Article pp.431-449 du Vol.28 n°6 (2008)

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ARTICLE ORIGINAL ORIGINAL PAPER

Influence du procédé de fabrication

sur la qualité nutritionnelle du pain de campagne

J.-M. Lecerf¹*, B. Borgies¹, B. Boukandoura¹, A. Cayzeele¹, J.-M. Robin², D. Grivet²

ABSTRACT

Effect of bread making process on nutritional quality of campagne bread.

Because of organization concerns and because it saves time, deep freezing was recently integrated into the bread making process. However, its impact is still not enough known, in particular at the nutritional level.

The influence of the manufacturing process of “campagne” breads was studied by comparing the nutritional quality of breads made via three processes: a traditional way without any deep freezing and two industrial processes (“pre-cooked” and “pre-proofed”) including deep freezing steps. For that, 12 criterions were analyzed: carbohydrates, lipids, proteins, energy, ashes, moisture, total sugar, lysine content, vitamin B1, resistant starch, acrylamide, and hydroperoxydes. The study of cold storage (deep freezing at – 18 °C) for the “pre-cooked” and “pre-proofed” breads also revealed that there was not any nutritional consequence on the analyzed parameters lev- els. Only the resistant starch of the “pre-cooked” breads shows higher contents than the “pre-proofed” breads, without any significant difference with the traditional manufacturing process.

Keywords

bread, deep-freezing, cold storage, nutritional quality, process.

RÉSUMÉ

Pour des raisons d’organisation et de gain de temps, la surgélation a été récemment intégrée au procédé de panification. Cependant, son impact est encore peu connu, notamment au niveau nutritionnel.

1. Institut Pasteur de Lille – service de nutrition – 1, rue du Professeur Calmette – 59019 Lille Cedex – France.

2. Groupe Holder – Recherche et Développement – 2, place de la gare – 59110 La Madeleine – France.

* Correspondance : jean-michel.lecerf@pasteur-lille.fr

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432 Sci. Aliments 28(6), 2008 J.-M. Lecerf et al.

L’influence du procédé de fabrication de pains de campagne a été étudiée en comparant la qualité nutritionnelle de pains fabriqués suivant trois procé- dés de fabrication : la fabrication traditionnelle sans surgélation et deux process industriels (« pré-cuit » et « pré-poussé ») incluant tous les deux une étape de surgélation. Pour cela, 12 critères ont été analysés : glucides, lipides, protéines, énergie, matières minérales, teneur en eau, sucres totaux, teneur en lysine, vitamine B1, amidon résistant, acrylamide, et hydroperoxydes. L’étude du stockage à froid (conservation à – 18 °C) des pains « pré- cuits » et « pré-poussés » a permis de montrer que celui-ci n’avait pas d’influence sur les marqueurs nutritionnels : seuls les pains « pré-cuits » pré- sentent des teneurs en amidon résistant supérieures aux pains « pré- poussés », sans toutefois de différence significative avec le procédé de fabrication traditionnel.

Mots clés

pain, surgélation, stockage à froid, qualité nutritionnelle, procédé de fabrica- tion.

1 – INTRODUCTION

La farine de blé est une source majeure de glucides (notamment d’amidon) et contient des protéines végétales et des lipides. C’est une source significative de fibres et de certaines vitamines et certains minéraux. Cependant, au cours de la fabrication du pain, la panification peut induire une perte de ces compo- sés par le biais des étapes de fermentation, pétrissage et cuisson. Ainsi, on observe par exemple jusqu’à 48 % de perte en vitamine B1 entre la farine blan- che et le pain obtenu à l’issue d’un procédé de panification traditionnel (Bati- foulier et al., 2005).

Des étapes de surgélation et de stockage à froid ont été introduites dans le procédé de panification afin d’assurer le maintien de la qualité microbiologique et organoleptique des produits et ainsi, de permettre une conservation plus longue des pains. Toutefois, ces étapes supplémentaires engendrent des modifi- cations dont l’impact sur la qualité nutritionnelle du pain est encore très peu connu. À l’heure actuelle, les quelques études portant sur ce sujet se sont foca- lisées sur les conséquences du froid négatif sur l’activité des levures et ses impacts sur les performances de panification (INBP, 1997).

Cette étude a pour but d’étudier l’impact du stockage à froid sur les qualités nutritionnelles du pain en comparant un pain fabriqué suivant un procédé traditionnel, sans surgélation, et deux pains préparés selon deux procédés de fabrication distincts, « pré-poussé » et « pré-cuit », incluant tous deux une étape de surgélation. L’influence du temps de stockage a également été évaluée en comparant des pains conservés un ou cinq mois à – 18 °C. Enfin, le dernier objectif est de comparer les deux procédés industriels (« pré-cuit » et « pré- poussé ») entre eux, afin de déterminer lequel des deux préserve au mieux la qualité nutritionnelle du pain.

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Cette évaluation repose sur la sélection de marqueurs permettant de déter- miner la composition nutritionnelle standard (glucides, lipides, protéines, éner- gie, matières minérales, sucres totaux) des pains et d’évaluer la perte ou la dégradation de composés d’intérêt (teneur en lysine et en vitamine B1), et l’apparition de composés néoformés (amidon résistant, acrylamide, hydrope- roxyde).

