Place du pain et de la boulangerie dans la société

 Place du pain et de la boulangerie dans la société

Kaplan (2008) considère que le pain est un des plus grands acteurs de l’histoire de France en jouant à la fois un rôle matériel et symbolique. Considéré comme une ration de survie pendant des siècles, cet aliment représente également une promesse de salut, d’agent de sociabilité et a longtemps donné au pouvoir sa légitimité. De par sa célèbre maxime, « du pain et des jeux » (Panem et circenses), Juvénal y voyait l’un des deux éléments indispensables à la soumission du peuple romain à ses dirigeants qui assuraient régulièrement des distributions gratuites de pain dans la ville. Subissant les aléas du développement économique, le pain fut également le symbole de la distinction sociale entre riches et pauvres, de la chute du système monarchique français mais aussi du développement industriel et social des nations.

La boulangerie artisanale assure le cycle complet de la fabrication du pain. Elle est composée de petites entreprises essentiellement familiales à effectif salarié réduit. L’un de ses atouts est sa proximité avec le consommateur qui est généralement fidélisé. En 2007, 33 000 points de vente en France étaient recensés et ils détenaient 65 % du marché du pain en générant un chiffre d’affaires annuel de plus de 7 milliards d’euros H.T. Ce secteur d’activité artisanal représentait à cette époque plus de 160 000 emplois. La boulangerie industrielle est apparue avec la mécanisation de la fabrication, à partir des années 1950. Elle se caractérise par un volume de production important qui est lié à l’augmentation des rendements agricoles et donc de la production de farine. Il s’agit généralement d’anciennes entreprises artisanales ayant connu un fort développement. Une part de l’activité boulangère est également assurée par des grandes et moyennes surfaces qui, depuis les années 1970, fabriquent et vendent du pain ou s’occupent uniquement de la distribution. Enfin, depuis vingt ans, des terminaux de cuissons, dont l’activité se limite à la cuisson de la pâte surgelée, se sont développés partout en France.

En parallèle au développement du secteur de la boulangerie, la production de blé connaît depuis l’après-guerre une amélioration constante de la qualité et du rendement de production à l’hectare permettant une forte augmentation de l’exportation de cette matière première.

Ainsi, en 2007, 27 millions de tonnes de blé tendre ont été produites en France. 43,7% de la production ont été destinés à l’export, 21,6 % à la meunerie française, 19,8 % à l’alimentation animale, 10,4 % à l’amidonnerie et 4,5 % à des utilisations diverses (www.boulangerie.org). A cette époque, le secteur de la meunerie qui connaît depuis plusieurs années une diminution de production ainsi qu’une baisse des ventes des farines à l’export, comptait 471 moulins regroupés en 392 entreprises soit 16 940 salariés. Il est important de souligner que la diversification des produits panifiés proposés aux consommateurs est due au développement et aux interactions des secteurs de la boulangerie et de la meunerie. Par exemple, le regroupement de meuniers indépendants a permis la création d’enseignes proposant aux boulangers des mélanges de farines spécifiques ainsi que la fabrication de spécialités panifiées (Banette, Gana, Retrodor, etc.) .

Le pain dans l’alimentation des français 

Malgré la diversification de la boulangerie française, la consommation de pain en France a connu une chute spectaculaire tout au long du 20e siècle : elle a été divisée par 2,2 entre 1950 et 2005, passant de 325 à 150 grammes de pain par jour et par personne selon l’Observatoire du pain (Figure 1.1). Cette chute de la consommation s’explique par :
– une plus grande disponibilité à la consommation, à partir des années 1950, de poisson et de viande ;
– une plus grande diversité des produits à base de farine de blé offerts à la consommation (viennoiseries, biscuits, etc.) ;
– la mise en cause, dans les années 1970, du pain dans la prise de poids. Certains régimes, bien qu’ils soient controversés dans la communauté médicale, continuent à supprimer le pain dans un programme de perte de poids ;
– la réduction progressive du besoin énergétique des français.

