Application du procédé d’extrusion aux farines grasses : cas de la farine d’amande
Teresa DE PILLI1 *, Carla SEVERINI1, Antonietta BAIANO1, Eraldo GUIDOLIN2, Jack LEGRAND3, Roberto MASSINI4
SUMMARY Application of extrusion process to fat meals: the case of almond flour.
A study on doughs formed by pregelled wheat flour, pregelled rice flour, roas- ted almond flour, water and different kinds of additives (soy lecithin, guar gum and arabic gum) was carried out in order to evaluate the capability of those additives to retain the fatty fraction during the extrusion of fatty flours. In fact, a preliminary study about extruded products with high content in lipids showed a considerable loss of fat during extrusion and roasting process. This is an unde- sirable effect for both the shelf life of the products and the hygiene of process.
Electrical conductivity measurements showed that lecithin was the best addi- tive to prevent the loss of fat in o/w emulsions. Accordingly, extruded flakes and grains were produced using doughs formed by wheat pregelled and rice flours, almond flour and lecithin of soy in an industrial pilot plant. The obtained products were submitted to rheological, physical, chemical and sensorial ana- lyses. The results regarding oil extraction during extrusion showed that the wheat flour is the most suitable basic flour for almond snack production.
Key-words: extrusion, fatty flour, emulsifier, almond flour, soy lecithin.
RÉSUMÉ
On a étudié la formation d’émulsions huile dans l’eau capables de retenir et protéger la fraction grasse dans une matrice extrudée. Les mesures de conductibilité électrique, qui ont été faites sur des mélanges de farines de blé et de riz prégélatinisées, farine d’amande, eau et différents additifs (lécithine de soja, farine de guar et gomme arabique), ont montré que la lécithine est plus efficace que les autres additifs pour favoriser la formation d’une émulsion huile
1. Istituto di Produzioni e Preparazioni Alimentari, Università di Foggia, Via Napoli 25, 71100 Foggia, Italie 2. MAFIN S.p.A. via degli Alberi 7, 35015 Galliera Veneta (Padova), Italie.
3. Laboratoire de génie des procédés environnement agroalimentaire – GEPEA – UMR MA 100, Université de Nantes, CRTT, BP 406, 44602 Saint Nazaire cedex, France.
4. Dipartimento d’Ingegneria Industriale, Università di Parma, Parco Area delle Scienze 181/A, 43100 Parma, Italie.
* Correspondance
dans l’eau. Des expériences d’extrusion ont été faites avec les mélanges à base de farines de blé et de riz prégélatinisées, de poudre d’amande torréfiée et de lécithine de soja. Les produits obtenus (en forme de grain et de flocon) ont été caractérisés au moyen d’analyses physicochimiques, rhéologiques et sensorielles. Les résultats obtenus, relatifs à l’extraction d’huile pendant le pro- cédé d’extrusion, ont montré que la farine de blé peut être considérée comme la farine de base la plus adaptée à la fabrication des snacks d’amande. Ces produits, en outre, ont été jugés les meilleurs par les tests sensoriels. Toute- fois, les produits à base de farine de riz présentent les taux d’expansion les plus élevés.
Mots clés : extrusion, farine grasse, émulsifiant, farine d’amande, lécithine de soja.
1 - INTRODUCTION
L’extrusion est un procédé de cuisson performant. Plusieurs types de
« snack foods » et de céréales pour le petit-déjeuner sont produits au moyen du procédé d’extrusion. Depuis vingt ans, les produits extrudés ont rapidement envahi le marché alimentaire (FAUBIONet HOSENEY, 1982).
Ces produits sont obtenus essentiellement à partir de farines amylacées, comme les farines de blé, de riz, de maïs etc. (COLONNAet al., 1989).
L’objet de ce travail est l’étude de l’extrusion de mélanges comportant une fraction lipidique importante pour la réalisation de produits destinés au petit- déjeuner avec un haut contenu énergétique. Ce choix est conditionné par des considérations nutritionnelles, commerciales et technologiques.
Le petit-déjeuner est un repas important. En effet, il doit fournir un apport calorique et nutritionnel nécessaire à l’organisme pour l’activité physique et mentale. Dans ce travail, on a utilisé la poudre d’amande, qui possède une forte proportion d’acides gras insaturés (acide linoléique et linolénique) (FORESTIER, 1991), afin de valoriser cette matière première très intéressante en étendant ses applications dans le domaine de l’industrie alimentaire. On a utilisé une poudre d’amande torréfiée pour intensifier l’arôme des extrudats et pour utiliser l’effet antioxydant des réactions de torréfaction (réaction de Maillard) (SEVERINI et al., 1999).
