des lipides dits «visibles» 17

18 2 groupes d utilisations des lipides visibles 1. Utilisations à froid Assaisonnement Tartinage 2. Utilisations à chaud Friture plate Friture profonde Cuisson en four Corps gras : achats des ménages ' 000 tonnes huiles beurre margarines Source : Cniel/TNS worldpanel Beurre Huile (1 000L) MGA+Margarine JF RAMES, CNIEL, 10 mai 2007 S 18

19 Huiles pour assaisonnement 1. HUILES RAFFINEES fct texturante (sauce) & nutritionnelle Huiles combinées (ω3/ω6), huiles enrichies en vit D. maîtrise industrielle du procédé (AGT, vit ) 19

20 Diminution de taux d AGT dans les huiles raffinées 0,7 Source : LESIEUR 0,6 Évolution de la teneur en C18:3 trans d huiles raffinées de colza et soja C18-3 trans 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Colza C18:3 Trans Soja C18:3 Trans Année Teneurs en AGT Moy. Min Max en % des AG totaux 0,8 0,3 1,9 en g/100 g de produit 0,7 0,3 1,8 Source : ITERG RA 2000 BPF < 1 % 20

21 Huiles pour assaisonnement 2. Huiles vierges fct organoleptique & texturante (sauces) Huiles à goût, Huiles aromatisées. Promouvoir la variété Favoriser la mise sur le marché de nouvelles huiles (ω3) Communiquer sur des huiles méconnues! 21

22 Composition en acides gras des huiles végétales 80,0 70,0 60,0 Acides gras (%) 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Arachide Noisette Tournesol oléique Olive Colza Soja Noix Maïs Tournesol Pépins de raisin A G S 19,0 8,0 8,0 15,0 8,0 15,0 10,0 13,0 12,0 10,0 50,0 A G M I 56,0 81,0 82,0 77,0 62,0 25,0 18,0 29,0 23,0 17,0 40,0 A G P I 18:2 n-6 24,8 10,7 9,9 7,4 21,0 53,0 59,5 57,5 64,80 72,5 10,0 A G P I 18:3 n-3 0,15 0,20 0,10 0,60 9,00 7,00 12,50 0,50 0,15 0,40 0,00 A G S A G M I A G P I 18:2 n-6 A G P I 18:3 n-3 Palme 22

23 L huile de noix, une huile méconnue! Equilibre oméga 6 /oméga 3 = 60/12= 5 Ratio oméga 9/6/3 Goût Composés phénoliques Précautions stockage L huile de noix est une huile naturellement ISIO 23

24 New in 2008!!!! Healthy Rapeseed Oil with high level in natural antioxidants compounds 24

25 «Valorisation of healthy lipidic micronutrients by optimising food processing of edible oils and fats» 25

26 Matières grasses à tartiner fct texturante (tartinabilité) & nutritionnelle & organoleptique maîtrise industrielle de la formulation : MG totale, AGS, AGT 26

27 La texture des matières grasses Propriétés de cristallisation des triglycérides avec polymorphisme et intersolubilité α β Arrangement des molécules de triglycérides dans un état liquide proche de la cristallisation Arrangement des molécules de triglycerides dans un état cristallisé D. DALEMANS, CORMAN, mai 2007, d après : Karleskind, Manuel des Corps Gras, Tec.& Doc.,

28 La texture des matières grasses Composition en AG et TG Procédé + traitement thermique RHEOLOGIE DES PHASES GRASSES Dureté, plasticité, tartinabilité, viscosité, consistance Mesures de viscoélasticité Teneurs en solide par RMN 28

29 La texture des matières grasses Texture adaptée exemple des beurres et margarines Pâtes brisées ou feuilletées Pâtes à tartiner PPP PPS PSS SSS Phases grasses pour biscuits Margarines traditionnelles OOL OLL P: acide palmitique C16 0 O : acide oléique C18:1 S: acide stéarique C18 L: acide linoléique C 18:2 PPO POO 29

30 Transformations industrielles des MG HYDROGENATION - saturation des acides gras + trans - réaction chimique par l hydrogène sous pression, à haute température et en présence de catalyseur (Ni, Cr,..) - partielle ou totale - sélective ou non INTERESTERIFICATION - redistribution des acides gras dans les glycérides - réaction chimique ou enzymatique (hydrolyse et estérification) - au hasard ou dirigée? FRACTIONNEMENT - traitement physique de cristallisation - séparation de familles de glycérides (stéarine et oléine) - par voie sèche, en phase solvant ou avec tensioactifs MATIERES GRASSES SUR MESURE + LOW TRANS D. DALEMANS, CORMAN, mai