Cependant, depuis 20 ans, le pain revient au centre d’une alimentation équilibrée pour la population française. Les PNNS 1 et 2 (2005, 2010) le signalent clairement dans ces recommandations nutritionnelles et la filière céréalière française communique largement à ce sujet (Observatoire du pain, 2006).

Cet aliment se présente comme :
– une source de glucides complexes à faible index glycémique (par exemple 57 ± 9 pour une baguette de tradition, Rizkalla et al., 2006). Les glucides complexes devraient représenter 50 à 55 % de l’apport énergétique journalier et non pas 44 % comme on peut le constater dans la population ;
– une source de fibres, dont la teneur augmente avec le taux d’extraction de la farine;
– un faible apport en lipides (< 2 % de la matière sèche) ;
– une source de protéines de bonne qualité pour l’adulte mais souffrant d’un déficit en lysine pour l’enfant en croissance.

Ainsi, toujours selon l’Observatoire du pain (2006), il est recommandé pour une femme de consommer de 2/3 à 3/4 de baguette par jour et 3/4 à 1 baguette pour les hommes (une baguette pèse environ 250 g et apporte environ 255 kcal pour 100 g, Observatoire du pain cité dans industrie des céréales, 2008).

Cependant, pour redonner au pain sa place dans l’alimentation française, Adrian (préface de Potus et Drapron, 1991) insistait sur l’obligation de développer le caractère hédonique des produits céréaliers. Le consommateur doit pouvoir disposer d’un produit « appétissant, qui soit une incitation à modifier ses habitudes actuelles et lui fasse retrouver l’usage de cet aliment traditionnel ». Cet objectif ne doit pas être uniquement celui des boulangers, qui représentent le dernier maillon d’une longue chaîne d’opérateurs, mais celui de l’ensemble de la filière céréalière qui déterminera la qualité de la matière qui sera travaillée, qu’il s’agisse du blé, de la farine ou de la pâte.

Une des difficultés principales de l’appréciation de la qualité du pain vient du fait que les goûts des consommateurs évoluent dans le temps. Au sortir de la Seconde Guerre mondiale, les consommateurs ont plébiscité des pains développés, à la mie fine et blanche. Depuis quelques années de nombreuses méthodes de panification, dites anciennes, ont été remises au goût du jour. Elles aboutissent toutes à l’obtention d’un pain moins développé, à la mie moins blanche et plus alvéolée et ayant surtout plus de flaveur. Ces pains répondent à une demande des consommateurs pour des produits plus rustiques, plus naturels et ayant un caractère gustatif supérieur (Langraf, 2002).

Plus de 250 composés volatils ont été identifiés dans l’arôme du pain (Schieberle et Grosch, 1991). Toutefois, seuls quelques composés d’arômes ont été considérés comme typiques, même à de très faibles concentrations. Trois processus interviennent dans l’élaboration de l’arôme caractéristique du pain :
– l’oxydation des lipides au cours du pétrissage ;
– les métabolismes de la levure ou du levain au cours de la fermentation;
– les réactions de Maillard et de caramélisation intervenant au cours de la cuisson.

Cependant, l’analyse par le consommateur des perceptions sensorielles est souvent subjective. On dispose en effet de peu de mesures systématiques de la perception des qualités organoleptiques des différents pains, qui peuvent varier d’une fabrication à une autre. Par exemple, les effets sur la flaveur liés à la variation d’un certain nombre de paramètres, comme l’intensité et la durée de pétrissage, sont assez bien contrôlés. En revanche, d’autres influences, comme la réduction ou la suppression des temps de pointage, sont beaucoup moins connues, voire pas du tout dans le cadre de l’emploi de levain naturel.