Du point de vue technologique, l’action des éléments de vis de l’extrudeur sur la matière peut être double : soit créer un mélange avec les autres ingré- dients, formant une dispersion de petites gouttes huileuses (NAVARROet al., 1996), soit provoquer une extraction d’huile avec une séparation de phases (NELSONet al., 1987). En outre, pour les produits amylacés à basse humidité, les matières grasses empêchent la formation des couches visqueuses au contact des parois chaudes de l’extrudeur (GUY, 1994). Toutefois, les mélanges ont des comportements différents suivant leur quantité de matière grasse. Si la quantité de lipides est supérieure à 1 %, on a une réduction de la dispersion de l’amidon et, en conséquence, les produits sont moins expansés et ont une structure semblable aux biscuits (RYUet al., 1994). D’autre part, DE PILLI et al. (2000) ont observé que, si la quantité de matière grasse devient trop importante, il y a une
extraction d’huile pendant le procédé d’extrusion. Le but du travail est l’étude d’une formulation qui permette la protection et la rétention de la fraction hui- leuse au moyen de la formation d’une émulsion de type huile dans l’eau et qui permette ainsi la réalisation des produits les plus expansés.
2 - MATÉRIEL ET MÉTHODES
2.1 Matières premières
Les farines de blé et de riz prégélatinisées et d’amande torréfiée, utilisées pour les mesures de conductibilité électrique et pour la production des extru- dats, ont été achetées dans le commerce (« Cereal Destrine », Cadelbosco Sopra – Reggio Emilia pour les farines de céréales et « Alimentaristica Pugliese » Cerignola – Foggia, Italie pour la poudre d’amande). Les farines utili- sées pour les expériences de conductibilité électrique et d’extrusion apparte- naient à deux lots différents.
La composition biochimique des farines est donnée dans le tableau 1.
Tableau 1
Caractérisation biochimique des matières premières utilisées pour les expériences de conductivité électrique et d’extrusion
Table 1
Biochemical composition of the flours used for the electric conductivity and extrusion tests
Matières premières Humidité % Matières minérales % Protéine % Lipides % Expériences de conductivité
Farine de riz prégélatinisée 15,00 1,150 07,00 00,80
Farine de blé prégélatinisée 15,00 1,510 09,30 00,90
Farine d’amande torréfiée 03,89 2,900 21,66 62,53
Expériences d’extrusion
Farine de riz prégélatinisée 8,94 0,705 07,17 00,80
Farine de blé prégélatinisée 8,16 1,150 10,10 00,90
Farine d’amande torréfiée 1,04 3,360 19,02 68,64
2.2 Analyses chimiques des farines
Sur les trois différents types de farine, on a déterminé l’humidité, la quantité de matières minérales, la teneur en protéines et en lipides (en utilisant la méthode de GIUGLIANOet STEIN, 1989) et la quantité de gluten sec (en utilisant la méthode D’EGIDIOet al., 1989).
2.3 Mesures de conductibilité électrique
Les mesures de conductibilité électrique, exprimées en microsiemens (µs), ont été obtenues au moyen d’un conductimètre ALESSANDRINI(Modena, Italie) mod. 4071. Ces expériences ont été faites sur six types de formulation (tableau 2).
Tableau 2
Formulations utilisées dans les expériences de conductivité électrique Table 2
Formulations used for the electric conductivity tests
Formulations Farine de blé Farine de blé Farine d’amande
prégélatinisée prégélatinisée torréfiée
I 85 % — 15 %
II 75 % — 25 %
III 50 % — 50 %
IV — 85 % 15 %
V — 75 % 25 %
VI — 50 % 50 %
On a préparé des mélanges à base d’eau distillée dans un bécher de 500 mL au moyen d’un mélangeur à immersion GIRMI X45 (Marnete, Varese-Italie). On a introduit l’électrode pour effectuer les mesures de conductibilité électrique lorsque le mélange présentait une consistance crémeuse.
Pour chacune des six formulations, on a ajouté trois types d’additifs : léci- thine de soja (E322), gomme de guar (E412) et gomme arabique (E414), avec des pourcentages différents obtenant ainsi un total de 60 formulations :
– lécithine de soja 0 % ; 0,2 % ; 0,5 % ; 0,7 % et 1 % ; – gomme de guar 0 % ; 0,3 % et 0,5 % ;
– gomme arabique 0 % ; 0,5 % ; 1 % et 2 %.
