PROJET AGROALIMENTAIRE SUR LE PAIN. Eléments de différenciation entre le pain standard et pain de tradition française

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1 PROJET AGROALIMENTAIRE SUR LE PAIN Eléments de différenciation entre le pain standard et pain de tradition française CHOUDAR Yanis COJOCARU Alina GARRAD COLE Holly Décembre 2011 JISKRA Petr SOURICE Juliette 1

2 Remerciements Nous tenons tout d abord à remercier Séverine Franquin, qui nous a guidé et donné de précieux conseils tout au long de cette étude. Nous remercions également Céline Cayol et Isabelle Maitre qui nous ont également conseillé lors des différents points projets. Ensuite, nous remercions Véronique Forgerit, qui nous a aidé pour toute la partie expérimentale de notre étude, tant pour le matériel que pour des conseils de protocoles. Nous remercions également le personnel du laboratoire Grappe qui nous a aidés, et qui nous a permis d utiliser son matériel. Nous remercions également Philippe Mongondry, responsable de notre Master. Sommaire

3 Remerciements... 2 Introduction... 4 Les pains en Europe... 5 a) Législation en Europe... 5 b) Les signes de qualité en Europe... 5 Les pains en France... 5 a) Définition du pain : différents types de pains existent (cf. Annexe 1)... 5 b) Législation française concernant le pain de tradition française... 7 Les pains sélectionnés pour notre étude... 8 a) Le pain standard (PS) : diagramme de fabrication... 8 b) Le pain de tradition française (PTF) : diagramme de fabrication Synthèse bibliographique : Eléments de différenciation entre pain standard et pain de tradition française a) Farines (de tradition française pour PTF et panifiable de type 65 pour PS) b) Levure c) Enzymes (seulement dans PS) : α amylase, xylanase, et cellulase d) Additifs (seulement dans PS) e) Eau f) Sel g) Opérations unitaires mises en œuvre h) Analyses du produit fini Matériel et Méthodes utilisées Résultats et Interprétations a) Analyses de densité, de volume et taille des pains b) Analyses de couleurs c) Analyses d épaisseur de croûte d) Analyse des extraits secs e) Analyses de la résistance du pain : f) Analyses de conservation du pain à l air libre g) Analyses sensorielles h) Bilan Synthèse et perspectives Bibliographie Annexes

4 Introduction Depuis plus de 4000 ans, l'homme connait l'art de la fabrication du pain. Bien qu il puisse être de type différent que celui que nous le connaissons aujourd'hui, le pain a été un aliment de base pour tous les âges. La consommation de pain presque omniprésente le place dans une position d'importance mondiale dans la nutrition internationale (Barrett, 1975). Le pain est donc l'un de nos aliments les plus vieux, et il est encore mangé un peu partout dans le monde. En effet, le pain joue un rôle important dans notre alimentation quotidienne comme source d'énergie. Dans certaines parties du monde, le pain peut même constituer le repas principal journalier comme décrit dans l'étude du patient et Ainsworth (1994). Cependant, le pain varie considérablement à travers le monde, selon les techniques de production utilisées (Sluimer, 2005). Les ingrédients de base reste néanmoins la farine de céréales, l eau, la levure (ou le levain) et le sel. Patients et Anisworth (1994) soutiennent que, en moyenne, une grosse miche (800g) est consommée par chaque membre de la population mondiale chaque semaine. Cela montre que cette denrée est une des plus importantes au monde d un point de vue quantitatif. La France particulièrement a pour coutume de manger beaucoup de pain. Mais quelles sont les habitudes alimentaires des français? En fait, la consommation de pain est à la baisse au cours des dernières décennies (Gellynck et al., 2008). Cela est dû à plusieurs facteurs tels que le changement des habitudes alimentaires et une augmentation des choix de produits de substitution comme les céréales pour le petit déjeuner ou encore les fast- foods. La perception de la qualité a également évolué au fil du temps, par exemple, aujourd hui, la blancheur n est plus considérée comme un signe certain de qualité. En effet, le pain complet par exemple est considéré de valeur nutritionnelle plus importante (du aux grains entiers) que le pain blanc (Gellynck et al., 2008), et donc est souvent préféré au pain blanc dit classique. De manière générale, les notions de fabrication dites «traditionnelles» ou «de terroir» sont en recrudescence ces dernières années. Ainsi, en France, il existe plusieurs types de pain vendus sous différentes dénominations : par exemple, le pain standard et le pain de tradition française (sous label rouge). Notre étude s inscrit dans ce cadre, dans quelles mesures ces deux pains sont- ils différents? Quelles sont ces différences et à quoi sont elles dues? A quels niveaux s expriment- elles? Ainsi, dans un premier temps nous avons recherché des éléments de réponses dans la littérature, nous permettant de proposer des hypothèses d explications concernant ces différences. 4

5 Nous avons donc ensuite fabriqué ces deux types de pains, et établi des protocoles d expérimentation (analyses physico chimiques, analyses sensorielles ) nous permettant de tenter de les différencier. Cela nous a permit, dans la mesure de nos moyens, de répondre aux hypothèses que nous avions préalablement établies. Les pains en Europe a) Législation en Europe Dans tous les États membres et de nombreux pays tiers, les principes concernant la sécurité alimentaire et la protection du consommateur sont établies dans la législation nationale. Cependant, au niveau de l'ue, la législation alimentaire a évolué sans que certains de ces principes de base aient étés établis dans un instrument juridique global. Le 28 Janvier 2002, le Parlement européen et le Conseil ont adopté le règlement (CE) n 178/2002 établissant les principes généraux et les exigences de la législation alimentaire. L'objectif du règlement de la législation alimentaire générale est de fournir un cadre pour assurer une approche cohérente dans le développement de cette législation alimentaire. Dans le même temps, il fournit le cadre général pour les domaines non couverts par des règles harmonisées spécifiques mais où le fonctionnement du marché intérieur est assuré par la reconnaissance mutuelle. b) Les signes de qualité en Europe Quelques signes de qualité sur les pains et produits de boulangerie existent en Europe (CD Lamy Dehove). Voici quelques exemples (liste non exhaustive) : Pays Allemagne Produit (signe de qualité) Aachener Printen (IGP) : pain d épices Belgique Pain de Valaisan (AOP) : pain Italie Pane casareccio di Genzano (AOP) : pain Grèce Biscotte cretoise (IGP) : biscotte Mais (et cela est valable aussi pour la France), les produits sous signes de qualités sont plutôt pour les produits de boulangerie (viennoiseries ) et non pour les pains, produits si courants qu ils ont du succès sans signe de qualité. Les pains en France a) Définition du pain : différents types de pains existent (cf. Annexe 1) En Octobre 1920, une loi empêche les boulangers de travailler avant quatre heures, ce qui rend impossible de fabriquer le traditionnel pain rond consommé à l époque. La baguette d'aujourd'hui résolu ce problème car peut être préparée et cuite beaucoup plus rapidement. En France il ya deux entités qui s'occupent de l'inscription de définition du pain : Ocacia et CERTIPAQ. Les dispositions du décret n o du 13 septembre 1993 ont pour but de reconnaître les qualités 5