En l’absence d’étude exhaustive, on remarque tout de même que plusieurs facteurs ont une influence relative sur la flaveur du pain:
– la farine est un facteur de goût dépendant entre autres du taux de cendres et de la teneur en lipides ;
– la fermentation de la pâte par un levain apporte une saveur acide au pain du fait de la production d’acide lactique ainsi que de nombreux composés d’arômes ;
– la note aromatique apportée par la levure n’est généralement détectée qu’entre 3 et 6 g de levure pressée pour 100 g de farine humide tout en sachant que le temps et la température jouent un rôle important dans le métabolisme de la levure et donc dans la production de composés d’arômes (Langraf, 2002) ;
– la qualité de l’eau utilisée peut avoir un impact puisque le chlore freine l’action de la levure, tandis que le calcium accroit la tenue de la pâte tout en favorisant la formation du gluten (Langraf, 2002) ;
– la dose de chlorure de sodium ainsi que le moment de son incorporation sont importants puisque ce composé apporte une saveur mais freine aussi l’action des lipoxygénases et par conséquent diminue l’apparition d’arômes issus de l’oxydation des lipides ;
– l’absence de pointage, qui réduit la durée de fermentation. Cette étape est souvent négligé dans les diagrammes récents de fabrication ;
– la mécanisation du travail des pâtes qui a accompagné le pétrissage intensif et qui a pour conséquence un endommagement du réseau glutineux et un dégazage parfois excessif des pâtons, d’où une suroxydation des lipides et une structure de mie régulière ayant une incidence sur la texture et la mâche finale du pain. Or dans les qualités organoleptiques d’un pain, celles de la mie sont souvent mises en avant (Langraf, 2002).

Présentation du travail de thèse 

Ce travail de thèse, débuté en décembre 2007, consiste à suivre la consommation d’oxygène et la production de dioxyde de carbone par les pâtes de farine de blé à l’aide d’un pétrinfermenteur étanche et instrumenté (le sitoxygraphe). Ces données sont utilisées comme outil de caractérisation (parmis d’autres) de la qualité boulangère des pâtes. En effet, lors du pétrissage, les réactions d’oxydation, pour la plupart enzymatiques, participent à l’acquisition des propriétés viscoélastiques de la pâte et contribuent à la qualité du produit final.

Le sitoxygraphe a été développé par le laboratoire BIAA du Cnam (UMR 1145, Ingénierie – Procédés – Aliments, AgroParisTech / Cnam / Inra) avec l’aide des groupes industriels Soufflet et Puracor. Cet appareil permet de mesurer tout au long du pétrissage la pression, la température et la composition de la phase gazeuse environnant la pâte ainsi que la température de la pâte. A l’aide de ces données, il est possible de calculer les quantités, en moles, d’O2 consommé, de CO2 apparu dans la phase gazeuse et de CO2 retenu par la pâte, ainsi que le volume de cette dernière.

Corrélées à des analyses biochimiques telles que l’état d’oxydation des lipides et des pigments caroténoïdes et l’état d’agrégation des protéines, ainsi qu’à des analyses rhéologiques (consistographe de Chopin et texturomètre), les mesures d’oxygène ont mis en évidence la contribution des réactions d’oxydation dans l’évolution des propriétés rhéologiques de la pâte, notamment dans le cas d’ajout d’améliorants à action oxydante couramment utilisés en panification.

Les travaux entrepris au cours de cette thèse ont essentiellement traité des interactions entre la farine de blé et les ingrédients exogènes (levure, farine de fève et de soja, oses oxydase…) et ont permis de :
– utiliser le sitoxygraphe comme un appareil permettant d’évaluer précisément l’efficacité d’oxydoréductases in situ au cours du pétrissage ;
– mettre en évidence que la levure respire et fermente au cours du pétrissage et qu’elle entre en compétition avec les autres systèmes consommant de l’oxygène (en particulier l’oxydation des lipides) ;
– développer un protocole expérimental permettant de mesurer l’élasticité et l’indice de comportement visqueux de pâtes levurées ;
– mettre en évidence que l’oxydabilité des pâtes augmente avec l’état de maturation de la farine ;
– étendre le champ d’application du sitoxygraphe en l’utilisant non seulement comme un pétrin mais aussi comme un fermenteur. Grâce à cela il est possible de suivre l’évolution de la masse volumique et de la porosité d’une pâte de qualité boulangère à l’instar d’un rhéofermenteur ;
– analyser l’impact de la teneur en O2 de l’atmosphère environnant la pâte sur certaines de ses propriétés biophysico-chimiques et rhéologiques.