2.4 Extrudeur utilisé pour la production des « snacks d’amande » La réalisation des snacks a été réalisée dans un extrudeur mono-vis FEN (Galliera Veneta – Padova, Italie) mod. HTE – 65. Les paramètres du procédé d’extrusion étaient les suivants : pression de vide de 0,67 bars dans le malaxeur ; vitesse de la vis de 206 rpm (produits à base de farine de blé) ou de 300 rpm (produits à base de farine de riz) ; température du produit 50 °C dans l’extrudeur ; pression de 10 bars dans la filière. La vis d’extrusion était consti- tuée par une spirale sans éléments de cisaillement avec un rapport de com- pression 1,4 : 1.
Les extrudats ont été torréfiés dans un torréfacteur FEN mod. TO – 10 à trois zones commercialisé par MAFIN s.p.a. (Galliera Veneta, Padova-Italie). Les tem- pératures et les temps de séjour dans chaque zone sont donnés dans le tableau 3. Ces paramètres ont été déterminés expérimentalement à partir de l’évaluation visuelle.
Tableau 3
Conditions de torréfaction des « Almond snacks » Table 3
Roasting conditions of “Almond snacks”
Zones Produits Températures (°C) Temps (s)
Préchauffage Grain (à base de farine de blé) 162 13
Flocons (à base de farine de blé) 150 40
Grain (à base de farine de riz) 164 27
Flocons (à base de farine de riz) 164 27
Expansion Grain (à base de farine de blé) 200 09
Flocons (à base de farine de blé) 205 15
Grain (à base de farine de riz) 210 13
Flocons (à base de farine de riz) 210 13
Finissage Grain (à base de farine de blé) 144 12
Flocons (à base de farine de blé) 160 34
Grain (à base de farine de riz) 160 34
Flocons (à base de farine de riz) 160 34
2.5 Formulations utilisées dans les expériences d’extrusion
On a utilisé deux types de mélange avec un contenu en eau de 36 % (les pourcentages massiques des ingrédients sont rapportés à la substance sèche) : a) 64,8 % de farine de blé prégélatinisée, 25 % de poudre d’amande, 8 % de saccharose, 0,2 % de lécithine de soja, 1 % de chlorure de sodium ;
b) 64,8 % de farine de riz prégélatinisée, 25 % de poudre d’amande, 8 % de saccharose, 0,2 % de lécithine de soja, 1 % de chlorure de sodium.
Pour chaque formulation, on a réalisé deux types de produit, qui se différen- ciaient par leur forme : grain et flocon. Les grains ont une longueur de 1 cm et une largeur de 0,2 cm et les flocons une longueur de 1 cm et une largeur de 0,5 cm.
2.6 Analyses chimiques, physicochimiques et sensorielle sur les produits extrudés
Différentes caractéristiques ont été déterminées sur les produits finis. Toutes les analyses ont été faites en double et le coefficient de variabilité des répéti- tions est inférieur à 1 %.
2.6.1 Humidité(GIUGLIANOet STEIN, 1989)
Dix grammes d’échantillon ont été pesés dans une capsule d’aluminium et séchés dans une étuve pendant une heure et demie à une température de 130 °C. L’échantillon est ensuite refroidi et pesé. Les résultats sont exprimés par la perte du poids rapportée à 100 g de produit.
2.6.2 Détermination de l’activité de l’eau (Aw)
Ce paramètre est déterminé au moyen d’un hygromètre à point de rosée de type Aqua Lab. CX-2 (Decagon Devices Inc., Pullman, WA).
2.6.3 Perte d’huile (GIUGLIANOet STEIN, 1989)
La perte d’huile a été calculée à partir de la différence entre le pourcentage d’huile dans le mélange initial et celui dans les produits torréfiés. Le contenu d’huile a été déterminé par extraction avec l’éther éthylique au moyen d’un extracteur Soxhlet. Les résultats sont exprimés par la perte d’huile (en g) rap- portée à 100 g de produit.
2.6.4 Isotherme d’adsorption d’eau
Les isothermes sont obtenues par voie pondérale sur le produit sec (méthode classique). Les échantillons (ayant chacun une masse de 2 g) sont répartis dans six récipients à humidité relative constante, dans lesquels sont placées des solu- tions saturées de sels permettant d’obtenir différentes valeurs d’activité de l’eau Aw à l’équilibre : chlorure de magnésium (Aw = 0,31) ; chlorure de magnésium (Aw = 0,33) ; nitrate de sodium (Aw = 0,66) ; chlorure de sodium (Aw= 0,75) ; chromate de potassium (Aw= 0,87) ; chlorure de baryum (Aw= 0,90).
2.6.5 Détermination de la couleur
La couleur est mesurée au moyen d’un colorimètre tristimulus (Chromame- ter-2 Reflectance, Minolta, Osaka, Japan) doté d’une tête de mesure CR 300.
