Produits sans gluten

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1 Produits sans gluten Solutions analytiques pour aider à la formulation de produits sans gluten Maitriser le comportement au pétrissage et à la cuisson Le MIXOLAB 2 prédit le comportement rhéologique des pâtes pendant le pétrissage et la cuisson. Il permet donc de sélectionner les meilleurs ingrédients et matières premières, en particulier pour les formulations sans gluten. Optimiser les performances en fermentation Le RHEO F4 aide à choisir les meilleurs réglages du pétrin pour une optimisation de la fermentation et donc pour l obtention de produits finis avec le volume et la structure de mie souhaités. Développer de nouveaux produits sans gluten Sélectionner les matières premières et ingrédients Contrôler le comportement de la pâte pendant le pétrissage, la fermentation et la cuisson Anticiper la qualité du produit fini

2 Importance des produits sans gluten Les personnes atteintes de la maladie de Cœliaque doivent consommer exclusivement des produits sans gluten. Les solutions CHOPIN Technologies permettent de mieux comprendre et contrôler les spécificités rhéologiques des pâtes sans gluten. Environ 2% de la population mondiale souffre de la maladie de Cœliaque. Cette intolérance à une partie spécifique du gluten (les gliadines) cause une inflammation des villosités du petit intestin. A ce jour, le seul traitement consiste en un régime sans gluten, à vie. Il y a donc un besoin de développer différents types de produits (pain, pizza, biscuits, pâtisseries, pâtes, etc.) sans utiliser de céréales contenant du gluten (blé, orge, seigle, triticale, épautre ou kamut). Le développement de ces produits permet aux personnes atteintes de la maladie de Cœliaque de profiter d une nourriture variée en éliminant les risques liés à leur intolérance. Elaborer des produits sans gluten implique de ré-inventer la plupart des formules et process conventionnels basés sur la capacité unique du gluten à créer un réseau protéique donnant à la pâte son comportement rhéologique, et au produit fini sa structure et sa durée de conservation. Spécificités de la production de produits sans gluten L utilisation de nouvelles matières premières Riz, maïs, sarrasin, quinoa ainsi que d autres céréales sans gluten sont la base des formulations. L utilisation d hydrocolloïdes Différentes gommes (carraghénanes, CMC, HPMC...) et certaines sources externes de protéines (soja, oeufs...) sont utilisées pour remplacer les fonctionnalités du gluten. La nécessité de travailler avec des pâtes très hydratées Un niveau d hydratation optimum est critique pour la qualité des produits. Dans la plupart des cas, les pâtes sans gluten sont plus hydratées que les pâtes conventionnelles, entrainant un changement radical de leurs propriétés rhéologiques. La phase de cuisson est particulièrement importante et doit être bien maîtrisée. L odeur, le goût, la texture et la durée de conservation L objectif recherché est de correspondre aux standards de qualité des produits conventionnels. Challenges Les professionnels souhaitant fabriquer des produits attractifs (pain, pizzas, etc) ont besoin de connaitre de manière précise les paramètres affectant leur qualité. Les résultats dépendent de la formulation et du process. Pour un produit sans gluten, la relation entre la formulation et le process est particulièrement complexe. Les fabricants doivent en particulier : Connaître les propriétés rhéologiques des céréales et autres matières premières Remplacer la capacité unique du gluten à former un réseau protéique Sélectionner les ingrédients et additifs les plus efficaces (hydrocolloides ) Déterminer le niveau optimum d hydratation Obtenir et maintenir des alvéoles distribuées de manière uniforme dans une pâte de faible viscosité Eviter la coalescence des alvéoles au cours la cuisson Comprendre le comportement de l amidon au cours de la cuisson Améliorer le goût en utilisant des additifs (exemple du levain) Maintenir ou améliorer les valeurs nutritionnelles Trouver la meilleure formulation pour avoir des produits à longue durée de conservation En résumé, adapter la formulation et le process aux propriétés des matières premières disponibles Le MIXOLAB 2 et le RHEO F4 sont deux appareils d analyse adaptés à ces contraintes. Ils aident les équipes de R&D et de contrôle qualité à créer les bonnes formulations et à assurer la régularité de la fabrication.