1.1 Perte ou dégradation de composés indispensables

La lysine est un acide aminé indispensable à notre organisme. Cependant, le pain est pauvre en lysine, ce qui diminue la qualité nutritionnelle de ses protéi- nes. Le pain étant une source intéressante de protéines végétales, il convient de veiller à maintenir une teneur en lysine suffisante pour garantir la qualité des protéines. Cet acide aminé étant sensible au chauffage (Clarke et al., 1962), une double cuisson pourrait nettement diminuer sa teneur dans le pain. Le dosage de la lysine va donc permettre de contrôler cette teneur.

Par ailleurs, la lysine intervient également dans la formation d’un composé découvert récemment : la pronyl-L-lysine. Les études de Lindenmeier et al.

(2002 et 2004) ont montré que cette molécule, présente dans la croûte du pain, possède des propriétés anti-oxydantes.

La vitamine B1 joue un rôle essentiel, en tant que coenzyme, dans le méta- bolisme des glucides, de certains acides aminés et dans le cycle de Krebs.

Cette vitamine est présente dans la plupart des tissus animaux et végétaux, mais en faible quantité. Les aliments les plus riches en vitamine B1 sont la levure (0,8 à 2,7 mg/100 g) et le germe de blé (2 mg/100 g), d’où l’intérêt de doser cette vitamine dans le pain. Néanmoins, cette vitamine est thermosensi- ble. La perte de thiamine au cours de la cuisson a été particulièrement étudiée : elle est importante aux faibles humidités (Mossman et al., 1973) et se déve- loppe considérablement dans les pH neutres et alcalins (Adrian et al., 1987).

Lors de la cuisson, la perte moyenne de vitamine B1 se situe entre 10 et 20 % (Hoffman et al., 1940 ; Hermann et al., 1966) mais une récente étude montre que les pertes en thiamine peuvent atteindre 48 % de la teneur initiale du produit en cette vitamine si on considère les étapes de panification à la levure et la cuisson (Batifoulier et al., 2005). Le pain étant une source intéressante de vitamine B1, il convient de vérifier que les procédés de fabrication et de stockage à froid étudiés n’entraînent pas de perte de cette vitamine.

1.2 Apparition de composés néoformés

1.2.1 Teneur en amidon résistant

En 1981, des scientifiques ont découvert qu’une fraction de l’amidon n’était pas digérée par les enzymes salivaires et pancréatiques. Cette fraction, communément appelée amidon résistant, peut être fermentée par la flore colique et induire la formation d’acides gras à courte chaîne tels que les acides acétique, butyrique et propionique qui ont des effets bénéfiques sur la santé (Cummings, 1981). L’amidon résistant est donc assimilé à des fibres au sens propre du terme. Les produits riches en amidon résistant ont la particularité de présenter des index glycémique et insulinémique bas. Le pain blanc appar-

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tient à la catégorie des aliments à index glycémique élevé, la présence d’amidon résistant permet de réduire l’index glycémique du pain (Akerberg et al., 1998 ; Burton et al., 2008). La formation d’amidon résistant dépend du pro- cédé de fabrication et est favorisée par la chaleur et les changements de teneur en eau. L’introduction d’une étape de stockage à froid dans le processus de panification pourrait contribuer à augmenter la teneur en amidon résis- tant.

1.2.2 Teneur en glycotoxine : l’acrylamide

L’acrylamide peut être formée par différentes voies, mais sa synthèse se fait principalement par réaction de Maillard entre l’asparagine et des sucres réduc- teurs libres. La teneur en asparagine des protéines de la farine de blé est de l’ordre de 14 % ; cette teneur élevée favorise la formation d’acrylamide (AFSSA, 2003). De nombreux travaux scientifiques concernant l’acrylamide ont été publiés ces dernières années et confirment son caractère indésirable (Mucci et al., 2003 ; Mucci et al., 2004 ; Mucci et al., 2005 ; Lopachin et al., 2004). En réa- lité, ce n’est pas directement l’acrylamide qui pose problème, mais le composé issu de sa métabolisation : le glycidamide. Sa toxicité se manifeste par des effets clastogènes, une activité mutagène et une formation d’adduits sur les bases de l’ADN. Le pain contient en moyenne 84,4 µg d’acrylamide par kg (AFSSA, 2005), ce qui représente 30 % de l’exposition totale à l’acrylamide. En effet, bien que la teneur en acrylamide du pain soit inférieure à celle des frites (aliment contenant la quantité d’acrylamide la plus élevée), il est consommé en plus grande quantité, notamment par la population adulte.

1.2.3 Indice de peroxyde

L’indice de peroxyde des lipides présents dans le pain a été déterminé. En effet, les acides gras présents dans les lipides du pain sont essentiels (acide linoléique et acide α-linolénique) mais présents en très faible quantité. Leur perte est mesurable (Drapron et al., 1974 ; Nicolas et al., 1982).

Les acides gras sont des composés sensibles à l’oxydation, ce qui peut donner naissance à des espèces chimiques nouvelles notamment à des produits issus d’une altération thermo-oxydative. La mesure de l’indice de peroxyde, indicateur de l’oxydation lipidique, permet donc d’évaluer les produits d’oxydation primaire des acides gras : les hydroperoxydes. Plus l’indice de peroxyde est faible, plus l’oxydation des lipides est faible.

2 – MATÉRIELS ET MÉTHODES

2.1 Pains analysés

L’étude nutritionnelle a été réalisée en collaboration avec les services R&D et Qualité du groupe Holder, en utilisant sa recette de « pain de campagne ».