L’installation est standardisée au moyen d’une plaque de couleur connue (L* = 93,5 ; a* = –10 ; b* = 0,8) avant chaque mesure. La couleur est exprimée selon les paramètres de l’échelle de Hunter (MASTROCOLA et LERICI, 1991) : L* (luminosité) ; a* (index de rouge) et b* (index de jaune). L’analyse de la cou- leur est répétée cinq fois et les coefficients de variabilité sont exprimés en pour- centage.
2.6.6 Détermination de la consistance
Les produits en forme de grain et de flocon sont soumis à des analyses rhéologiques au moyen d’un dynamomètre Stable Systems TA – Hdi Texture Analyser, pour déterminer leur consistance.
Les échantillons en forme de grain sont coupés au moyen d’une lame des- cendante à la vitesse de 0,5 mm/s. Les résultats obtenus sont exprimés en Newton (N), correspondant à la force pour casser chaque grain. Les snacks ayant une forme de flocon sont chargés (échantillon de 20 g) dans une cellule Ottawa avec un fond fermé et sont comprimés jusqu’à 50 % de la hauteur ini- tiale de l’échantillon. La charge initiale est de 300 g et le piston descend à la vitesse de 0,5 mm/s. Le coefficient de variabilité a été déterminé à partir de cinq répétitions de la mesure pour chaque échantillon.
2.6.7 Analyse sensorielle
Un « panel test » (des personnes non exercées) a été fait sur les produits tor- réfiés. Les échantillons sont jugés par 76 personnes, qui ont décrit l’aspect, la
couleur, l’odeur, la structure, la saveur et qui ont exprimé un jugement global sur chaque produit. Comme référence, on a présenté aux juges un échantillon de corn flakes et un de céréales pour yoghourt trouvés dans le commerce.
Les évaluations ont été rassemblées dans des fichiers et ont été traitées selon les critères des tests d’acceptabilité et de préférence (RISVIK, 1985), en utilisant quatre indices de satisfaction à cinq gradations pour les caractéris- tiques sensorielles considérées et une échelle à sept gradations pour l’évalua- tion globale. Pour le traitement des données, les préférences pour chaque classe de fréquence relative à chaque caractéristique sensorielle sont expri- mées en pourcentage par rapport au nombre total des dégustateurs. On a éla- boré, en outre, un graphique à radar. Chaque axe a été divisé en cinq segments et à chaque classe de fréquence on a donné une échelle de 1 à 5, reportant, sur chaque axe, la valeur la plus fréquente pour chaque caractéristique sensorielle.
3 - RÉSULTATS ET DISCUSSION
Lors d’expériences préliminaires, on a observé une extraction d’huile pen- dant l’extrusion des mélanges ayant un contenu important en matière grasse.
Les conditions opératoires et les résultats de ces expériences sont donnés dans le tableau 4. Au cours de ce premier stade, on a étudié deux types de for- mulation, à base de farine de blé et de farine de riz prégélatinisée, additionnées de farine d’amande. On a constaté visuellement que la présence d’une farine riche en matière grasse comme la poudre d’amande (~ 60 % de lipides dans la matière sèche) entraîne une extraction d’huile importante pendant le procédé d’extrusion, ce qui n’est pas acceptable pour la conservation du produit et pour les conditions d’hygiène de l’atelier. Pour mettre au point une formulation qui permette la protection et la rétention de la fraction grasse au moyen de la for- mation d’une émulsion huile dans l’eau, on a effectué des mesures de conducti- bilité électrique. Ces mesures sont faites sur des mélanges à base de farines de blé et de riz prégélatinisées, de poudre d’amande torréfiée, d’eau et de trois types d’additifs : lécithine de soja, gomme de guar et gomme arabique. La mesure de la conductibilité électrique permet de quantifier l’aptitude à créer des émulsions pour chacun de ces additifs. En effet, lorsque la phase hydrophobe se disperse dans la phase hydrophile, riche en minéraux et par conséquent plus conductrice, la conductibilité électrique augmente (KATOet al., 1985).
Les valeurs des rapports (R) entre la conductibilité électrique des mélanges avec et sans émulsifiant en fonction des formulations à base de farine de blé et de farine de riz prégélatinisées avec des quantités croissantes de poudre d’amande torréfiée (15 %, 25 %, et 50 %) et de lécithine de soja (0 %, 0,2 %, 0,5 %, 0,7 %, et 1 %) sont représentées sur la figure 1. Dans ce graphique on peut observer l’augmentation, même si dans certains cas (formulation II et IV) l’augmentation est assez faible, de la conductibilité électrique de tous les mélanges comportant de la lécithine par comparaison aux mélanges sans émul- sifiant (rapport de conductibilité électrique supérieur à 1) et une tendance, dans la plupart des cas, à l’accroissement des valeurs de la conductibilité électrique avec l’augmentation du pourcentage de lécithine de soja.