6 de certains pains caractéristiques de la production traditionnelle française. Il réserve ainsi certaines dénominations à des pains qui répondent à des spécificités auxquelles le consommateur est habitué et attaché. Ce qui permet alors de mieux l informer. Bien entendu, un pain peut cumuler plusieurs dénominations : par exemple pain maison de tradition française. Même si le texte répond en grande partie aux préoccupations de la boulangerie artisanale, il n'interdit à personne (entreprise française ou étrangère) la dénomination de pain de tradition française dès lors que le pain répond aux caractéristiques requises (NS DGCCRF n o 958, 20 oct. 1993). Les pains doivent être mis en vente sous des dénominations ayant une signification certaine. Des dénominations telles que baguette grande saveur ou pain bûcheron sont des dénominations n ayant aucune signification précise quant à la nature du pain. Mis à part quelques cas particuliers, les dénominations de vente des pains doivent soit correspondre à celles fixées par la réglementation ou les usages (par exemple pain de tradition française, pain complet, pain de campagne, ), soit consister en une description des produits (par exemple baguette à la farine de maïs, pain aux sept céréales, ). Le pain maison Seuls peuvent être mis en vente ou vendus sous la dénomination de pain maison ou sous une dénomination équivalente les pains entièrement pétris, façonnés et cuits sur leur lieu de vente au consommateur final. Elle permet aux boulangers de valoriser leur savoir- faire. Naturellement, une grande surface qui fabrique elle- même le pain sur les lieux de vente peut utiliser cette dénomination (NS DGCCRF n o 958, 20 oct. 1993). Le pain naturel Le pain naturel ne doit contenir aucun additif ou améliorant d origine chimique ou végétale, ors cette dénomination est régulièrement utilisée à tors, pour des pains contenant de tels additifs (Cass. crim., 15 déc. 1992, n o ). Le pain à l'ancienne (=d autrefois=comme autrefois) Un pain ne peut être commercialisé sous cette dénomination que lorsqu'il est, conformément aux usages de la profession, élaboré uniquement à l'aide de levain, que sa pâte est soumise à un pétrissage lent et peu intense et qu'il est cuit au bois dans un four traditionnel en pierre. De plus, le boulanger ne peut ajouter aucuns additifs, et doit utiliser des procédés de production qui ne correspondent plus aux usages traditionnels répertoriés de fabrication du pain. Des mentions telles que «saveur à l ancienne» ou «saveurs d autrefois» sont parfois utilisées pour s affranchir des contraintes liées à l utilisation de la mention «à l ancienne», mais c est bien sûr interdit (NS DGCCRF, n o , 5 avr. 2000, 13). Les pains courants non réglementés En France, il existe donc de nombreux pains de forme allongée : la flûte (ou appelée ficelle selon les régions) est le pain plus fin et le plus court, la baguette est de taille intermédiaire, et le pain est plus gros et plus long. Il existe également des miches (ou boules) qui sont des pains en forme de boule. Bien que très connus en France, aucun d entre eux sont officiellement et légalement définis. 6

7 b) Législation française concernant le pain de tradition française C est la loi de mars 1919 qui est à l origine de ce pain : «Il est interdit d'employer des travailleurs au pain et pâtisserie entre dix heures du soir et quatre heures du matin». Selon la loi, le pain français ne doit contenir aucun conservateur. Ors le pain rassis est un pain de moins de 24h, il faut donc fabriquer un pain qui peut être fabriqué cuit dans ce laps de temps, contrairement aux pains au levain (conservateur naturel) par exemple. Ainsi, le pain de tradition française doit : 1) Etre composée exclusivement d'un mélange de farines panifiables de blé, d'eau potable et de sel de cuisine ; 2) Etre fermentée à l'aide de levure de panification (Saccharomyces cerevisiae) et de levain, au sens de l'article 4 du présent décret, ou de l'un seulement de ces agents de fermentation alcoolique panaire ; 3) Eventuellement, contenir, par rapport au poids total de farine mise en œuvre, une proportion maximale de : Le levain 2 p. 100 de farine de fèves ; 0,5 p. 100 de farine de soja ; 0,3 p. 100 de farine de malt de blé. Le levain est une pâte composée de farine de blé et/ou de seigle, d'eau potable, éventuellement de sel, et soumise à une fermentation naturelle acidifiante permettant d'assurer la levée de la pate. Le levain renferme une microflore acidifiante constituée principalement de bactéries lactiques et de levures. Cependant, pour la pâte destinée à la dernière phase du pétrissage, l'addition de levure de panification (Saccharomyces cerevisiae) est admise à la dose maximale de 0,2 p. 100 (par rapport au poids de farine mise en œuvre à ce stade). La farine Label Rouge La farine utilisée pour faire du PTF est la farine Label Rouge, c est «l unique signe officiel qui garantit une qualité supérieure à celle des produits courants de même nature. Elle permet d'obtenir un pain de tradition française avec une mie crème et un alvéolage important. Les exploitants agricoles maîtrisent toutes les étapes culturales en choisissant des semences certifiées ou issues de certifiées, en attribuant les parcelles adéquates et en fertilisant de manière fractionnée et raisonnée, pour obtenir un taux protéique des blés supérieur ou égal à 11,5% (Label Rouge, 2011). Les farines Label Rouge pour pain de tradition française sont garanties sans additif conformément à la réglementation en vigueur. Le respect des critères définis dans le cahier des charges est assuré par des contrôles réguliers réalisés au niveau de chaque opérateur (exploitations agricoles, organismes stockeurs et moulins), par un organisme certificateur accrédité et agréé par les pouvoirs publics. De plus, afin d assurer une bonne qualité de la farine, celle- ci doit être moulue dans un moulin agréé Label rouge (Label Rouge, 2011). 7