Ces pains de campagne, d’un poids moyen de 450 g, sont composés de farine

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de seigle T170 (17 %), de farine Camp Rémy T55 (50 %) et de farine Bio T80 (33 %). Ils sont identiques suivant les trois procédés de fabrication envisagés.

Les pains ont été analysés entièrement, considérant que la mie et la croûte du pain sont toutes deux habituellement consommées.

2.2 Procédés de fabrication

La fabrication traditionnelle du pain s’effectue suivant les étapes de pétris- sage, pointage, façonnage, pousse puis cuisson complète.

Le procédé « pré-poussé » surgelé comprend les étapes de pétrissage, pointage, façonnage, pousse, surgélation, conditionnement, stockage, décongélation et cuisson complète.

Enfin, les pains « pré-cuits » surgelés sont fabriqués de la manière suivante : pétrissage, pointage, façonnage, pousse, pré-cuisson, surgélation, conditionnement, stockage, décongélation et seconde cuisson. La synthèse de ces trois procédés de fabrication est présentée en figure 1.

2.3 Protocole d’étude

Le protocole de l’étude a été construit pour répondre aux trois objectifs suivants :

– mesurer l’influence du procédé de fabrication du pain sur une série de marqueurs nutritionnels sélectionnés ;

– évaluer l’effet de la durée de stockage à froid sur les marqueurs sélection- nés pour les deux procédés de fabrication incluant une étape de congéla- tion (procédé traditionnel exclu) ;

– comparer les teneurs en marqueurs nutritionnels choisis des pains issus des procédés « pré-poussé » et « pré-cuit » par rapport à ceux du procédé traditionnel.

Deux hypothèses ont été émises :

H1 : le procédé de fabrication influe sur la qualité nutritionnelle du pain.

H2 : le temps de stockage à l’état congelé modifie la teneur des composés nutritionnellement intéressants.

Pour tester ces deux hypothèses, des pains de campagne entiers ont été préparés selon trois types de procédés distincts : fabrication traditionnelle (F1),

« pré-poussé » surgelé (F2), « pré-cuit » surgelé (F3) et soumis à un stockage à l’état congelé durant un mois (T1) ou cinq mois (T2) ; les pains qui n’ont pas été stockés à – 18 °C sont notés T0. Les produits stockés sont ensuite décongelés pour terminer le procédé de fabrication et effectuer les analyses de chimie alimentaire (cf. tableau 1).

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436Sci. Aliments 28(6), 2008J.-M. Lecerf et al.

1 h 30 22,5 °C

Fermentation 3 h 30 18 °C

Cuisson 35 min 240 °C

Identification

échantillons

Envoi échantillons T0 pour analyse

Pré-cuit Pétrissage 1 h 30 22,5 °C

Fermentation 3 h 18 °C

Pré-cuisson 25 min 240 °C

Refroi- dissement

Surgélation 50 min

Décongélation 2 h température ambiante

Identification échantillons

Pré -poussé Pétrissage 1 h 30 22,5 °C

Fermentation 3 h 18 °C

Surgélation 2 h

Décongélation 30 min

24 °C

Pré-cuit Décongélation

3 h température ambiante

Envoi échantillons T1/T2 pour analyse

Pré-poussé

Décongélation 30 min

24 °C

Envoi échantillons T1/T2 pour analyse

T0

T1 et T2

Figure 1

Récapitulatif des trois procédés de fabrication.

Le pétrissage est identique pour les 3 procédés de fabrication.

Summary of the three processes.

Dough mixing is the same for the three processes.

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Tableau 1

Tableau d’analyses des échantillons.

Analysis samples table.

2.4 Échantillonnage

Le plan d’échantillonnage envisagé permet de comparer le procédé traditionnel aux deux procédés industriels. Chaque échantillon est constitué de qua- tre pains différents pour tenir compte de la variabilité entre les pains et disposer d’une quantité de produit suffisante pour réaliser les analyses.

Chaque analyse a été répétée plusieurs fois sur un même échantillon afin de limiter la variabilité provenant des méthodes de dosage. Ce nombre de répéti- tions va dépendre de l’incertitude de la méthode employée.

Exemple 1 : l’incertitude de la méthode de dosage de la vitamine B1 est de 15 %, cette analyse sera réitérée trois fois pour chacun des pains analysés, afin de confirmer le résultat mesuré.

Exemple 2 : l’incertitude de la méthode de mesure de la teneur en eau est de 0,2 % ; cette analyse pourra être effectuée en deux exemplaires pour chacun des pains analysés, puisque la fiabilité de la mesure est très grande.

Le tableau 1 comporte sept groupes de couples « procédé de fabrication – temps de stockage ». Pour chaque groupe, deux lots d’échantillons ont été analysés pour pouvoir prendre des pains à différents endroits dans le four afin de tenir compte de la variabilité liée à la cuisson et de raisonner sur des résul- tats d’analyse moyens (cf. tableau 2).

F 2 F 1 F 3

T 0 T 1 T 2 T 0 T 0 T 1 T 2

Éch 1 Éch 2 Éch 1 Éch 2 Éch 1 Éch 2 Éch 1 Éch 2 Éch 1 Éch 2 Éch 1 Éch 2 Éch 1 Éch 2 XX

XX XX XX

XX XX

X : un pain.

F1, F2, F3 : trois procédés de fabrication étudiés.

T0 : 0 jour de stockage à – 18 °C (surgélation et décongélation directe pour les procédés F2 et F3).