Tableau 4 Expériences préliminaires d’extrusion pour la réalisation des produits destinés au petit-déjeuner «Snacks d’amande» avec des farines de riz, de blé et d’amande Table 4 Preliminary extrusion tests with wheat flour, rice flour and almond flour TestsFormulationParamètres de procédéParamètres de procédéÉvaluation (Extrusion)(Torréfaction)visuelle Expérience IFarine de riz prégélatinisée 66%Vide dans le malaxeur: 640mmHgZone de préchauffagePerte d’huile dans la filière Farine d’amande 25%Vitesse vis d’alimentation: 82rpmTempérature: 158°C Saccharose 8%Vitesse vis de compression: 209rpmTemps de séjour: 10s NaCl 1%Pression à la filière: 10barZone d’expansion Humidité 33%Température moyenne d’extrusion: 50°CTempérature: 220°C Temps de séjour: 51s Zone de finissage Température: 170°C Temps de séjour: 19s Expérience IIFarine de blé prégélatinisée 66%Vide dans le malaxeur: 625mmHgZone de préchauffagePerte d’huile dans la filière Farine d’amande 25%Vitesse vis d’alimentation: 50rpmTempérature: 155°C Saccharose 8%Vitesse vis de compression: 296rpmTemps de séjour: 10s NaCl 1%Pression à la filière: 12barsZone d’expansion Humidité 36,70%Température moyenne d’extrusion: 50°CTempérature: 200°C Temps de séjour: 37s Zone de finissage Température: 170°C Temps de séjour: 19s
Cette tendance pourrait indiquer la dispersion de la phase hydrophobe à l’intérieur du mélange sous forme de petites gouttes d’huile et par conséquent la formation d’une émulsion stable huile dans l’eau. En outre, on peut remarquer que la lécithine réussit à favoriser l’émulsification à faible concentration (0,2 %) dans les mélanges à base de farine de blé et dans ceux à base de farine de riz.
Les valeurs des rapports (R) entre la conductibilité électrique des mélanges avec et sans émulsifiant pour des formulations identiques à base de farines de blé et de riz prégélatinisée et de poudre d’amande torréfiée (15 %, 25 %, et 50 %), mais avec deux autres additifs (0 %, 0,3 %, 0,5 % pour la gomme de guar et 0 %, 0,5 %, 1 %, 2 % pour la gomme arabique) sont représentées sur les figures 2 et 3. On peut observer une tendance opposée à celle provoquée par l’addition de lécithine. Dans ce cas, en effet, les valeurs de la conductibilité électrique des formulations diminuent avec l’ajout de ces ingrédients (rapport de conductibilité électrique inférieur à 1). Il ne semble pas qu’il y ait formation d’une émulsion eau dans l’huile. Toutefois, la diminution du rapport R pourrait être due à la réduction de la valeur de Aw à cause de l’effet épaississant des ingrédients (MERCADELLI, 2001), qui entraîne une augmentation de la viscosité du mélange et une réduction de la mobilité des minéraux, et par conséquent une diminution de la conductibilité électrique.
La lécithine apparaît donc comme le meilleur additif car il favorise la forma- tion d’une émulsion stable huile dans l’eau capable de protéger et de retenir la
Figure 1
Mesures de la conductivité électrique des mélanges à base de farine de blé prégélatinisée ou de farine de riz prégélatinisée additionnés de farine d’amande
torréfiée et de lécithine de soja
0,2 lécithine de soja ; 0,5 % lécithine de soja ; 0,7 % lécithine de soja ;
1 % lécithine de soja
Electrical conductivity measurements of doughs with pregelatinised wheat flour or pregelled rice flour, roasted almond flour and soy lecithin
0.2 soy lecithin; 0.5 % soy lecithin; 0.7 % soy lecithin; 1 % soy lecithin Formulations
R =(conductibilité avec émulsifiant) (conductibilité sans émulsifiant)
fraction grasse. Ce comportement peut être expliqué par les caractéristiques interfaciales de la lécithine de soja, qui lui permettent de former des films entre les lipides et les protéines (BIALE, 1999).