8 Les signes de qualité en France Les dénominations ci- après sont protégées, soit comme Indication Géographique protégée (IGP), soit comme Appellation d'origine protégée (AOP). En France, le pain étant un produit très courant, il n est pas toujours utile de protéger son pain par une appellation protégée. En fait, Gellynck et al. (2008) ont conclu que pour le consommateur, l étiquette du pain (la marque) est plus importante que les indicateurs de qualité d une description. C est pourquoi peu de produits de boulangerie sont sous appellation d origine. Ce sont plutôt les farines qui vont être protégées (Label rouge sur la farine panifiable ). Néanmoins, on peut citer deux exemples de produits de boulangerie sous signe de qualité à succès : Gaufres fourrées du Nord (LR) ; Brioche vendéenne (IGP) ; Les pains sélectionnés pour notre étude a) Le pain standard (PS) : diagramme de fabrication Préparation de la pâte Quantités réelles 1000g de farine standard type g d eau 18g de sel 20g de levure Température de base = 60 C : T C de l eau = T C de base T C farine T C du local = Pétrissage Mettre la farine l eau et la levure dans le pétrin 1 ère vitesse : 6min 2 ème vitesse : 15 min (Incorporation du sel 5 min avant la fin) 8

9 Prise de la température après pétrissage : Poids de la pâte après pétrissage : Pointage : Prise de la température pendant le pointage : 10 min (couvrir d un drap humide la pâte) Façonnage des pâtons (+ marquage) Pesée de chaque pâton : Détente : 15 min (couvrir d un drap humide les pâtons) Façonnage : Mesure de la longueur, de la hauteur et de la largeur de chaque baguette : Façonner les pâtons en respectant les consignes ci- dessous : Même longueur Même hauteur Même largeur L l h 9

10 Apprêt : Prise de la température lors de l apprêt : 1h30 Cuisson : Vapeur : 90 C 30 secondes Sec : min Mesure de la longueur, de la hauteur et de la largeur de chaque baguette : Prise de la température après cuisson : L l h Le diagramme ci- dessous est le diagramme de fabrication que nous avons choisi pour la fabrication de nos pains. Il est issu de nos recherches bibliographiques et de nos entretiens avec des boulangers. b) Le pain de tradition française (PTF) : diagramme de fabrication Préparation pâte fermentée : 10

11 150g de farine de tradition française type 65 96g d eau 2,7 de sel 2,3 g de levure Pétrissage : Mettre la farine l eau et la levure dans le pétrin 1 ère vitesse : 5min 2 ème vitesse : 8min (incorporation du sel 5 min avant la fin) Fermentation : Fermentation lente : 6 C 20h Fermentation réelle : OU Fermentation rapide : 24 C 6h Prise de température pendant la fermentation: Poids à la fin de la fermentation : Préparation pâte : Quantités réelles 1000g farine de tradition française type tradition 640g d eau 18g de sel 12g de levure Température de base = 60 C : T C de l eau = T C de base T C farine T C du local = Pétrissage Mettre la farine l eau et la levure dans le pétrin Température réelle de l eau : 11 1 ère vitesse : 5min

12 Détente : 30 min (couvrir d un drap humide les pâtons) Façonnage : 12

13 Mesure de la longueur, de la hauteur et de la largeur de chaque baguette : L l h 13

14 Synthèse bibliographique : Eléments de différenciation entre pain standard et pain de tradition française Dans cette synthèse bibliographique, nous allons aborder plusieurs points qui peuvent être responsables de la différence entre les deux catégories de pain. Tout d abords, les ingrédients (farine, levure, additifs, eau et sel) sont des éléments de différenciation non négligeables. Ensuite, les opérations unitaires effectuées sur ces produits sont également des points clés. Nous finirons par une présentation des analyses effectuée sur le produit fini, qui doivent valider les différences pointées précédemment. a) Farines (de tradition française pour PTF et panifiable de type 65 pour PS) La fabrication de la farine de blé : Figure 1 : structure de l albumen du grain de blé La farine de blé est issue de la mouture des grains de blé, eux même issus d une variété de blé. On distingue dans le blé deux grandes familles : les blés tendres et les blés durs. Le blé tendre possède 42 chromosomes. Son amande ou albumen (cf. figure 1) est relativement friable et lui donne une bonne aptitude à être transformée en farine. On retrouve ce type de farine dans la panification, la pâtisserie ou encore la biscuiterie. 14

15 Le blé dur, quant à lui, possède 28 chromosomes. Son amande est dure, ce qui le rend apte à donner des semoules pendant la mouture. Ainsi ce type de blé est destiné à la fabrication de pâte ou de semoule. Ces deux espèces possèdent des protéines aptes à former un gluten lorsque les farines ou les semoules sont hydratées. Le gluten de blé tendre a comparativement une meilleure aptitude à la texturation des pâtes à pains. De plus chaque espèce comprend des variétés qui ont des caractéristiques de composition, notamment des protéines, qui confèrent une plus ou moins bonne aptitude à la panification. Ainsi on distingue la qualité intrinsèque des blés qui est en relation avec la qualité technologique des farines, les conditions de culture influencent la qualité, et les spécificités qualitatives de chaque variété. Le grain de blé : On distingue 3 parties dans le grain de blé (cf. figure 2): Le germe représente environ 3% du grain de blé. Il contient une proportion élevée de lipides, de protéines, de vitamines, d éléments minéraux et de fortes activités enzymatiques. Cette partie du grain est éliminée lors du mouturage. Les enveloppes représentent environ 15% du grain de blé. Elles sont constituées du péricarpe, du tégument séminal et de l assise protéique. Le péricarpe et le tégument séminal sont constitués en forte proportion de cellulose et d éléments minéraux. L assise protéique est riche en protéines, en lipides, en vitamines et en composés minéraux. Après mouture ces enveloppes externes sont appelées son. On peut caractériser les variétés de blé tendre en fonction de l indice de dureté ou résistance à l écrasement en 3 catégories : hard, medium hard et soft. Cet indice de dureté est en relation avec la proportion d amidons endommagés par la mouture au cours de la fragmentation de l amande du blé (ROUSSEL et al, 2005). Figure 2 : composition du grain de blé Les différentes étapes de la mouture : L'objectif technologique de la mouture consiste à séparer l'amande farineuse du son et du germe, puis à réduire l'amande en farine. Pour obtenir ce résultat, il faut que le blé soit industriellement pur (nécessité d'un nettoyage) et préparé d'une façon optimale (incorporation d'eau suivie d'un temps de repos adéquat et différenciation à faire pour le blé tendre : blé soft, medium, hard). On distingue 4 grandes étapes lors du mouturage du blé tendre : Le broyage : Il consiste à écraser le grain pour le diviser en plusieurs fractions 15

