Article pp.247-258 du Vol.26 n°3 (2006)

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ARTICLE ORIGINAL ORIGINAL PAPER

Suivi de la solubilisation des protéines par le SDS au cours du pétrissage : comparaison de trois pétrins

O. Surel

^*1

, O. Darde

²

, I. Tea

¹

, F. Violleau

¹

, D. Kleiber

¹

SUMMARY

Behaviour of wheat protein during dough mixing: comparison of three mixers Three laboratory mixers (alveograph, farinograph and mixograph) have been compared in regard to sodium dodecyl sulphate (SDS) soluble (Fs) and insoluble fraction (Fi), and molecular mass and giration radius thanks to SE-HPLC fitted with Multiangular Light Scattering detector. A kinetic of the modification of the above fractions has been rea- lized from 2 to 20 minutes. On each mixer a decrease of the quantity of the Fi fraction (from 3 to 0.6% of the total protein of the flour) and a concomitant increase of the Fs fraction has been observed (from 6.75 up to 8% of the total protein content in the flour).

The final low level of Fi was comparable from one mixer to an other (15% of the initial Fi in the flour) but the kinetic was slightly different. The lowest Fi level was obtained at 4 min of mixing with the mixograph, whereas it took 8 and 20 minutes for the farinograph and the alveograph respectively. Among the soluble fraction, an initial increase of the polymeric fraction was noticeable during the initial stages of mixing. The analysis of the molecular mass of the aggregates in the Fs fraction was quite similar from one mixer to another and increased slowly during mixing. On the contrary giration radii increased slowly to a maximum depending on the mixer. The highest radii (75 nm) were obtained on the mixograph and the lowest with the alveograph (60 nm). The mixograph exhibited a very particular phenomenon since radii of protein solubilised by SDS increased up to 75 nm at 8 minutes and decreased when the mixing time was higher. These latter results suggest that overmixing has been reached with this mixer. This is confirmed by the analysis of the protein conformation thanks to the multiangular detector data, which showed a change of the conformation with the mixograph at 20 minutes of mixing.

Keywords

soft wheat, multiangular light scattering detector, glutenin, breadmaking properties.

RÉSUMÉ

Un suivi de la cinétique du pétrissage a été réalisée sur trois pétrins (mixographe alvéographe, et farinographe). Les paramètres suivis étaient la quantité de protéines solubles (Fs) et insolubles (Fi) au dodécyl sulfate de sodium (SDS), ainsi que les masses et les rayons de giration des agrégats protéiques de la fraction soluble Fs.

1. Laboratoire d’Agrophysiologie de l’École Supérieure d’Agriculture de Purpan (ESAP) – 75, voie du TOEC – BP 57 611 – 31076 Toulouse cedex 3 – France. (33) (0) 5 61 15 30 30

2. Danone Vitapôle RD 128 91767 Palaiseau cedex.

* Correspondance : olivier.surel@esa-purpan.fr

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Quel que soit le pétrin, la Fi diminue jusqu’à une valeur minimale identique. Ce niveau est atteint avec des temps différents selon le pétrin utilisé : 4 minutes avec le mixographe, 8-12 minutes pour le farinographe et 20 minutes pour l’alvéographe. Au fur et à mesure de la solubilisation de la Fi, il se produit une augmentation de la Fs. Celle-ci atteint un maximum à 4 minutes de pétrissage pour le mixographe, à 8 minutes pour le farinographe et 20 minutes pour l’alvéographe.

L’analyse de la masse moléculaire des protéines de la fraction soluble au SDS (Fs) a montré une augmentation analogue entre les pétrins. La mesure des rayons de giration de la fraction solubilisée par le SDS montre que celui-ci augmente avec le pétrissage, ce qui correspond à un déploiement des protéines solubilisées. On peut noter que le mixographe conduit à un déploiement beaucoup plus marqué des protéines puisque, le rayon de giration maximal atteint est de 75 nm pour seulement 60 ou 63 nm pour le farinographe et l’alvéographe. En revanche, au-delà de 4 minutes de pétrissage le rayon de giration diminue, ce qui suggère un surpétrissage.

Mots clés

blé tendre, détecteur multiangulaire laser, gluténines, propriétés technologiques.

1 – INTRODUCTION

Le pétrissage de la pâte à pain est l’une des toutes premières opérations réali- sées par le boulanger. Grâce à celui-ci, la transition progressive des protéines d’un état vitreux à un état visco-élastique avec l’hydratation, conduit à la formation de la pâte. Le pétrissage entraîne une transformation physico-chimique profonde du milieu ; il y a un réarrangement des configurations spatiales des protéines, la formation de liaisons non covalentes entre les protéines ou avec d’autres constituants de la pâte, la rupture et la reformation de ponts disulfures (WANG et al., 1992) et enfin l’apparition d’un réseau protéique complexe. Au cours du pétrissage, la consistance de la pâte augmente jusqu’à un pic maximum avant de se stabiliser et/ou décroître.