Les mesures de conductibilité électrique ont permis de déterminer la formu- lation adaptée aux expériences d’extrusion. Quatre types de snacks ont été réa- lisés. Ces produits se différencient soit par la farine de base (farine de blé ou de riz prégélatinisée), soit par la forme (grain semblable aux céréales pour yoghourt et flocon semblable aux corn flakes). Les quatre types de snacks ont été obte- nus avec 0,2 % de lécithine de soja.
Pendant l’extrusion de ces mélanges, aucune extraction d’huile n’a été observée. Cependant, la perte d’huile des produits torréfiés a été déterminée (figure 4). Dans ce graphique, on peut remarquer que les produits à base de farine de riz ont eu une perte de matière grasse beaucoup plus élevée que les snacks à base de farine de blé. En outre, dans le cas des produits à base de farine de blé, on peut remarquer que la perte en matière grasse est plus faible pour les snacks en forme de grain que pour ceux ayant une forme de flocon.
Dans ce dernier cas, en effet, le mélange est soumis à une pression importante provoquée par l’écrasement du produit entre les deux cylindres qui réduisent les granulés en flocons.
Ceci pourrait être dû à la formation d’une émulsion huile dans l’eau plus stable du fait de l’interaction de la lécithine de soja avec le gluten et les lipides.
Figure 2
Mesures de la conductivité électrique des mélanges à base de farine de blé prégélatinisée ou de farine de riz prégélatinisée, additionnés de farine d’amande
torréfiée et gomme de guar
0,3 % gomme de guar ; 0,5 % gomme de guar
Electrical conductivity measurements of doughs with wheat flour or pregelatinised rice flour, roasted almond flour and guar gum
0.3 % guar gum; 0.5 % guar gum
Formulations R =(conductibilité avec émulsifiant) (conductibilité sans émulsifiant)
Beaucoup de modèles ont été proposés pour expliquer le rôle de l’interaction entre les lipides et les protéines dans la production du pain. GROSSKREUTZ (1961), par une étude aux rayons X, a supposé que les phospholipides forment des couches moléculaires dans le gluten : la lécithine se lierait aux chaînes pro- téiques au moyen de liaisons ioniques qui se forment entre les groupes acides des phospholipides et les groupes basiques des protéines. HOSENEY et al.
(1970) ont proposé l’existence d’un complexe gliadine — lipides polaires — glu- ténine. Les lipides polaires libres, principalement les glycolipides, seraient liés hydrophiliquement aux gliadines et hydrophobiquement aux gluténines. WEHRLI (1969) a proposé un complexe semblable entre l’amidon et le gluten. DE STEFA- NIS et al. (1977) ont étudié la localisation des lipides (superficiels) pendant le pétrissage et la cuisson. Ils ont observé que les liaisons des lipides avec les protéines, qui se forment pendant le pétrissage, se déplacent aux fractions amylacées (amylose et amylopectine) pendant la cuisson. Ils en ont conclu que, pendant la cuisson, les liaisons entre les lipides et le gluten s’affaiblissaient de fait de la dénaturation des protéines, ce qui entraîne un renforcement des liai- sons entre les lipides et les fractions amylacées gélatinisées. Ils ont remarqué, en outre, que l’amidon est lié aux triglycérides, aux acides gras libres et à la lysophophatidylcholine.
La même interaction peut jouer un rôle dans le procédé d’extrusion. MARKet al. (1989) ont montré que pendant l’extrusion de zeïne et d’huile de maïs des complexes sont formés entre les protéines et les lipides. Ils ont observé que
Figure 3
Mesures de la conductivité électrique des mélanges à base de farine de blé prégélatinisée ou farine de riz prégélatinisée, additionnés de farine d’amande
et gomme arabique
0,5 % gomme arabique ; 1 % gomme arabique ; 2 % gomme arabique
Electrical conductivity measurements of doughs with wheat flour or pregelatinised rice flour, roasted almond flour and arabic gum
0.5 % arabic gum; 1 % arabic gum; 2 % arabic gum Formulations R =(conductibilité avec émulsifiant) (conductibilité sans émulsifiant)
l’augmentation de la température n’entraîne pas une augmentation de ces com- plexes. Ils ont ainsi supposé que ces complexes ne seraient pas dus à la dégra- dation des protéines. CHEN-LUNG et al. (1995) ont étudié la formation d’associations lipides-protéines et lipides-amidon pendant le procédé d’extru- sion d’un mélange de protéines de soja et de farine de riz. Les résultats ont montré que le contenu en humidité du mélange est le principal facteur qui influence l’interaction entre les lipides et les autres constituants. Ces interac- tions sont constituées essentiellement par des liaisons physiques. Ils ont observé par exemple que, pour des conditions d’extrusion à une température de 150 °C et une valeur d’humidité de 23 %, la formation des complexes de type lipides-protéines est privilégiée. Dans le cas où la température d’extrusion et l’humidité du mélange sont respectivement de 200 °C et de 13 %, à cause de la dénaturation des protéines et de la gélatinisation de l’amidon prédomine la formation des complexes de type lipides-amidon. En présence des phospholi- pides, il y a la formation de liaisons de type hydrogène, hydrophobe et électro- statique.