T1 : un mois de stockage à – 18 °C (temps de stockage moyen).

T2 : cinq mois de stockage à – 18 °C (temps de stockage maximal).

X : one bread.

F1, F2, F3 : three process studied.

T0: 0 storage day at – 18°C (deep freezing and direct defrosting for the processes F2 and F3).

T1: one month storage at – 18°C (time of average storage).

T2: five months storage at – 18°C (time of maximum storage).

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Tableau 2

Nombre de pains à prélever.

Number of breads to take.

2.5 Analyses de chimie alimentaire

Pour chaque échantillon, après refroidissement et homogénéisation, les analyses ont été effectuées sur un broyat. Les qualités nutritionnelles des produits ont été évaluées en analysant douze marqueurs :

2.6 Analyses statistiques

Parmi les douze paramètres analysés, certains n’ont pas fait l’objet d’une analyse statistique. En effet, l’indice de peroxyde et l’acrylamide présentent des valeurs inférieures au seuil de détection, et n’ont donc pas pu être précisément quantifiés.

Concernant les autres marqueurs, une analyse de variance a été effectuée afin de répondre à la question « Le procédé de fabrication influence-t-il la teneur des paramètres analysés ? ». Ce test statistique avait pour but de comparer les trois procédés de fabrication au temps T0, c’est-à-dire sans stockage à froid. Le modèle utilisé était le suivant :

Réponse ~ procédé + pain (procédé) (1) Dans le modèle (1), le facteur « procédé » est un facteur fixe et le facteur

« pain (procédé) » est le facteur aléatoire « pain » emboîté dans le facteur

« procédé ». Lorsque le facteur « procédé » était significatif, une comparaison

T0 T1 T2

Pré-poussé (F2) 4 + 4 4 + 4 4 + 4

Pré-cuit (F3) 4 + 4 4 + 4 4 + 4

Tradition (F1) 4 + 4 Soit 14 ✕ 4 = 56 pains

Méthode

Analyses en 2 répétitions

Valeur énergétique Calcul

Glucides Calcul

Lipides Art. 08/09/1977

Protéines Art. 08/09/1977

Teneur en eau Art. 08/09/1977 modifié Matières minérales Art. 08/09/1977

Sucres totaux CTSCCV

Analyses en 3 répétitions

Lysine totale Directive 98/64 CE Vitamine B1 Art. 21/10/1987 Indice de peroxyde ISO 3960 Amidon résistant AOAC 2002-02

acrylamide GC/MS

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multiple de moyennes (méthode de Newman-Keuls, au seuil alpha = 5 %) pour déterminer quels facteurs étaient significativement différents.

Une autre question a été soulevée : « Le temps de congélation a-t-il un impact ? Pour quel procédé ? ». Afin de répondre à cette question, une analyse de la variance a été effectuée pour comparer les temps T0, T1 et T2 pour les procédés de fabrication F2 et F3. Le modèle utilisé était le suivant :

Réponse ~ temps + procédé + temps * procédé + pain(temps + procédé) (2) Dans le modèle (2), les facteurs « procédé » et « temps » sont fixes,

« temps*procédé » désigne l’interaction entre les 2 procédés, et le facteur

« pain(temps*procédé) » est le facteur aléatoire « pain » emboîté dans l’interaction « temps*procédé ». Lorsque des différences significatives ont été mises en évidence entre les temps, un test de Tukey a été utilisé pour réaliser les compa- raisons multiples de moyennes.

Enfin, dans le but de savoir si la composition nutritionnelle du produit fabriqué de manière traditionnelle est significativement différente de celle des produits fabriqués selon les procédés « pré-poussé » ou « pré-cuit » après un et cinq mois de stockage à froid, une analyse de la variance a été réalisée pour comparer les 5 procédés de fabrication « selon F2 à T1 », « selon F3 à T1 », « selon F2 à T2 »,

« selon F3 à T2 » et « selon F1 à T0 ». Le modèle utilisé est le suivant :

Réponse ~ groupe + pain (groupe) (3)

Dans le modèle (3), le facteur « groupe » est un facteur fixe à cinq niveaux :

« selon F2 à T1 », « selon F3 à T1 », « selon F2 à T2 », « selon F3 à T2 » et

« selon F1 à T0 ». Le facteur aléatoire « pain » est emboîté dans le facteur

« groupe ». Lorsque des différences significatives ont été mises en évidence entre les groupes, un test de Dunnet a été réalisé afin de comparer les 4 groupes au témoin (F1 à T0).

Toutes les analyses statistiques et de traitement des données ont été réali- sées à l’aide du logiciel Microsoft^ Office Excell 2003.

3 – RÉSULTATS

Dans cette étude, l’ensemble des résultats est exprimé par rapport à la matière sèche, à l’exception de la teneur en eau qui est exprimée par rapport à la matière fraîche ou matière humide. L’expression des résultats par rapport à la matière sèche permet d’éviter une éventuelle interférence de la teneur en eau sur les processus.

3.1 Évolution de la teneur en eau

Concernant la teneur en eau, les effets des facteurs « temps » et « temps – procédé » ne sont pas significatifs. Les pains de campagne « pré-poussés » et

« pré-cuits » conservés à froid un ou cinq mois présentent donc des teneurs en eau qui ne sont pas significativement différentes. Les pains « pré-cuits » et

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« pré-poussés » conservés un ou cinq mois à – 18 °C présentent tous une teneur en eau significativement plus élevée que celle du pain traditionnel (p < 0,05).