31 Fonctionnalité des AGT Le comportement à la fusion des AGT se situe entre les AGS et les AG insaturés cis C18:0 - stéarique C18:1 9trans - élaïdique C18:1 9cis - oléique Tf 70 C Tf 44 C Tf 16 C 31

32 Solutions industrielles de MG sans trans Colza, soja, tournesol, tournesol oléique Huiles fluides Hydrogénation totale Fractions de palme, karite, coprah, palmiste Graisses solides ou semi-fluides Interestérification Phase grasse à teneur en AGT réduite ou nulle Fractionnement Source: Van DUIJN G., OCL, 2000, 7(1):

33 2 groupes d utilisations des lipides visibles 1. Utilisations à froid Assaisonnement Tartinage 2. Utilisations à chaud Friture plate Friture profonde Cuisson en four Friture plate (PO ÊLE) S/H élevé (70 à 200) Réactions oxydatives Durée courte 150 C à 180 C Pas de recyclage Friture profonde (BAIN) S/H faible (1 à 2) Réactions thermiques Env. 10 min 180 C à 200 C Recyclage Cuisson (FO UR) S/H élevé (variable) Réactions oxydatives & thermiques Durée longue 250 à 350 C Pas de recyclage 33

34 Huiles Cas des & graisses produits pour frits friture L huile est le seul support alimentaire qui «résiste» à haute température ( C) fluide caloporteur, thermo résistant La friture est l opération culinaire la plus utilisée dans le monde et permet une amélioration sanitaire et gustative des aliments (réactions de Maillard) Il faut maîtriser les conditions de friture pour limiter la dégradation de l huile et la prise d huile par l aliment 34

35 Cas des produits frits Au cours d une opération de friture ou de cuisson, l huile subit 3 types de réactions chimiques : L hydrolyse L oxydation Les réactions thermiques : polymérisation, cyclisation, isomérisation, scission Mais ces réactions indésirables restent très limitées en conditions «normales» de friture! 35

36 Transferts de chaleur et de masse pendant la friture INTERFACE (croûte) Huile de Friture Aliments Transfert de chaleur Transfert de masse C.GERTZ, novembre

37 Cas des frites La qualité est totalement liée à l huile utilisée par le client (consommateur ou restaurant) pour des frites friteuse ( # frites au four) Saturés Mono ins. Poly ins. Toco. P. GONDE, novembre 2005 huile usine tournesol après cuisson 37

38 Huiles Cas des & graisses produits pour frits friture Offre des huiles pour friture Tournesol oléique, mélanges pour friture Evolution de la réglementation Suppression 2 % de C18:3 < 25 % CP & < 14 % PT 1 kg de frites fraîches avec 1 seule cuillère d'huile! Offre des équipementiers Information des consommateurs Nouvelle friteuse «low fat» Régulation de la température Ne pas surchauffer, renouveler l huile.. Actifry 38

39 -3- Quid de la matière grasse? Fonctions technologiques des lipides dits «de constitution» 39

40 Lipides de constitution Fonction texturante : moelleux, fondant des produits carnés, onctuosité des produits laitiers.. Impact sur le goût + arômes de cuisson Intérêt nutritionnel : phospholipides des viandes, glycolipides des pdts laitiers, oméga 3 des noix. Filière amont Al. Bétail lin Sélection Procédés industriels Écrémage Déshuilage Formulations Ajout d eau, Ajout de MGV 40

41 Variabilité de la texture du beurre en fonction des AG constitutifs dureté Dureté requise pour : Applications «viennoiserie» et «feuilletage» Beurre d été Beurre d hiver Applications «tartine» 5 C 10 C 15 C 20 C D. DALEMANS, CORMAN, mai

42 Salaisons des Monts lance une innovation mondiale dans l univers des saucissons!! La Végébarde est un mélange solide d huile de colza et d huile de palme, stable en aspect, goût et texture de 0 à 30 C. Elle s impose comme une remplaçante avant-gardiste du gras animal dans un certain nombre de produits de salaisons MG totale et AGS Rapport oméga 6/oméga 3 = 5 42

43 -4- Quid de la matière grasse? Fonctions technologiques des MG de formulation 1. FONCTION TEXTURANTE 2. FONCTION THERMIQUE 3. FONCTION DE PRESENTATION 43