Dans notre travail, l’extrusion a été réalisée à une température faible (≈60 °C) et avec une valeur d’humidité élevée (≈40 %). On peut donc supposer que, dans ces conditions d’extrusion, la formation des complexes lipides-pro- téines est favorisée par rapport à celle des complexes lipides-amidon. Donc,
Figure 4
Détermination de la perte de matière grasse pendant le procédé d’extrusion des échantillons, avec 0,2 % de lécithine de soja
A : produits en forme de grain avec farine de blé prégélatinisée ; B : produits en forme de grain avec farine de riz prégélatinisée ; C : produits en forme de flocons avec farine de blé prégé- latinisée ; D : produits en forme de flocons avec farine de riz prégélatinisée
Loss of fat in extruded products with 0.2 % soy lecithin
A: grains produced with pregelled wheat flour; B: grains produced with pregelled rice flour;
C: flakes produced with pregelled wheat flour; D: flakes produced with pregelled rice flour Formulations
Perte de lipides (%)
dans les produits à base de farine de blé, se forment des complexes stables de type lipides – lécithine – gluten. Dans la farine de riz, il n’y a pas de gluten et le contenu protéique est plus faible que dans la farine de blé (tableau 3). La forma- tion de ces complexes est donc limitée.
Les valeurs d’humidité (U %), de l’activité de l’eau (Aw), les paramètres de couleur (L*, a* et b* avec les coefficients de variabilité) et les mesures de consis- tance avec les coefficients de variabilité pour les quatre types de produit sont données dans le tableau 5.
Tableau 5
Caractéristiques chimiques, physicochimiques et rhéologiques des « Snacks d’amande »
Table 5
Chemical, physical-chemical and rheological characterization of “Almond snacks”
Formulations Humidité Aw L* CV % a* CV % b* CV % Charge de CV %
(%) rupture (N)
A 2,28 0,160 57,14 2,13 – 2,37 15,10 35,21 1,46 005,30 14,71 B 2,58 0,306 66,11 2,02 – 0,77 16,48 32,99 1,26 004,05 05,94 C 2,66 0,184 65,68 1,84 – 0,66 11,51 33,13 2,46 851,51 08,33 D 3,63 0,329 67,22 0,17 – 0,84 14,25 33,82 3,00 307,05 03,56 A : produits en forme de grain avec farine de blé ;
B : produits en forme de grain avec farine de riz ; C : produits en forme de flocons avec farine de blé ; D : produits en forme de flocon avec farine de riz.
Les résultats d’humidité et d’Awlaissent prévoir la stabilité microbiologique des snacks. En effet, à ces valeurs de U % et d’Aw, un développement micro- bien après le procédé de torréfaction est impossible. Dans un aliment, une pro- lifération microbienne n’est possible que si l’humidité est supérieure ou égale à 60 % (EVRANUTZ, 1993) et si l’Awest supérieure ou égale à 0,65 (LERICIet LERC- KER, 1983).
Pour ce qui concerne la stabilité chimique de ces produits, en particulier l’oxydation des lipides, les valeurs de U % et Awindiquent que leur contenu en eau correspond à des niveaux inférieurs à celui d’une couche monomoléculaire.
Dans ces conditions, un conditionnement sans oxygène et une conservation à une température de réfrigération pourraient être suffisants pour préserver ces produits (PERI, 1989).
Les isothermes d’absorption des quatre types de snacks sont représentées sur la figure 5. Ces courbes ne présentent pas une forme parfaitement sig- moïde. L’irrégularité des courbes des extrudats, dans la zone des faibles valeurs d’Awest due, probablement, à la complexité de leurs formulations. Dans ce graphique, on peut remarquer, en outre, que la vitesse d’hydratation des produits augmente à partir d’une valeur d’Awde 0,66.
Les paramètres de luminosité L*, d’index de rouge a* et d’index de jaune b*
(tableau 5) sont considérés comme des témoins de la réaction de Maillard (LERICIet al., 1990). Grâce à ces paramètres, on peut observer que les produits à base de farine de blé sont plus sombres que les snacks à base de farine de riz, en particulier pour les produits en forme de grain ; la valeur de L* est la plus basse et les valeurs de a* et de b* sont plus élevées. Plus la réaction de Maillard est intense et plus la luminosité diminue et les indices de rouge et de jaune aug- mentent, ce qui rend les résultats obtenus cohérents.