La durée du repos qui suit le pétrissage modifie également la consistance de la pâte, comme cela a été montré par différents auteurs (MANI et al., 1992 ; CUQ et al., 2002) grâce à des mesures rhéologiques.

Du point de vue biochimique, la bibliographie rend compte depuis longtemps (MECHAM et al., 1962 ; TSEN, 1967 ; TANAKA et BUSHUK, 1973 ; WEEGELS, 1996 ; VERA- VERBEKE et al., 1999 ; SKERRITT et al., 1999a ; AUSSENAC et al., 2001) de la diminution de la quantité des protéines insolubles au SDS avec le temps de pétrissage de la pâte.

Ayant atteint un minimum, le niveau de protéines insolubles ne décroît plus. Cette diminution de la quantité de protéines insolubles serait liée à la diminution de la taille des protéines, impliquant la rupture de ponts disulfures intermoléculaires (TANAKA et BUSHUK, 1973 ; MACRITCHIE, 1975 ; GRAVELAND et al. ; 1980, DANNO et HOSENEY, 1982).

Si l’étude des protéines insolubles au SDS durant le pétrissage a déjà été réalisée, celle des protéines rendues solubles au SDS par le pétrissage pourrait permettre d’apporter des éléments permettant d’élucider ce phénomène de solubilisation. Pour cela nous avons appliqué les techniques de caractérisation des gluténines mises au point dans notre laboratoire (AUSSENAC et al., 2001) à la fraction rendue soluble par le pétrissage. De plus l’énergie apportée par le pétrissage a été étudiée car son influence sur la consistance de la pâte a été mise en évidence (OLIVER et al., 1992). Pour cela trois pétrins spécifiques ont été utilisés : le pétrin de l’alvéographe, le farinographe et

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le mixographe. Ces pétrins diffèrent en effet par leur conception (nombre et type de fraseurs) et leur nombre de rotations par minute (60, 95 et 58 respectivement).

L’objectif est de visualiser l’effet de l’énergie apportée par le pétrissage sur la diminution de la fraction protéique soluble au SDS et l’évolution de la fraction soluble.

2 – PROTOCOLE ET PRÉPARATION DES ÉCHANTILLONS

Une farine panifiable de blé tendre de type 55, dite de Tradition Française, pro- duite sans additif (TF 55) fabriquée par Gers Farine S.A. a été utilisée. Les pâtons sont formés à hydratation constante sur trois pétrins différents : l’alvéographe, le farinographe et le mixographe. Le taux d’hydratation est le même pour chaque pétrin et correspond au taux d’hydratation optimal déterminé au farinographe soit 55,8 % (P/P).

2.1 Formation des pâtons au farinographe, à l’alvéographe, au mixographe

Les quantités de farine mises à pétrir sont respectivement de 300 g pour le farinographe, de 250 g pour l’alvéographe et de 10 g pour le mixographe. La farine est hydratée avec de l’eau distillée, ajoutée au début du pétrissage. Afin d’établir un suivi de l’évolution des protéines au cours du pétrissage, les temps de pétrissage retenus pour chaque pétrin sont identiques et correspondent à 2-4-8-12 et 20 minutes. Pour chaque temps, une « pétrissée » est effectuée pour respecter la masse de pâte travaillée vis-à-vis de l’énergie fournie, puis trois échantillons sont prélevés et laissés au repos pendant 0, 20 ou 60 minutes.

À la fin de chaque pétrissage, 3 aliquotes de pâte sont découpées, mises en sachet plastique et laissées au repos à température ambiante pendant les temps de 0, 20 et 60 minutes, puis congelées.

2.2 Analyses

La congélation des pâtons était de 24 h. Avant extraction, les pâtons étaient lyo- philisés pendant 48 h puis réduits en poudre à l’aide d’un moulin d’analyse (IKA Labortechnik – A10).

2.3 Étude biochimique de l’état des protéines

2.3.1 Préparation de l’échantillon

300 mg de pâte lyophilisée et broyée sont mélangés à 30 mL de tampon phosphate 0,1 mol.L^-1 à pH 6,9 contenant 2 % (p/v) de sodium dodécyl sulfate (SDS). Ce mélange est agité pendant 2 heures à 60 °C puis centrifugé à 12 500 G pendant 30 minutes à 20 ˚C. La fraction soluble des protéines était contenue dans le surnageant alors que la fraction insoluble l’était dans le culot. La fraction soluble était conservée pour l’analyse HPLC.

Les taux d’azote total et d’azote de la fraction insoluble (Fi) sont déterminés par la méthode de Dumas. Les taux de protéines sont obtenus en multipliant les taux d’azote par un coefficient multiplicateur de 5,7 spécifique des protéines du blé.