44 Quelles sont les huiles et graisses les plus utilisées au niveau industriel? Pour y répondre, voici un diagnostic sur 40 produits MDD à partir de la lecture des étiquettes - 2 Chips 2 sauces 2 conserves de poisson 2 plats cuisinés en boite 2 huiles de mélange 2 pâtes prêts à l emploi 7 plats cuisinés traiteur 2 margarines 4 desserts lactés 4 biscuits secs 1 viennoiserie 3 goûters chocolatés 2 frites surgelées 5 plats cuisinés surgelés 44

45 Fréquence des origines des MG de formulation sur 40 produits MDD (source : ITERG, 2007) palme colza MGLait. tournesol palmiste ou coprah saindoux olive graisse poulet pépins de raisin 45

46 Fréquence des MGV hydrogénées de formulation sur 40 produits MDD* (source : ITERG, 2007) 53 % hydro palme colza tournesol palmiste / coprah olive/ raisin huile en l'état huile hydrogénée huile fractionnée * hors produits 100 % MG laitière 46

47 Biscuits, Viennoiseries, Pâtisseries MGVPH Shortenings N 1 = PALME Palmiste/Coprah Moins de MG Moins d AGS Low AGT Respect de la «machinabilité» de la texture, du goût & de la stabilité du produit fini 47

48 Biscuits, Viennoiseries, Pâtisseries Procédés alternatifs (brevets) : 1. MG interestérifées (voie chimique ou enzymatique) 2. MG totalement hydrogénées (haut point de fusion) + huiles fluides 3. MG fractionnées Formulations combinées Cristallisation Texturation : cycle de chauffage, refroidissement, maturation Nouveaux beurres végétaux Polymères texturants liposolubles (polyglycerols) Agents viscosifiants (esters de stanols) Emulsifiants (MD, DG, 48

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50 Highly Produire effective des phases grasses alternatives répondant aux contraintes technologiques / exigences organoleptiques (goût, texture) de certains produits difficiles ET aux recommandations nutritionnelles (AGS) en intégrant une étude nutritionnelle (sur modèle animal), vis à vis des paramètres du risque cardiovasculaire.? Favoriser C18 Limiter C16 (palme) & C12 (coprah, palmiste) 50

51 Exemple industriel de reformulation Richesse en MUFA et PUFA < 1 % d AGT oléine de palme, colza, Tournesol oléique Fluidité Risque de rancissement / oxydation) Restauration textures pâtes et fourrages Solutions de protection huile et produits finis Précautions de stockage usine Adaptation des procédés de pétrissage (température, ordre d incorporation des ingrédients) Sélection d antioxydants naturels efficaces Développement de méthodes prédictives du comportement dans les biscuits Travaux sur ingrédients à risque pro-oxydant A. LE GUILLOU, DANONE, SFN, 30/11/06 51

52 Conserves de poisson Source alimentaire d AGPI oméga 3 (80 % du taux initial après 24 mois) Huile de couverture : fonction organoleptique + conservation du poisson ( = «marinade») Huile stable à l oxydation! huile oléique : olive, tournesol oléique mais coût > huile de colza : stabilité > tournesol et enrichissement en oméga 3 passer de «source» à «riche en oméga 3» 52

53 Produits frits La pré- friture industrielle a un impact faible sur la quantité et la qualité de l huile ingérée par le consommateur Les conditions des grandes unités (frites) sont bien maitrisées et optimisées Petites unités & RHF produits gras, qualité de l huile chauffée. Frites surgelées teneur en huile = 3 à 6 % Nems, beignets de poisson, nuggets 53

54 Exemple de AGPI Stabilité au chauffage Nutrition Goût Prix Réglementation Image de marque Point de fusion Disponibilité Huile optimale tournesol, tournesol oléique, oléine de palme (pas d hydro, pas de trans) P. GONDE, Mc CAIN, Novembre

55 En conclusion, les MG alimentaires sont multi fonctionnelles Qualité Fonctions technologiques lipides Santé Fonctions nutritionnelles Plaisir Fonctions organoleptiques 55

56 Interactions fonctionnelles & Impacts des procédés Optimisation procédés & Formulations lipides Fonctions technologiques TEXTURE Propriétés rhéologiques + STABILITE Fonctions nutritionnelles Fonctions organoleptiques 56

57 Nouvelle approche dite de «reverse engineering» Opération unitaire Opération unitaire Opération unitaire Mat. I ères??? Produit fini Définition de marqueurs nutritionnels + Application de lois cinétiques = Modélisation Diagnostic nutritionnel t = 0 et t = fin DLC / DLUO Allégations & Etiquetage 57

58 58

59 Expertise Corps Gras 59