3.2 Évolution de la valeur énergétique et des teneurs en macronutriments

La teneur en protéines des pains analysés varie de 12,27 à 13,14 g/100 g de matière sèche (cf. tableaux 3, 4 et 5). L’effet du facteur « temps » n’est pas significatif. Il en est de même pour l’effet de l’interaction « temps*procédé de fabrication », ainsi que pour l’effet du facteur « procédé de fabrication ». La teneur en protéines des pains n’est pas significativement différente au temps T0 (pas de stockage), T1 (après un mois de stockage au froid négatif), et T2 (après 5 mois de stockage au froid négatif) pour les deux procédés de fabrication « pré- poussé » et « pré-cuit ». Le temps de stockage à froid n’influence donc pas la teneur en protéines des pains « pré-cuits », ni celle des pains « pré-poussés ».

Tableau 3 Résultats au temps T0.

MS : Matière Sèche ; MF : matière fraîche.

Results at time T0.

MS : dry matter ; MF : fresh matter.

Échantillon 1 Échantillon 2

Composés Unités Traditionnel Pré-cuit Pré-poussé Traditionnel Pré-cuit Pré-poussé

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

Énergie Kcal/100 g

de MS 393 393 – 392 393 – 393 394 – 392 391 – 393 393 – 393 393 – Glucides

g/100 g de MS

82,51 82,59 – 82,57 82,69 – 81,52 81,86 – 82,58 82,56 – 82,81 82,69 – 82,5782,52 – Lipides 1,33 1,29 – 1,38 1,40 – 1,54 1,47 – 1,20 1,13 – 1,33 1,34 – 1,52 1,53 – Protéines 12,54 12,49 – 12,34 12,63 – 13,14 13,02 – 12,60 12,66 – 12,27 12,40 – 12,4712,43 – Teneur en

eau g/100 g

de MF 33,1 32,8 32,95 31,7 33 32,35 35,6 35,5 35,55 31,1 31,2 31,15 33,1 33 33,05 32,3 32,5 32,4 Matières

minérales g/100 g

de MS 3,59 3,57 – 3,66 3,58 – 3,73 3,57 – 3,63 3,6 – 3,59 3,58 – 3,55 3,56 – Sucres

% 11,36 11,31 – 8,49 8,81 – 9,78 9,77 – 10,01 9,88 – 8,07 8,06 – 8,12 7,56 – Lysine 0,24 0,24 0,24 0,25 0,25 0,25 0,26 0,26 0,25 0,23 0,25 0,23 0,24 0,25 0,25 0,24 0,25 0,24 Vitamine

B1 mg/100 g

de MS 0,16 0,19 0,21 0,16 0,18 0,19 0,22 0,20 0,17 0,19 0,19 0,19 0,21 0,22 0,24 0,19 0,18 0,15 Amidon

résistant % 0,66 0,71 0,58 0,83 0,78 0,7 0,61 0,50 0,49 0,61 0,64 0,68 0,82 0,66 0,72 0,58 0,52 0,58 Peroxyde meq.O₂/

kg de MF < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 <0,1 < 0,1 <0,1 < 0,1 Acrylamide µg/kg

de MF 70,2 62,5 40,3 < 20 < 20 < 20 < 20 < 20 < 20 52,2 52,2 30,5 < 20 < 20 < 20 < 20 < 20 < 20 Acrylamide µg/kg

de MS 104,9 166,6 60,1 – – – – – – 75,8 75,9 44,3 – – – – – –

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En revanche, l’effet du facteur « groupe » est significatif (p < 0.05) : les pains

« pré-cuits » et stockés à – 18 °C pendant un mois présentent une teneur en protéines significativement plus élevée que le pain traditionnel. Cette différence ne s’observe pas entre les pains « pré-cuits » stockés 5 mois et le pain traditionnel. Les pains fabriqués suivant le procédé « pré-poussé » présentent une teneur en protéines qui n’est pas significativement différente de celle du pain traditionnel quelle que soit la durée de stockage (0, 1 ou 5 mois).

La teneur en lipides entre les différents procédés de fabrication reste infé- rieure à 1,6 g/100 g de matière sèche. L’effet du facteur « temps de stockage » montre une baisse significative de la teneur en lipides (p < 0,01), mais l’interaction « temps*procédé » n’est pas significative (p > 0,05). Cela signifie que la teneur en lipides des pains varie en fonction du temps de stockage à froid, de la même manière pour les procédés « pré-poussé » et « pré-cuit » ; la teneur en lipides des pains « pré-poussés » et « pré-cuits », préparés sans stockage à froid, est significativement différente et plus élevée que celle des pains conser- vés un ou cinq mois à – 18 °C (cf. figure 2).

La teneur en lipides des pains « pré-poussés » et « pré-cuits » après un et cinq mois de stockage n’est pas significativement différente de la teneur en lipides du pain traditionnel.

Diagramme d’intéraction-moyennes des données pour lipides

Temps

Moyenne

T0 T1 T2

1,11,21,31,41,5 PP

P

Figure 2

Évolution de la teneur moyenne en lipides.

P : pré-cuit ; PP : pré-poussé.

Evolution of the average content in lipids.

P: pre-cooked; PP: pre-proofed.

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Tableau 4 Résultats au temps T1.

MS: dry matter; MF: fresh matter.