16 Le claquage : il consiste à séparer les particules obtenues selon leur nature (dimensions) Le convertissage : il réduit la taille des grosses semoules pour en faire de la farine en les écrasant entre les cylindres lisses. Le sassage : cela consiste à séparer les produits de mouture sur la base de leur forme, de leur taille et de leur densité. Voici ci- dessous un schéma représentant les différentes étapes et matériels utilisés lors du mouturage. Figure 3 : différentes étapes et matériels utilisés lors du mouturage Le procédé de mouturage est une étape unitaire longue avec une succession d écrasement des grains par des rouleaux (cf. figure 4) avec tri. Figure 4 : méthode d'écrasement des grains 16

17 Les grains de blé passent sans cesse dans des rouleaux rugueux puis lisses jusqu à obtenir la pureté de la farine souhaitée (assimilée à la proportion d enveloppes dans la farine ou taux d extraction). Ainsi on classifie les types de farine en fonction du taux d extraction ou le taux de cendre. En effet, le taux de cendre renseigne sur la pureté de la farine puisque les cendres se trouvent essentiellement dans les couches externes du grain qui vont donner le son. Les farines les plus blanches ont un taux de cendres et d extraction les moins élevés : elles sont essentiellement extraites de l amende et d une partie du germe. Figure 5 : Types de farine selon le taux de cendre Le schéma ci- dessus renseigne sur les différents types de farine selon le taux de cendre. On peut résumer les types de farine dans le tableau ci- dessous : Tableau 1 : Types de farine selon le taux de cendres Types de Taux d extraction Teneur en farine moyens (% farine) cendres (minéraux) , ,5-0, ,62-0, ,75-0, ,0-1, Ø 1,4 Pour les pains de traditions françaises (PTF) et les pains standards (PS), nous utiliserons des farines de type 65. La farine utilisée pour le PTf est une farine Label Rouge (cf. à suivre). 17

18 Les différents constituants biochimiques de la farine : Les pentosanes sont des constituants des parois cellulaires. Ils ont un rôle dans l absorption de l eau et donnent de la consistance à la pâte. On distingue deux types de pentosanes : les solubles (effet bénéfique, fixateur d eau de manière uniforme, limite la diffusion du C02) les insolubles (absorption hétérogène d eau trop importante, retard dans rassissement). Un rapport élevé solubles/insolubles donne une bonne qualité boulangère. Le grain de blé renferme différentes protéines classées selon leur solubilité : Les albumines (15% des protéines totales) sont solubles dans l eau et dans les solutions salines diluées Les globulines (5% des proteines totales) sont insolubles dans l eau mais solubles en solutions salines Les protéines de réserve du blé sont les prolamines, classées en gliadines et gluténines selon leur solubilité. Les gliadines sont solubles dans l eau et représentent 30 à 40% des protéines totales. Une partie des gluténines sont solubles dans l acide acétique, ce sont les gluténines solubles (15 à 20% des protéines totales) alors que les gluténines insolubles (25 à 35 % des protéines totales) forment un résidu insoluble. Le gluten est un réseau protéique constitué de deux protéines énnoncés ci- dessus : la gliadine et la gluténine. Ces deux protéines sont associées par des liaisons covalentes (S- S) et non covalentes (hydrogène, ionique) et des intéractions hydrophobes. Ces liaisons auront un rôle très important lors du pétrissage. La nature des protéines et les intéractions complexes entre celles- ci confèrent à la pâte des propriétés d élasticité (importantes pour la formation des alvéoles caractéristiques de la mie de pain) et de tenacité (ou viscosité qui participent à la rétention de C02 dans les alvéoles). Un bon équilibre entre l élasticité et la tenacité de la pâte est nécéssaire. L amidon et l activité amylotique : L amidon représente 80% de la matière sèche des farines. C est un mélange en proportions variables de deux types de constituants : 26-28% d amylose (polimère linéaire de D- glucose) et 72-74% d amylopectine (polymère ramifié de D- glucose) (cf. figure 6 ci- dessous). 18

19 Figure 6 : composition biochimique de l'amidon En panification l amidon à plusieurs rôles : Il est une source de sucres fermentescibles (levures) Il permet de fixer l eau Il a la capacité de former des liaisons hydrogènes avec les protéines, de participer de manière active à la formation de la pâte. D apporter de la texture à la cuisson Pour résumer voici ci- dessous un diagramme avec la répartition des composés de la farine type 65 : ComposiUon T65 Cendres Protéines Lipides Eau Pentosanes Amidon Figure 7 : composition de la farine T65 19