Les résultats de l’analyse sensorielle sont en accord avec les données pré- cédentes (figure 6). Les échantillons les mieux torréfiés sont les produits à base de farine de blé, car ils sont plus riches en protéines (tableau 3) et par consé- quent les réactions de Maillard sont favorisées.
Pour étudier la texture des produits et, en particulier, leur degré d’expansion, on a déterminé la charge de rupture (tableau 5), c’est-à-dire la force qui est nécessaire pour casser un grain (dans le cas des produits en forme de grain) ou 20 g de flocons (dans le cas des produits en forme de flocons). Les résultats obtenus montrent que les snacks à base de farine de blé sont plus durs que ceux à base de farine de riz pour les deux formes de produits. Les mêmes résultats ont été obtenus avec l’évaluation sensorielle (figure 7).
Le résultat des expériences de charge de rupture et d’évaluation sensorielle montre que les produits à base de blé (sous forme de grains ou de flocons) sont
Figure 5
Isotherme d’absorption des échantillons avec 0,2 % de lécithine de soja A : produits en forme de grain avec farine de blé prégélatinisée ; B : produits en forme de grain avec farine de riz prégélatinisée ; C : produits en forme de flocon avec farine de blé prégélatinisée ; D : produits en forme de flocon avec farine de riz prégélatinisée
Absorption isotherms of samples with 0.2 % soy lecithin
A: grains produced with pregelled wheat flour; B: grains produced with pregelled rice flour;
C: flakes produced with pregelled wheat flour; D: flakes produced with pregelled rice flour Activité de l’eau (Aw)
Humidité absolue (H%)
Figure 6
Évaluation sensorielle de la couleur de « Snacks d’amande »
Très clair ; clair ; torréfaction optimale ; brune ; très brune Sensorial analysis of colour of “Almond Snacks”
Very light; light; optimum roasting; dark; very dark Formulations
Fréquence %Fréquence %
Figure 7
Évaluation sensorielle de la structure des « Snacks d’amande »
Très dur ; dur ; croquant ; friable ; doux
Sensorial analysis of texture of “Almond Snacks”
Very tough; tough; Crisp; floury; tender Formulations
moins expansés que les produits à base de farine de riz. Parmi les causes de l’expansion réduite des produits à base de farine de blé, on peut citer la pré- sence du gluten qui absorbe une partie de l’eau et donc entraîne un degré plus faible de gélatinisation de l’amidon, celle-ci étant fondamentale pour l’expan- sion des produits (WANGet al., 1983 ; FAUBIONet al., 1982).
Figure 8
Profils des caractéristiques organoleptiques des produits torréfiés
A : produits en forme de grain avec farine de blé prégélatinisée ; B : produits en forme de grain avec farine de riz prégélatinisée ; C : produits en forme de flocon avec farine de blé prégélatinisée ; D : produits en forme de flocon avec farine de riz prégélatinisée
Global sensorial features of extruded products
A: grains produced with pregelled wheat flour; B: grains produced with pregelled rice flour;
C: flakes produced with pregelled wheat flour; D: flakes produced with pregelled rice flour
Les caractéristiques organoleptiques des quatre types de produit, évaluées par les dégustateurs, sont représentées sur la figure 8. Dans ce graphique, on peut observer que les produits ayant les profils les plus harmoniques sont à base de farine de blé, en particulier les snacks en forme de flocon. Ces produits ont été jugés les meilleurs par les dégustateurs.
4 - CONCLUSION
L’extrusion de mélanges avec un contenu important en lipides est améliorée en présence d’un émulsifiant. Les meilleurs résultats ont été obtenus avec la lécithine de soja, par comparaison à la gomme de guar et la gomme arabique.
En ce qui concerne les résultats des caractéristiques rhéologiques et senso-
rielles des produits, on a montré que les produits les plus expansés sont les produits à base de farine de riz. Cependant pour des mélanges avec une concentration importante en lipides, cette farine s’adapte moins bien au pro- cédé d’extrusion, de fait d’une extraction d’huile importante pendant le pro- cédé. En outre, les snacks qui ont été jugés meilleurs par les dégustateurs sont les produits à base de farine de blé, en particulier ceux en forme de flocon. En conclusion la farine de blé peut être considérée comme la mieux adaptée pour réaliser les snacks d’amande.
Reçu le 24 août 2000, révisé le 25 juin 2001, accepté le 8 octobre 2001.
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