L’ensemble de ces résultats est traité en quatre parties, la première est consacrée au traitement des données issues des capteurs du sitoxygraphe et permet de calculer, entre autres, les quantités de matière consommées et produites au cours du pétrissage et de la fermentation ainsi que l’évolution du volume de pâte. Une seconde partie vise à étudier l’impact biochimique et rhéologique de l’ajout de levure sèche dans une pâte, afin de travailler sur des produits proches de ceux rencontrés en boulangerie industrielle ou artisanale.

Table des matières

1 INTRODUCTION
1.1 Place du pain et de la boulangerie dans la société
1.2 Le pain dans l’alimentation des français
1.3 Présentation du travail de thèse
2 TRAVAUX ANTERIEURS
2.1 Généralités : place du pétrissage dans la panification
2.2 Les technologies du pétrissage
2.2.1 Rôle des transferts énergétiques
2.2.1.1 Apport d’énergie mécanique
2.2.1.2 Energie absorbée et dissipée par la pâte
2.2.2 Importance de l’aération de la pâte lors du pétrissage
2.3 Etapes générales de la panification
2.4 Méthodes classiques de détermination des caractéristiques de la farine de blé et des pâtes
2.4.1 Méthode directe d’appréciation
2.4.2 Méthodes indirectes de détermination des caractéristiques d’une farine
2.4.3 Caractéristiques rhéologiques des pâtes
2.4.4 Analyse d’une pâte en cours de fermentation
Autres méthodes
2.5 Les composants de la pâte lors du pétrissage
2.5.1 Levure et levain
2.5.2 Eau
2.5.3 Chlorure de sodium (NaCl)
2.5.4 Oxygène
2.5.5 Farine de blé tendre
2.5.5.1 Matières minérales
2.5.5.2 Glucides
2.5.5.3 Protéines
2.5.5.4 Lipides
2.5.5.5 Acides phénoliques
2.5.5.6 Les enzymes endogènes intervenant lors du pétrissage
2.5.5.6.1 Les hydrolases
2.5.5.6.2 Les oxydoréductases
2.5.5.6.2.1 Système LOX
2.5.5.6.2.2 Système peroxydasique
2.5.5.6.2.3 Système catalasique
2.5.5.6.2.4 Système acide ascorbique oxydase et glutathion déhydroascorbate oxydoréductase
2.5.5.6.2.5 Système polyphénoloxydase (PPO) et phénols
2.5.6 Ingrédients, auxiliaires technologiques et additifs couramment utilisés
2.5.6.1 Aspects législatifs
2.5.6.2 Intervention dans les réactions d’oxydoréduction
2.6 Interactions biochimiques au sein de la pâte.
2.6.1 Développement du réseau protéique de gluten
2.6.2 Interactions pentosanes-protéines
2.7 Travaux antérieurs ménés au Cnam sur le rôle de l’O2 lors du pétrissage.
3 MATERIELS ET METHODES
3.1 Matériels
3.1.1 Farines et levure utilisées
3.1.2 Les oses oxydases
3.1.3 Produits utilisés
3.1.4 Description du sitoxygraphe
3.2 Méthodes
3.2.1 Préparation des pâtes
3.2.2 Modification de l’atmosphère dans l’enceinte du sitoxygraphe
3.2.3 Dosage des activités des LOX et des oses oxydases par polarographie
3.2.4 Dosage des activités lipolytiques
3.2.5 Cartographie des lipides
3.2.6 Dosage des pigments caroténoïdes
3.2.7 Cartographie protéique
3.2.8 Dosage des acides cinnamiques
3.2.9 Analyse de la fermeté des pâtes à l’aide du consistographe de Chopin
3.2.10 Test de compression-relaxation en conditions lubrifiées
3.2.11 Tests de panification
4 ANALYSES DES RESULTATS ET DISCUSSIONS
4.1 Traitement des données issues des capteurs
4.1.1 Effet de la pression sur la réponse de l’analyseur de gaz (% O2 et % CO2)
4.1.2 Détermination des quantités d’O2 consommé et de CO2 apparu pendant le pétrissage et la fermentation
4.1.3 Détermination de la variation de volume de pâte pendant le pétrissage et la fermentation et de la rétention de CO2 pendant la fermentation