La teneur en glucides des pains de campagne analysés varie de 81,52 à 83,00 g/100 g de matière sèche (cf. tableaux 3, 4 et 5). Au temps T0, les teneurs en glucides des pains fabriqués suivant les différents procédés ne sont pas significativement différentes. Pour ce marqueur, les effets des facteurs

« temps » et « temps*procédé » ne sont pas significatifs (p > 0,05). Les teneurs en glucides ne sont pas significativement différentes à T0, T1 et T2 pour les deux procédés de fabrication « pré-poussé » et « pré-cuit ». Les pains « pré- cuits » conservés un ou cinq mois à froid ainsi que les pains « pré-poussés » conservés un ou cinq mois présentent une teneur en glucides qui n’est pas significativement différente de celle du pain traditionnel (p > 0,05).

La teneur en matières minérales de tous les pains analysés varie de 3,55 à 3,78 g/100 g de matière sèche (cf. tableaux 3, 4 et 5). L’effet du facteur

« temps » est statistiquement significatif mais l’interaction « temps*procédé » est non significative. La teneur en matières minérales du pain de campagne est significativement différente et plus élevée à T2 qu’à T0 et ce, indépendamment du procédé considéré. En revanche, la teneur en matières minérales du pain de campagne à T1 n’est pas significativement différente de celle mesurée à T0 ou à T2.

Composés Unités Pré-cuit Pré-poussé Pré-cuit Pré-poussé

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

Énergie Kcal/100 g de MS 390 390 – 392 390 – 391 390 – 390 391 – Glucides

g/100 g de MS

82,41 82,41 – 82,7 82,66 – 82,31 82,33 – 82,89 82,64 –

Lipides 1,05 1,08 – 1,06 1,01 – 1,02 1,08 – 0,99 1,05 –

Protéines 12,75 12,82 – 12,53 12,52 – 13,02 12,89 – 12,61 12,65 – Teneur en eau g/100 g de MF 35,2 35,2 35,2 35,7 35,4 35,55 35 34,9 34,95 35,7 35,5 35,6 Matières minérales g/100 g de MS 3,70 3,70 – 3,58 3,71 – 3,69 3,69 – 3,58 3,72 – Sucres

% 7,41 7,56 – 8,40 8,82 – 7,85 7,53 – 8,71 8,99 – Lysine 0,26 0,25 0,25 0,23 0,23 0,22 0,25 0,23 0,25 0,23 0,25 0,25 Vitamine B1 mg/100 g de MS 0,15 0,20 0,17 0,23 0,23 0,23 0,25 0,23 0,23 0,22 0,23 0,23 Amidon résistant % 0,92 1,17 1,14 0,54 0,46 0,59 0,98 1,12 0,97 0,61 0,48 0,53 Peroxyde meq,O₂/kg de MF < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 Acrylamide µg/kg de MS 27,7 26,2 21,6 20,2 30,9 27,9 24,6 16,9 26,1 28 21,7 28 SDA_28-6.book Page 442 Vendredi, 26. mars 2010 11:36 11

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Tableau 5 Résultats au temps T2;

MS: dry matter; MF: fresh matter.

En ce qui concerne la valeur énergétique, l’effet du facteur « temps » est significatif (p < 0,05), tandis que l’effet du facteur « temps*procédé de fabrication » n’est pas significatif (p > 0,05). La valeur énergétique des pains diminue entre T0 et T1 pour les procédés « pré-poussé » et « pré-cuit ». Les pains « pré-poussés » et « pré-cuits », préparés sans stockage à froid, ont une valeur énergétique significativement différente et plus élevée que celle des pains conservés 1 ou 5 mois à – 18 °C (p < 0,05). Aucune différence significative n’est observée entre un stockage à froid 1 mois ou 5 mois. Une comparaison multiple de moyennes indique que les pains « pré-poussés » et « pré-cuits » ont une valeur énergétique qui n’est pas significativement différente de celle du pain « traditionnel ».

3.3 Autres nutriments d’intérêt : lysine et vitamine B1

L’analyse statistique des données de l’étude montre que la teneur en lysine varie très peu d’un procédé de fabrication à l’autre à T0 et T1 (cf. figure 3). Pour ce marqueur, l’effet du facteur « temps de stockage à froid » est très significatif (p < 0,01), tandis que l’effet de l’interaction « temps*procédé » n’est pas significatif. La teneur en lysine des pains suit la même tendance pour les procédés

« pré-poussé » et « pré-cuit » en fonction du temps de stockage à froid. Après cinq mois de stockage à – 18 °C, les teneurs en lysine des pains « pré- poussés » et « pré-cuits » sont significativement différentes et plus élevées que

Composés Unités Pré-cuit Pré-poussé Pré-cuit Pré-poussé

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

Énergie Kcal/100 g de MS 390 390 – 391 392 – 392 391 – 391 390 – Glucides

g/100 g de MS

82,93 83,00 – 82,72 82,35 – 82,77 82,67 – 82,80 82,77

Lipides 1,02 1,03 – 1,13 1,22 – 1,14 1,20 – 1,14 1,11 –

Protéines 12,47 12,40 – 12,51 12,65 – 12,39 12,50 – 12,39 12,47 – Teneur en eau g/100 g de MF 34,4 34,1 34,25 34,6 35,4 35 34,4 34,8 34,6 34,3 34,4 34,35 Matières minérales g/100 g de MS 3,64 3,64 – 3,67 3,78 – 3,63 3,71 – 3,68 3,69 – Sucres