20 La qualité technologique des pâtes : On distingue deux aspects pour définir la qualité boulangère d un blé : Les qualités fermentaires : Lors de la fermentation de la pâte, pour produire du C02, les levures ont besoin de sucres simples (glucose ou saccharose). La farine possède peu de sucres simples mais beaucoup d amidon. Cependant l amidon ne peut pas être utilisé tel quel par les levures. Il peut en revanche être hydrolysé en sucres simples par les enzymes (alpha amylase) naturellement présentes dans le grain. Ainsi, il faut connaitre l activité de ces enzymes pour connaitre la capacité de production de gaz des levures. L amidon dans le grain se présente sous forme de granules. L attaque des enzymes est facilitée si on endommage ces granules lors de la mouture. Il est donc intéressant de déterminer l endommagement des grains d amidon. Les qualités rhéologiques : Pour donner une pâte de bonne qualité, la farine doit pouvoir absorber une certaine quantité d eau et conserver ses propriétés lors du pétrissage. La pâte doit pouvoir retenir correctement un maximum de gaz produit lors de la fermentation. La quantité de protéines est également un facteur important. La notion de valeur boulangère permet de déterminer au plus vite les qualités d une farine. En effet cette note exprimée sur 300 regroupe une note de pâte sur 100, une note de pain sur 100 et une note de mie sur 100 (le rendement en pâte est noté séparément). Cette note permet d apprécier au plus vite plusieurs facteurs sur la farine : Le rendement en pâte : absorption d eau pour une consistance donnée La tolérance de la pâte au pétrissage La machinabilité de la pâte : critère de collant, d élasticité, de stabilité, d extensibilité. Le développement de la pâte et du pain : caractéristiques de production gazeuse, de rétention gazeuse et d aptitude à la déformation L aspect extérieur du pain : couleur, coups de lame. Les qualités organoleptiques de la mie : couleur et texture Farines sélectionnées Afin de réaliser notre étude nous avons sélectionné deux farines, l une pour le pain traditionnel et l autre pour le pain courant. La farine de tradition française label rouge type 65 : La farine de tradition française possède un cahier des charges très strict notamment dans l itinéraire cultural du blé. Cette farine est destinée à l élaboration du pain de tradition française. Les seuls compléments autorisés lors de la fabrication de la farine sont : - Farine de blé - Gluten de blé - Farine de Blé Malt 20

21 Selon le cahier des charges les caractéristiques de la farine sont les suivantes : Figure 8 : Photo de la farine Label rouge utilisée Taux de protéines > ou = 11 % Taux d humidité : < ou = 15.5% Test De Hadberg : > ou = 250 Volume du pain : > ou = 1600 cm. 3 Note de pâte : > ou = 70 Note de mie : > ou = 80 Note de panification : > ou = 230 Acide ascorbique : absence Note de pain < ou = 50 La farine courante type 65 Nous avons sélectionné pour notre étude une farine de blé type 65 pour pain courant nommée Celtine. La différence entre la farine de type 65 tradition française label rouge et cette farine est l autorisation d ajout d additifs. Ainsi cette farine contient : 1. Gluten de blé 2. Farine de blé malté 3. Levure désactivée 4. Enzymes (α amylase, xylanase, cellulase) 5. Agent de traitement de la farine : E Farine de blé Figure 9 : Photo de la farine standard utilisée Nous détaillerons par la suite des rôles de ces additifs et améliorants. 21

22 Synthèse et hypothèses de travail Pain Pain de tradition française Pain courant (PS) (PTF) Nom de la farine Farine de tradition française Farine pour pain courant Signe de qualité Label rouge / Type Améliorants Gluten de blé Gluten de blé Farine de blé de malt Farine de blé de malt Levure désactivée Enzymes (α amylase, xylanase, cellulase) Agent de traitement E300 Couleur Plus foncée Plus claire Figure 10 : Récapitulatif des types de farines utilisées Ainsi, les deux farines utilisées sont différentes pour les deux pains. La qualité du pain dépend essentiellement de la qualité de la farine utilisée, ainsi que des opérations unitaires permettent d organiser le réseau protéique (comme nous le verrons plus tard), ce qui, entre autres, permettra de retenir plus ou moins bien l eau dans la pâte. La farine de tradition française est de qualité supérieure, et permet d obtenir un pain avec un alvéolage important, et une mie crème, tandis que la farine standard de type 65 conduit à un pain à alvéolage peu important et une mie claire. Nous verrons par la suite que ces couleurs et ces alvéolages particuliers sont notamment dus à la farine mais également aux additifs utilisés et à la manipulation de la pâte. Nous allons donc chercher à comprendre dans quelles mesures cette farine est un élément clé de la différenciation de ces deux pains. Des expériences d épaisseur de croûte par exemple nous permettront de voir si la teneur en protéines de la farine est suffisante pour créer une croûte assez importante. b) Levure Levure La levure est un champignon unicellulaire qui forme des colonies et possède certaines propriétés des êtres vivants comme par exemple, la capacité de reproduction sexuée ou végétative. Dans la pâte à pain, elle se multiplie abondamment par bourgeonnement. Son activité dépend largement des conditions du milieu. Elle a également une capacité très caractéristique : elle produit son énergie soit par respiration, soit par fermentation. Elle respire lorsque l'oxygène du milieu est abondant, ou fermente quand l'aération est insuffisante comme c'est le cas dans la pâte. Rôle et réaction chimique : Les levures sont des champignons ascomycètes. La levure la plus utilisée en panification est Saccharomyces Cerevisiae. Pour produire son énergie vitale, elle peut oxyder les sucres en les décomposant complètement (respiration): Sucre + oxygène > eau + gaz carbonique ou les dégrader partiellement en produisant de l'alcool et du gaz carbonique si elle ne dispose pas d'oxygène (fermentation) : Sucre > alcool éthylique + gaz carbonique 22