3 Sélection des matières premières Le Mixolab 2 mesure le comportement de la pâte pendant le pétrissage. Les phases de chauffe puis de refroidissement du protocole d analyse permettent aux fabricants d optimiser leurs formulations et d anticiper la qualité du produit fini. Millet Teff Maïs Riz Sarrasin Fonio Quinoa Amaranthe Chaque matière première à des caractéristiques qui lui sont propres. Une analyse précise du comportement au pétrissage apporte beaucoup d informations précieuses. Ajustement du niveau d hydratation optimal pour le pétrissage et la cuisson L hydratation de la pâte est un paramètre critique dans le développement de produits sans gluten. L exemple ci-contre montre que des consistances de pâte très différentes ont été obtenues lorsque différentes quantités d eau ont été ajoutées à de la farine de riz. L ajout d eau a un effet important sur le comportement au pétrissage mais impacte aussi la gélatinisation de l amidon, la stabilité du gel et sa rétrogradation. Les phases de chauffe et de refroidissement du protocole Mixolab permettent d analyser ces étapes. Développement de nouvelles formulations Il a été observé que le HPMC (hydroxypropylmethylcellulose) était un bon substitut du gluten dans une formulation de pain à base de riz, grâce à sa capacité de rétention du gaz et son action structurante sur la mie. Le graphique ci-contre montre que la quantité d hydrocolloïde ajoutée (2%, 4%, 6% et 8%) a un effet significatif sur le profil thermo-mécanique des farines sans gluten. Anticipation des propriétés du produit fini Des combinaisons de plusieurs ingrédients ont été testées sur la farine de riz. Un effet combiné a été observé, permettant d obtenir une forte augmentation de la consistance de la pâte au pétrissage. Dans l exemple ci-contre, cela a permis de porter le niveau d hydratation à 110%. La formulation inclut alors une base de farine de riz, 13% de protéines de soja, 1% de transglutaminase et 4% de HPMC. Avec ce type de formulation, il est donc possible d obtenir un pain de qualité, avec d excellentes valeurs nutritionnelles (teneur en protéine plus élevée qu un pain standard). Publications clés Marco C., and Rosell C. M., 2008, Breadmaking performance of protein enriched gluten-free breads. Eur. Food. Tes. Technol. 227: Rosell C.M., and Marco C., 2007, Different strategies for optimizing rice based bread: ingredients, structuring agents and breadmaking process. Pages in: Proc. RACI Cereal Chemistry Conf.

4 Chopin Technologies Distributeurs CHOPIN Technologies 20 avenue Marcellin Berthelot Villeneuve-la-Garenne France 2 info@chopin.fr 8 Services Commerciaux Département Export Tél. : Fax. : info@chopin.fr Département France Tél. : Fax. : info@chopin.fr