% 7,21 6,71 – 6,42 6,24 – 7,03 6,78 – 6,76 6,89 – Lysine 0,35 0,23 0,29 0,37 0,29 0,31 0,29 0,25 0,24 0,30 0,29 0,30 Vitamine B1 mg/100 g de MS 0,21 0,21 0,21 0,21 0,23 0,22 0,21 0,23 0,21 0,23 0,21 0,20 Amidon résistant % 2,39 2,87 3,00 2,60 2,62 2,4 3,78 4,26 4,25 1,49 1,89 1,95 Peroxyde meq,O₂/kg < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 Acrylamide µg/kg de MS 39,63 33,38 31,94 41,28 43,34 43,08 38,11 39,88 41,28 44,14 38,11 36,56

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celles des pains conservés un mois à froid. La comparaison multiple des moyennes indique que seul le pain « pré-poussé » conservé cinq mois à froid présente une quantité de lysine significativement plus élevée (p < 0,05) que le pain traditionnel. Pour tous les autres pains, les teneurs en lysine ne sont pas significativement différentes de celle du pain traditionnel.

Le facteur « temps de congélation » n’a pas d’impact sur la teneur en vitamine B1 (thiamine) des pains fabriqués. Le facteur « temps*procédé » n’a pas non plus d’impact sur ce marqueur.

A T0, les pains « pré-poussés » ont une teneur en amidon résistant significativement plus faible que les pains « pré-cuits » (p < 0,05) ; sans différence toutefois avec le procédé traditionnel (cf. tableau 3).

La teneur en amidon résistant augmente entre T1 et T2 parallèlement pour le

« pré-cuit » et le « pré-poussé » (cf. figure 4). Pour ce marqueur, l’effet du facteur « temps de stockage à froid » est très significatif (p < 0,01), l’effet du facteur « procédé » est significatif (p < 0,05), tandis que l’effet du facteur « temps*

procédé de fabrication » n’est pas significatif. Ainsi, la teneur en amidon résis-

Diagramme d’intéraction-moyennes des données pour lysine

Temps

Moyenne

T0 T1 T2

0,240,260,280,30

PP P

Figure 3

Évolution de la teneur moyenne en lysine totale.

Evolution of the average content in total lysine.

P: pre-cooked; PP: pre-proofed.

(15)

tant des pains augmente en fonction du temps de stockage à froid, aussi bien pour le procédé « pré-poussé » que pour le « pré-cuit ». La comparaison multiple des moyennes indique que seul le pain « pré-poussé » conservé cinq mois à froid négatif présente une teneur en amidon résistant significativement plus éle- vée (p < 0,05), comparativement au pain traditionnel.

L’indice de peroxyde est resté en dessous du seuil de détection (< 0,1 meq.O₂/kg).

La teneur en acrylamide est également restée inférieure au seuil de détec- tion au temps T0, excepté pour le pain traditionnel avec une teneur de 27 à 47 µg/kg de produit (cf. tableau 3) ce qui n’a pas permis de réaliser l’exploita- tion statistique des résultats.

Diagramme d’intéraction-moyennes des données pour amidon_res

Temps

Moyenne

T0 T1 T2

0,51,01,52,02,53,03,5

PP P

Figure 4

Évolution de la teneur moyenne en amidon résistant.

Evolution of the average content in resistant starch.

P : pre-cooked ; PP : pre-proofed.

(16)

4 – DISCUSSION

Cette étude consistait à étudier l’influence de trois procédés de fabrication (traditionnel, « pré-cuit », et « pré-poussé ») et de trois temps de stockage à l’état congelé (T0 = pas de congélation, T1 = un mois de congélation, T2 = cinq mois de congélation) sur les qualités nutritionnelles du pain de campagne.

La teneur en eau est le marqueur le plus influencé, aussi bien par le procédé de fabrication que par le temps de stockage à froid. En effet, les cuissons et congélations qui ont lieu au cours de la fabrication des pains ont un impact direct sur la teneur en eau du produit (évaporation ou transformation en glace).

On observe que les pains fabriqués suivant un procédé qui intègre une phase de congélation-surgélation ont une teneur en eau supérieure au pain traditionnel non congelé.

Ce constat confirme l’importance du mode d’expression de l’ensemble des résultats : ils seront exprimés par rapport à la matière sèche.

4.1 Évolution de la valeur énergétique et des teneurs en macronutriments

Le stockage à froid n’a pas d’influence sur la teneur en protéines des pains

« pré-cuits » ou « pré-poussés » conservés un ou cinq mois.

En revanche, on observe une teneur en lipides plus élevée dans les pains qui ne sont pas congelés que dans les pains stockés un ou cinq mois à – 18 °C.

Un stockage de longue durée à froid négatif induit une légère diminution de la teneur en lipides des pains. Cependant, cette diminution de l’ordre de 0,2 g pour 100 g de matière fraîche pour les pains « pré-cuits » et de 0,3 g/100 g de matière fraîche pour les pains « pré-poussés » peut être considérée comme très faible et présente peu d’intérêt d’un point de vue nutritionnel.

La composition glucidique des pains de campagne analysés n’est pas modi- fiée par une double cuisson ou par un stockage au froid négatif. Le pain conserve sa richesse en glucides. La teneur en sucres totaux des pains est supérieure aux teneurs habituellement observées pour un pain de campagne de l’ordre de 1,9 g/100 g de produit. Cependant cette différence n’est pas liée au procédé de fabrication du pain mais plutôt à la composition des matières pre- mières utilisées pour sa fabrication.