23 Pour la panification, c'est le gaz carbonique produit qui est mis à contribution : il dilate la pâte en créant de multiples alvéoles et lui donne ses propriétés moelleuses. Alcool et eau sont évaporés par la cuisson. Levure désactivée (ajoutée dans PS) La levure de panification est un champignon unicellulaire du genre Saccharomyces et de l espèce Cerevisiae. Elle est responsable de la fermentation de la pâte. Sèche, elle est soit active, soit désactivée. Désactivée, sans pouvoir fermentatif, elle libère son contenu dans la pâte, dont le glutathion qui présente une similitude de structure avec certains constituants du gluten avec lesquels il se lie. Ces liaisons entraînent un gain d extensibilité, la levure désactivée est utilisée comme composant de base dans les préparations pour panification. Rôle et réaction chimique : Le pétrissage organise le gluten pour le rendre tenace. Le glutathion, apporté par la levure désactivée, s insère dans cette organisation pour diminuer la tension qui s établit entre les chaînes de protéines : le gluten devient plus extensible. L action du glutathion sur le gluten est due à son caractère réducteur. Un réducteur est une substance capable de s oxyder ou de libérer de l hydrogène. Le gluten et le glutathion en libérant l un et l autre de l hydrogène vont s associer ensemble. Ce phénomène est se déroule au pétrissage, la pâte se lisse plus rapidement et se déchire moins sous l action du bras du pétrin. La levure désactivée est utilisée en panification lorsque la farine employée donne des pâtes qui manquent d extensibilité ou lorsque la méthode et le matériel exigent des pâtes extensibles. Pendant le processus, la levure: Accélère le lissage de la pâte pendant le pétrissage Permet un allongement plus aisé et régulier des pâtons Diminue les risques de déchirement des pâtons. Position Réglementaire La levure désactivée est autorisée dans les pains courants et pains spéciaux. Elle est donc utilisée dans le PS et dans le PTF, elle ne permet pas de différencier ces deux pains. La Levure Désactivée pour Réduction de Sel (LRDS) est également autorisée dans le PTF. Synthèse et hypothèses de travail Ainsi, pour les deux fabrications de pain, on utilise de la levure. Cependant, dans la fabrication de PS, on utilise également de la levure désactivée, ce que nous ne faisons pas dans le PTF. Cela permet de fabriquer le pain plus rapidement, de développer la taille du pain, tout en assurant une certaine cohésion de la pâte. La levure désactivée est déjà présente dans la farine de type 65 utilisée pour le PS. Nous pourrons essayer de vérifier si en effet, nos PS vérifieront ces propriétés, propriétés non vérifiés par le PTF. Par exemple, nous allons vérifier la régularité de l alvéolage des deux pains, paramètre principalement contrôlé par la levure. c) Enzymes (seulement dans PS) : α amylase, xylanase, et cellulase Les enzymes sont des protéines. L action des enzymes est spécifique : elles n agissent que sur un seul type de réaction. Leur activité est fonction de la température, de leur concentration dans le milieu et 23

24 de l acidité (ph) du milieu. Chaque enzyme a un ph et une température optimale. Les enzymes sont des auxiliaires technologiques : elles ont un rôle dans la pâte mais disparaissent à la cuisson (la protéine est dénaturée). Le repos de la boule de pâte permet l'action des enzymes et la formation de poches de gaz. Rôle et réaction chimique : L α- amylase est l enzyme utilisée pour décomposer l'amidon en sucres simples, ce qui laisse fermenter la levure rapide. La levure se nourrit alors de ces sucres simples et les transforme en produits de déchets de l'alcool et du CO2. Ceci confère une certaine saveur et provoque le gonflement du pain. L α- amylase a une action liquéfiante importante au cours des premières minutes de la cuisson : l activité de l amylase augmente jusqu à 55 C entraînant un assouplissement de la pâte et facilitant sous l effet du CO2 le développement des pâtons. Tout le sucre formé n est pas consommé par la levure. Il participe à la coloration de la croûte au cours de la cuisson. La cellulase et la xylanase aident à la structuration de la pâte et retiennent l eau. Elles permettent d une part de solubiliser dans la pâte les pentosanes insolubles, assurant une meilleure liaison de l eau. D autre part, la solubilisation des pentosanes, en libérant de l espace, permet une meilleure expansion du réseau glutineux améliorant ainsi la qualité de la pâte. La pâte gagne alors en souplesse, en rétention gazeuse et en tolérance. Les avantages de ces deux enzymes : Réduisent le temps de mélange. Tolérance accrue de fermentation. Augmentent le volume du pain. Donnent des coupes bien développées et des miettes plus fines avec une meilleure texture. Mais ces enzymes doivent être dosées avec précision, un surdosage entraînant un défaut au niveau du produit (collant de la pâte voire de la mie). Synthèse et hypothèses de travail Ainsi, les enzymes ajoutées pour la fabrication du PS ont plusieurs rôles : Réduire le temps de fabrication du pain Compenser l absence de levain ou pâte fermentée (augmentation du volume entre autres) Texturiser le pain Nous allons donc utiliser ces enzymes dans la fabrication de notre PS. Ces enzymes sont déjà inclues dans la farine, nous ne pourrons donc malheureusement pas jouer sur leur présence. Nous vérifierons, par des contrôles de volumes, que ces enzymes jouent un rôle important dans la formation des pains, et qu elles permettent ainsi de différencier les deux pains. d) Additifs (seulement dans PS) Définitions (directive 89/107/CE) Sont classées comme additif toutes substances habituellement non consommées comme aliment en soi et habituellement non utilisées comme ingrédients caractéristiques dans l alimentation, possédant ou non une valeur nutritive et dont l adjonction intentionnelle aux denrées alimentaires, 24