4.1.4 Modélisation des courbes de consommation d’O2 et d’apparition de CO2 au cours du pétrissage et de la fermentation
4.1.5 Détermination du coefficient volumique de transfert d’O2
4.2 Effet de la levure sur les caractéristiques bio-physicochimiques des pâtes au cours du pétrissage et de la fermentation
4.2.1 État d’oxydoréduction des pâtes
4.2.1.1 Consommations d’oxygène
4.2.1.2 Apparition et rétention du CO2
4.2.1.3 Oxydation des lipides
4.2.1.4 Oxydation des pigments caroténoïdes
4.2.1.5 Agrégation des protéines
4.2.2 Rhéologie des pâtes (consistographe et texturomètre)
4.2.2.1 Mesure de la pression au consistographe
4.2.2.2 Test de compression-relaxation après pétrissage au sitoxygraphe
4.3 Impact d’ingrédients et d’auxilières de fabrication sur les caractéristiques biophysicochimiques des pâtes non levurées et levurées
4.3.1 Effet des oses oxydases sur les caractéristiques des pâtes de farine de blé
4.3.1.1. Effet sur les consommations d’O2 des pâtes
4.3.1.2. Effet sur l’oxydation des lipides (AGPI libres) et des pigments caroténoïdes
4.3.1.3. Effet du système GOX / glucose sur le profil protéique de pâtes levurées ou non
4.3.1.3.1. Pâtes non levurées
4.3.1.3.2. Pâtes levurées
4.3.1.4. Effet sur les dérivés cinnamiques contenus dans les fractions solubles et insolubles des pâtes
4.3.1.5 Effet rhéologique du système GOX / glucose au cours du pétrissage de pâtes levurées ou non
4.3.1.6 Exercices d’applications
4.3.2 Effet de l’ajout de farines de fève ou de soja sur les caractéristiques biophysico-chimiques des pâtes, levurées ou non, obtenues à partir de farines de blé à deux taux de maturation
4.3.2.1 Effet sur les consommations d’O2 des pâtes au cours du pétrissage
4.3.2.2 Effet sur l’oxydation des lipides
4.3.2.3 Effet sur le profil protéique
4.3.2.4 Effet rhéologique (consistographe)
4.3.3 Effet de l’ajout de GOX à une pâte levurée ou non et contenant une farine de légumineuse selon l’état de maturation de la farine
4.3.3.1 Effet sur les consommations d’O2 des pâtes
4.3.3.2 Effet sur l’oxydation des fractions lipidiques
4.3.3.3. Comparaison de l’oxygène consommé et des AGPI disparus pendant le pétrissage
4.3.3.4 Effet sur le profil protéique des pâtes
4.3.3.5 Effet rhéologique de la GOX en présence de farine de légumineuse
4.4 Effet des atmosphères enrichies ou appauvries en O2 sur les caractéristiques des pâtes et des pains
4.4.1 Effet de la teneur en O2 de l’atmosphère du pétrin sur des pâtes levurées ou non
4.4.2 Effet d’une atmosphère enrichie en O2 sur des pâtes levurées contenant des oses oxydases
4.4.2.1 Atmosphère à 30 % d’oxygène et à pression atmosphérique
4.4.2.2 Atmosphère à 1,3 bar et 21 % d’oxygène
4.4.3 Effet d’une atmosphère enrichie en O2 (30 % à pression atmosphérique) sur des pâtes levurées contenant de la GOX et/ou des farines de légumineuse et/ou une lipase-phospholipase.
4.4.3.1 Conséquences de l’ajout de LOX et/ou de GOX exogènes
4.4.3.2 Conséquence de l’ajout d’une lipase-phospholipase (Lipopan FBG) combinée ou non avec de la GOX
4.4.4 Exercice d’application : Utilisation d’une atmosphère enrichie en O2 et de GOX pour l’améliorer la qualité des pains
4.4.4.1 Consommations d’oxygène des pâtes
4.4.4.2 Propriétés rhéologiques des pâtes
4.4.4.3 Caractéristiques des pains
5 CONCLUSIONS

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