La teneur en matières minérales du pain de campagne est plus élevée après 5 mois de stockage au froid négatif que dans le pain traditionnel non congelé quel que soit le procédé considéré (pré-cuit ou pré-poussé).

La valeur énergétique des pains congelés est plus faible que celle du pain traditionnel, en cohérence avec les teneurs en lipides observées. En revanche, la durée du stockage (1 ou 5 mois) n’a pas d’influence sur la valeur énergétique.

4.2 Autres nutriments d’intérêt : lysine et vitamine B1

La lysine est un acide aminé indispensable mais limitant dans les produits céréaliers. Une perte de cet acide aminé induite par le procédé de fabrication

(17)

ou le stockage aurait été préjudiciable d’un point de vue nutritionnel : en effet, la qualité des protéines végétales du pain de campagne aurait été moins inté- ressante. Cette étude a permis de montrer que la teneur en lysine était restée stable dans le pain de campagne quel que soit le procédé et le temps de stockage à – 18 °C considéré.

La teneur moyenne en vitamine B1 (thiamine) des pains fabriqués traditionnellement est intéressante (0,19 mg/100 g de matière sèche), et n’est pas dimi- nuée à la suite d’une double cuisson ou d’un stockage des pains à l’état congelé. Une étude récente montre que c’est plutôt la phase de pétrissage qui affecte la teneur en thiamine (Batifoulier et al., 2005).

L’observation d’une teneur en acrylamide plus élevée dans le pain fabriqué traditionnellement s’explique par une cuisson plus forte au niveau de la sole (35 minutes en « direct » contre 25 minutes en « pré-cuit »). Une attention toute particulière doit donc être prêtée à la cuisson des pains.

La teneur en acrylamide des pains de campagne de cette étude est infé- rieure à la teneur moyenne des pains analysés par le Laboratoire d’études et de recherches sur la qualité des aliments et sur les procédés agroalimentaires (LERQAP), qui est de 84,4 µg/kg de matière fraîche, ce qui constitue un point positif.

L’indice de peroxyde est resté en dessous du seuil de détection de 0,1 meq.d’O₂/kg. Les lipides contenus dans les trois pains de campagne analy- sés sont donc très peu oxydés même après cinq mois de stockage à froid.

Cependant, d’autres études montrent que la surgélation suivie du stockage à – 18 °C n’empêche pas le rancissement des graisses qui est lié à des phéno- mènes d’oxydation. Les lipides s’oxydent facilement dans un produit congelé ou surgelé (Callegarin et al., 1997).

Concernant l’amidon résistant, les trois procédés de fabrication sont significativement différents. Les pains « pré-cuits » présentent des teneurs en amidon résistant supérieures aux teneurs des pains « pré-poussés » ce qui est avanta- geux d’un point de vue nutritionnel (Liljeberg et al., 1996). La teneur en amidon résistant est augmentée par les étapes de double cuisson et de congélation- surgélation. Une étude récente (Burton et al., 2008) montre que la congélation- décongélation diminue l’index glycémique du pain blanc. Cette diminution de la réponse glycémique est à mettre en lien avec la teneur en amidon résistant du pain et, plus particulièrement, en amidon rétrogradé RS3, une forme d’amidon résistant constituée durant les étapes de refroidissement et de congélation (Hoebler et al., 1999 ; Goesaert et al., 2005).

Ces dernières années, l’intérêt et les effets positifs de l’amidon résistant sur la santé ont été démontrés dans de nombreuses études au travers d’effets sur la fermentation colique, la glycémie postprandiale et le métabolisme lipidique (Robertson et al., 2003 ; Higgins et al., 2004).

Cependant, la teneur en amidon résistant présente dans les pains de campagne étudiés ici est faible pour participer de façon efficace à la couverture des apports conseillés en fibres.

(18)

5 – CONCLUSION

La comparaison des deux procédés incluant une étape de surgélation (« pré-poussé » et « pré-cuit ») à un procédé de fabrication traditionnel a permis de montrer qu’un stockage à froid d’un ou cinq mois a peu d’influence sur les marqueurs nutritionnels analysés. La teneur en amidon résistant s’est trouvée augmentée suite à l’étape de surgélation, ce qui constitue un point favorable sur le plan nutritionnel. Le stockage des pains un ou cinq mois à – 18 °C n’a pas induit la perte de composés d’intérêt ou l’apparition de composés néofor- més considérés comme indésirables (diminution de la teneur en lysine, acrylamide, hydroperoxydes).

Les résultats obtenus lors de cette étude nous permettent d’affirmer que les deux procédés de fabrication des pains (« pré-cuit » et « pré-poussé ») suivis du stockage à froid négatif n’entraînent pas d’inconvénient sur le plan nutritionnel et de la sécurité alimentaire. Bien qu’en pratique, les durées de stockage ne soient pas aussi importantes, cela pourrait permettre à la fois de modifier les pratiques de panification actuelles mais aussi de rassurer les consommateurs.

Cependant, les connaissances sur ce sujet sont encore limitées et des étu- des plus approfondies sur l’apparition de composés de Maillard autres que l’acrylamide devraient être réalisées en s’appuyant sur des analyses chimiques plus exhaustives.

6 – REMERCIEMENTS

Nous tenons à remercier le groupe Holder pour sa contribution à l’étude et le laboratoire de R&D de La Madeleine pour la fabrication des pains.

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