25 dans un but technologique, au stade de leur fabrication, transformation, préparation, traitement, conditionnement, transport ou entreposage, a pour effet, qu elle devient elle- même ou que ses dérivés deviennent, directement ou indirectement un composant de ces denrées alimentaires. Vitamine C de synthèse. (Acide ascorbique E300) : Il a été établis à partir de nombreuses expériences que l'adjonction d'une petite quantité (jusqu'à 100ppm) de vitamine C réduit le temps de repos de la pâte. Il est utilisé pour augmenter la force de la pâte et améliorer la tolérance des pâtons. Rôle et réaction chimique : Catalyse les réactions de réticulation de gluten pour former un réseau plus extensible, plus élastique et plus solide. Il permet à la pâte de mieux lever et donc au pain d'être plus volumineux. Il blanchit la mie et intervient dans la coloration de la croûte. La dose maximale autorisée est de 30g au quintal de farine. Cependant, s il est mis en excès il peut : diminuer l extensibilité des pâtes assécher la mie du pain causer un excès de force et donc une perte d'extensibilité des pâtons provoquer une croûte de pain sèche et pâle et un séchage excessif du pain Il est autorisé en panification courante, mais son emploi est interdit pour la panification du pain portant la dénomination pain de tradition française. Synthèse et hypothèses de travail C est lui aussi un élément de différentiation entre PS et PTF. Sur le produit fini, il permet une croûte plus blanche et une mie plus colorée. Il fait lui aussi parti des ingrédients déjà présent dans la farine que nous allons utiliser pour la fabrication de notre PS, nous ne pourrons donc pas jouer sur sa présence/absence. Cependant, nous allons essayer de vérifier la différence de couleur entre les deux pains à la fois par des analyses sensorielles et des analyses de colorimétries. e) Eau En panification, l'eau est l'élément de base du pain. Outre les paramètres à maîtriser pendant la fabrication (quantité et température), il faut contrôler certaines qualités de l'eau qui peuvent avoir un impact réel sur le succès d'une fournée. Les traitements : Elle doit être ni trop calcaire ni trop douce. L'eau du robinet contient toujours une certaine quantité de chlore. L'eau peut séjourner plusieurs heures voire plusieurs heures dans les canalisations avant d'être délivrée. Ce traitement permet d'en assurer la conservation de l'usine jusqu'à l'utilisateur. L'effet de ce traitement sur le levain ou la pâte fermentée est naturellement le même que pour les micro- organismes indésirables. C'est ainsi que la plupart du temps, le levain est tué par l'eau chlorée et la pâte ne lève jamais. La levure, quant à elle, est plus robuste. Le pain lève même avec l'eau du robinet. Cependant, on obtient un développement meilleurs et plus rapide avec de l'eau non traitée. La composition minérale : La teneur en sels minéraux a, paraît- il, une influence sur le développement des pains, en particulier sur la dureté. De même que la teneur en chlorures qui, si elle est élevée, doit être prise en compte dans la quantité de sel à ajouter. 25

26 Rôle et réaction chimique : En hydratant la farine, elle permet à l'amidon de gonfler et au gluten de s'assouplir en devenant élastique. Synthèse et hypothèses de travail Ainsi, l eau a un rôle crucial. Mais nous utiliserons la même eau pour les deux pains. Nous ferons donc attention à sa qualité, mais cela ne rentrera pas dans les éléments de différenciation des pains à étudier. Cependant, d un point de vue des résultats, le PTF doit être plus humide que le PS. f) Sel Indispensable à la panification, il donne du corps à la pâte, révèle au pain sa saveur et aide à la formation d'une belle croûte dorée. Il est incorporé en cours de pétrissage. Rôle et réaction chimique : Le sel a plusieurs rôles au cours de l élaboration de la pâte à pain. Au cours du pétrissage: - très hydrophile. Il contribue à la fixation de l eau permettant d accroître le rendement en pâte par une meilleure hydratation. - Il améliore les qualités plastiques de la pâte. Le sel, dans une pâte va agir sur le gluten et créer des liaisons ioniques entre ces protéines et assure ainsi une meilleure stabilité et résistance du gluten. Pendant la fermentation: - il ralentit légèrement la fermentation en retardant l action de la levure. - 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 l effet de croûtage. Au cours de la cuisson: - il améliore la rétention des gaz, évitant la formation d alvéoles trop grandes contribue donc au bon développement du pain. - il influence la coloration de la croûte du pain. - il agit sur la finesse de la croûte. Après la cuisson: - étant très hygroscopique, il va retenir l humidité et conserver ainsi a la mie son moelleux. Il prolonge la conservation du pain. Pour réussir le pain, le sel est indispensable mais il faut mettre la bonne quantité ni trop ni trop peu. Et surtout, le sel ne doit jamais être en contact direct avec la levure : car il y a un risque de plasmolyse (cellule rétractée) des levures, de même qu un surdosage entraîne le blocage de la fermentation. Actuellement, avec l intérêt actuel de la population sur les teneurs de sel dans les aliments due aux risques liés à sa surconsommation, des études sont menées afin de réduire la quantité de sel dans la fabrication des pains. Pour l instant, il est possible de réduire légèrement la quantité de sel, mais le 26

27 pain s en trouve modifié. Donc, une diminution de la quantité de sel doit donc être compensée par l ajout d additifs ou d améliorants, chose interdite en panification traditionnelle. Il est donc très compliqué de réduire la dose de sel de manière significative. Synthèse et hypothèses de travail Le sel est un élément crucial dans la fabrication du pain. L action du sel dans les pains dépendra donc de la quantité que l on mettra dans chacun des pains. g) Opérations unitaires mises en œuvre Le pétrissage Définition: Formation d une pâte à partir d eau et de farine : la première opération qui consiste à hydrater les constituants réalisé soit avec les bras soit avec un pétrin mécanique (p870 Tonnac 2010)-. Un petrin a axe oblique Informations Techniques/Manuelles Choix du pétrin Plusieurs types de pétrins mécaniques existent : à bras à axe oblique à spirale. (Tonnac 2010 P870) Le pétrin à axe oblique à deux vitesses : après chaque rotation de la cuve, un temps de pause permet de relaxer la pâte entre chaque passage. Cette relaxation limite les phénomènes de déchirement (p184 Chiron) Première vitesse le pétrin mécanique assure le même travail que les bras : le frasage (mélange les ingrédients). Deuxième vitesse Le découpage, l étirage et le soufflage sont réalisés (p25 Zeissloff) Ils se distinguent par la vitesse et le type de bras, la vitesse de rotation et la forme des cuves. Facteurs qui influencent le procès : Vitesse et sens de rotation de la curve Durée du pétrissage Types de pétrin Salle de pétrissage conditionnée Pain Tradition Française Pétrissage lent/conventionnel 8-10 minutes avec un pétrin tournant à 40 tours/minute Poste 1 : Introduction des ingrédients dans cuve Poste 2 : frasage c est la détermination de l hydratation finale de la pâte : on recherche l hydratation maximale de la farine pour obtenir un rendement maximum (p191 Chiron) Poste 3 : Première phase de pétrissage Poste 4 : Deuxième phase de pétrissage Pain assez peu volumineux (peu d oxygène), ayant bonne conservation. (p870 Tonnac 2010) La température de base est généralement voisine de 65 C. Vue en microscopique électronique (Chiron) de la pâte ayant subi un pétrissage conventionnel. Pain Standard Pétrissage intensifié 15 à 20 minutes avec un pétrin tournant à 80 tours/minute Poste 1 : Introduction des ingrédients dans la cuve Poste 2 : frasage c est la détermination de l hydratation finale de la pâte : on recherche l hydratation maximale de la farine pour obtenir un rendement maximum (p191 Chiron) Poste 3 : Première phase de pétrissage Poste 4 : Deuxième phase de pétrissage La pâte donne un pain blanc, très volumineux (très oxygéné), insipide et se conservant mal. (p870 Tonnac 2010) La température de base est généralement voisine de 54 C. Vue en microscopique électronique (Chiron) de la pâte ayant subi un pétrissage intensifié 27