5 Le RHEO F4 mesure la production et la rétention de gaz, ainsi que le développement de la pâte. Il s agit d informations essentielles pour la maitrise du volume final et la densité de la mie. Sélection des matières premières Le graphique ci-contre montre l effet comparé du niveau de granulométrie sur le développement de la pâte pour 2 produits à base de maïs. L échantillon obtenu à partir de semoule de maïs a un développement supérieur à celui issu de farine de maïs standard. Dans les 2 cas, la granulométrie affecte l aptitude de la pâte à atteindre un développement optimal. Ceci aura donc un effet important sur le volume du produit fini. Farine de maïs Semoule de maïs 128µ 121µ 109µ 44µ 135µ 129µ 114µ 36µ Mesure de l effet de l hydratation sur la fermentation Le niveau d hydratation impacte l aptitude de la pâte à se développer pendant la fermentation. 110% 135µ 80% 135µ 129µ 129µ La courbe de développement de la pâte à droite montre que la granulométrie et l hydratation ont un impact sur le volume du produit fini. 114µ 36µ 114µ 36µ Adaptation du type de pétrissage et de sa durée Les graphiques ci-contre montrent que la production de gaz varie selon les conditions de pétrissage de la pâte. - Un pétrissage plus long donne un meilleur volume spécifique du pain. - Un pétrissage au fouet a permis à la pâte d atteindre un meilleur volume, en comparaison à un pétrissage avec batteur à plat. Batteur à plat 3.28 cm 3 /g Fouet 4.06 cm 3 /g 3.03 cm 3 /g 3.29 cm 3 /g 2.71 cm 3 /g 2.72 cm 3 /g Le Rheo F4 aide à optimiser les conditions de pétrissage. Deux minutes (ligne grise continue), quatre minutes (ligne noire continue) et huit minutes (ligne grise en pointillés) de mélange. Anticipation des propriétés du produit fini Le volume final du produit est un paramètre essentiel à contrôler car il impact directement la perception du produit par le consommateur. Le Rheo F4, permet une très bonne estimation des propriétés du produit fini, soit : - Volume spécifique (volume pour 1g de pain). - Dureté - Cohésion - Élasticité - Résistance Publication clé De la Hera E., Talegon M., Caballero P., Gomez M., influence of maize flour particle size on gluten-free breadmaking, 2013, J Sci Food Agric; 93: Gomez M., Talegon P., De la Hera E., influence of mixing on quality of gluten-free bread, 2013, Journal of food quality, 36:

6 CHOPIN Technologies propose deux appareils uniques, parfaitement adaptés à l analyse des formulations sans gluten. Le Mixolab et le Rhéo F4 permettent aux utilisateurs de contrôler efficacement les propriétés de la pâte pendant le pétrissage, la fermentation et la cuisson. Le Mixolab 2 Le Mixolab 2 mesure la consistance de la pâte répondant à la double contrainte du pétrissage et du changement de température (cycle de chauffe/refroidissement). Tout type de pâte ou formulation peut être analysé grâce à la flexibilité de l appareil. Le protocole de test peut être personnalisé pour répondre aux besoins de chaque utilisateur. La première partie de la courbe (témpérature constante) renseigne sur la rhéologie de la pâte (hydratation, consistance, stabilité ). La deuxième partie de la courbe renseigne sur la gélatinisation de l amidon et la rétrogradation (durée de conservation du produit), permettant aux utilisateurs d obtenir des informations essentielles sur des formulations complexes, reflétant ainsi le comportement exacte de la pâte sur la ligne de production. Point Signification Paramètres associés C1 Sert à déterminer l absorption d eau T C 1 et T1 C2 Mesure l affaiblissement des protéines en fonction Température de T C 2 et T2 du travail mécanique et de la température la pâte et temps C3 Mesure de la gélatinisation de l amidon T C 3 et T3 correspondant à C4 Mesure la stabilité du gel formé à chaud T C 4 et T4 l apparition des C5 Mesure la rétrogradation de l amidon en phase de différents couples T C 5 et T5 refroidissement Le Rheo F4 Le Rheo F4 mesure la pression dans un compartiment étanche et thermostaté dans lequel la pâte est placée. L appareil détermine dans un premier temps la production totale de gaz (activité des levures), puis la rétention de gaz, donc la porosité de la pâte. Un capteur placé au-dessus de la pâte indique son développement et sa stabilité pour déterminer le moment optimal de mise au four. Résultats de la courbe de développement de la pâte : Hm : développement maximal atteint par la pâte, corrélé avec le volume des pains. T1 : temps nécessaire au développement maximal, par rapport à l activité de la levure. T2 T 2 : temps de relative stabilisation au point maximum, en relation avec la tolérance de la pâte et le temps optimal pour la mise en four. Résultats de la courbe de dégagement gazeux : H m : hauteur maximum de la courbe. T1 : temps nécessaire pour obtenir H m. Tx : temps d apparition de la porosité de la pâte (moment où la pâte commence à laisser échapper du CO 2 ). Volume total : volume total de dégagement gazeux en ml. Volume de CO 2 perdu : volume de gaz carbonique en ml que la pâte a laissé échapper au cours de sa fermentation (A2). Volume de rétention : volume de gaz carbonique en ml retenu encore dans la pâte à la fin de l essai (A1).