28 Informations Physico chimique Le type de pétrissage détermine le volume du pain, sa conservation, son arôme et sa saveur. La pâte bien pétrie est lisse, oxygénée et a une structure homogène et continue. Le réseau glutineux est formé (p870 Tonnac 2010). Le pétrissage ou formation de la pâte consiste à malaxer la pâte pour y incorporer le maximum d air. L air se fixe sur les granules d amidon et les particules de gluten. Les particules de gluten passent à l état visqueux et s agglomérèrent entre elles en formant des chaines ou encore des fibres. Les chaines ainsi formées s enchevêtrent pour constituer le tissu ou réseau glutineux. On constate que les granules d amidon se trouvent enrobées par le gluten. Le pétrissage permet d étirer et d assouplir les chaines de gluten, afin d obtenir en fin de pétrissage un tissu bien compact et souple, suffisamment extensible pour permettre la rétention du CO2. Le temps de pétrissage dépend du volume du pain souhaité, mais aussi de la force ou ténacité de la farine. (zeissloff 2000 p25). Le pétrissage permet de mélanger tous les éléments qui vont former la pâte. Le frasage s effectue à vitesse lente jusqu à ce que toute trace d eau et de farine ait disparu. Puis c est le pétrissage à proprement dit, réalisé à vitesse rapide. S effectue alors un réarrangement de la structure du gluten, dont la masse compacte se développe selon un réseau tridimensionnel. (p41 Fould Springer) A la fin du pétrissage, les protéines de la pâte forment un réseau continu, capable de se distendre tout en retenant le gaz carbonique produit par la levure au cours de la fermentation. Une partie de l eau ne se lie ni au gluten ni à l amidon, mais agit comme lubrifiant. Si la pâte est trop hydratée, elle devient anormalement mobile, humide et collante, et perd de sa consistance. On fait les mêmes observations en cas de sertissage. Les farines de force, riches en gluten de bonne qualité, s hydratent plus facilement. (p42 Fould Springer) Vus au microscope électronique à balayage (Fould Springer) 1) Grain d amidon endommagé 2) Réseau glutineux développe au pétrissage (Page 195 Chiron) Le gluten apparait sous forme de films fibrillaires, le réseau de gluten est inclus dans une phase visqueuse. Les bulles d air piégées augmentent en nombre et en régularité. Les objectifs du pétrissage sont: D obtenir une bonne rétention gazeuse De disposer d une tenue satisfaisante De pouvoir supporter une légère sur fermentation De disposer d une réserve d expansion en début de cuisson D atteindre la masse volumique désirée 28

29 Pointage (1 ère fermentation de la pâte) Définition : Une fois pétrie, la pâte est soumise à une première fermentation que l on appelle pointage entre l arrêt du pétrissage et le début du façonnage (p883 Tonnac 2010). Informations Techniques/Manuelles Informations Physico chimique Pain Tradition Française 2-3 heures ou plus (Tonnac 2010 p883) Pain Standard min (Tonnac 2010 p883) Cette fermentation de la totalité de la pâte est anaérobie et développe les arômes. Deux phases : Apres l arrêt du pétrissage la pâte est placée dans un bac ou est laissée dans le pétrin pour un pointage en masse (qui donne une fermentation très active). Il y a production de CO2 et d alcool. La pâte prend de la force. Les acides produits par l alcool éthylique se fixent sur le gluten et ont pour action de le contracter. (Zeisloff p27) Il joue un rôle très important dans le produit fini et dans la réussite du pain. Cette période contribue beaucoup aussi au développement de l arôme du pain. (zeisloff p27) Divisage et boulage le poids du pain est réglementé. Informations Technique/Manuel La division manuelle est effectuée a l aide d une balance classique ; la division mécanique est pondérale ou volumétrique (p204 Chiron). On utilise un coupe- pâte métallique. Informations Physico chimique Ils redonnent l aspect lisse à la pâte, consolident le réseau de gluten (manuel ou non : important- - > optimisation de la tenue du pâton) Façonnage Informations Techniques/Manuelles Le façonnage manuel il y a trois phases - Aplatissement du pâton afin de chasser le gaz carbonique - Succession de pliages pour former et donner du corps - Allongement Définition : Dernière manipulation avant l enfournement. Elle permet de donner sa forme définitive au pâton. (p388 Tonnac 2010) Pain Tradition Française Etant donné l importance de cette étape, il est conseillé de l effectuée à la main pour une efficacité plus importante. Pain Standard Pas d exigences au niveau du façonnage, il peut être réalisé à la main comme à l aide d une machine. 1 Phase 29

30 Phase 2 Phase 3 Information Physico chimique Cette manipulation permet le dégazage de la pâte. Une partie des bulles d airs emprisonnées dans le réseau gluténique sont alors chassées mécaniquement. Apprêt (2 ème fermentation de la pâte) Après le façonnage et avant la mise au four Informations Techniques/Manuelles La température et le temps sont à contrôler sur cette étape. Pain Tradition Française De 1h- 1h20 Pain Standard Dépend des boulangers Informations Physico chimiques Le gluten est très important parce que si la levure fournit le CO2, le gluten quant à lui doit retenir ce gaz carbonique dans la pâte jusqu à l enfournement. Aussi l amylose va entrer en action en fournissant des sucres fermentescibles (p29 Zeissler) permettant alors la synthèse de CO2. Coupe du pâton et scarification Informations Pain Tradition Française Techniques/Manuelles La lame de rasoir est l outil le mieux adapté. La direction Les coups devront peu profonds si le pâton des fraudes impose un est très fermenté manche et un moyen de fixation solide. (zeissloff p30) Pain standard Pas d indications précises Coupe correcte 30