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2.3.2 Analyse de la fraction soluble (Fs) par chromatographie liquide haute pression d’exclusion de taille (SE-HPLC)

Cet appareillage est composé d’un passeur AS 3000 (Thermoseparation pro- ducts, France) et d’un détecteur UV 2000 (Thermoseparation products, France) ana- lysant proportionnellement la quantité de liaisons peptidiques à une longueur d’onde de 214 nm. Les données sont traitées par l’intermédiaire du logiciel PC 1000 software (Thermoseparation products, France). 20 µL de surnageant obtenu lors de l’extraction des protéines au SDS sont injectés après filtration sur une mem- brane de 0,45 µm. L’éluant est constitué de SDS 0,1 % (P/V) dans du tampon phosphate 0,1 M à pH 6,9 filtré à 0,1 µm et dégazé. Le débit est de 0,7 mL/mn. La phase stationnaire est composée d’une colonne TSKG 4 000 SW Tosohaas (CIL, France) maintenue à 28 °C, de dimensions 300/7,5 mm.

On obtient alors un chromatogramme que l’on découpe en 3 fractions de la manière suivante (DACHKEVITCH et AUTRAN, 1989) : F1, gluténines de haut poids moléculaire, F2, gluténines de faible poids moléculaire, F3, gliadines, F4-F5 albumines et globulines.

2.3.3 Préparation de la fraction insoluble pour analyse

Après l’extraction des protéines solubles, le culot contenant la fraction insoluble est congelé et lyophilisé. 50 mg de culot lyophilisé sont mis en présence de 1 mL de tampon phosphate 0,1 mol.L^-1 à pH 6,9 contenant 2 % (p/v) de SDS. Ce mélange est soumis pendant 5 secondes à une faible puissance d’ultrasons puis pendant 15 secondes à une puissance moyenne (25 W, 23 kHz). Il est ensuite centrifugé à 15 900 G pendant 20 minutes à 20 °C. Une fraction aliquote de 100 µL du surnageant contenant la fraction insoluble sonifiée est directement injectée en HPLC (SINGH et al., 1990a, b).

2.3.4 Chromatographie haute performance d’exclusion de taille couplée à l’étude de la distribution des masses moléculaires par dispersion multiangulaire laser (SE- HPLC-MALLS)

Le détail de l’appareillage et de la méthode développée par notre laboratoire a déjà été publié (DARDE et al., 2000 ; CARCELLER et AUSSENAC, 2001 ; AUSSENAC et al., 2001). Cette méthode permet d’obtenir la distribution des masses molaires des pro- téines contenues dans les agrégats de la fraction insoluble sonifiée. Elle permet d’accéder à la moyenne arithmétique des masses molaires (Mw) et à leur moyenne en nombre ou médiane (Mn), ainsi qu’à la moyenne arithmétique des rayons de giration des molécules (Rw) et à leur moyenne en nombre (Rn). La fraction soluble (Fs) a été analysée avec cette méthode.

Les surfaces mesurées en SE-HPLC ont été ramenées en pourcentage de pro- téines de la farine par un coefficient déterminé pour nos conditions d’extraction des protéines et leur séparation. Ce coefficient permet de convertir la surface totale des pics obtenus en mg de protéines pour 20 µl d’extrait injectés. Il a été déterminé en extrayant la totalité des protéines dans un tampon phosphate à 2 % de SDS par traitement aux ultrasons de plusieurs farines dont les teneurs en protéines totales étaient variables. La régression entre ces teneurs en protéines totales et les surfaces SE-HPLC correspondantes a permis de déterminer l’équation de conversion suivante :

Masse de Protéines (en mg pour 20 µl d’extrait) = surface des pics . 4,788. 10^-10

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3 – RÉSULTATS

3.1 Désagrégation des protéines insolubles au cours du pétrissage La figure 1 présente, à titre d’exemple, les évolutions des Fi et Fs en fonction du temps de pétrissage après 20 minutes de repos pour les 3 pétrins étudiés. Les cour- bes ont des allures similaires pour les autres temps de repos. Quel que soit le pétrin, le même niveau minimum de protéines insolubles est atteint. Il passe de 3 % des protéines de la pâte à environ à 0,6 % en fin de pétrissage. Ce niveau est atteint à des temps différents selon le pétrin utilisé : 4 minutes de pétrissage avec le mixographe, 8-12 minutes pour le farinographe et 20 minutes pour l’alvéographe.

Au fur et à mesure de la solubilisation de la Fi, on observe une augmentation de la Fs. Elle atteint un maximum pour des temps correspondant aux minimums de Fs vus précédemment.

L’évolution des différentes fractions des protéines solubles obtenues en SE- HPLC en fonction du temps de pétrissage et de repos, est présentée figure 2. Les fractions F4 et F5 d’albumines-globulines ne participent pas aux phénomènes de solubilisation et d’insolubilisation engendrés par respectivement le pétrissage et le repos (résultats non présentés). En effet, la surface HPLC de chacune de ces fractions reste identique pour des temps de pétrissage croissants ainsi que pour des temps de repos croissants.

L’augmentation constatée de la quantité de protéines dans la fraction soluble au SDS (Fs) au cours du pétrissage se traduit par un enrichissement des 3 fractions F1 F2 et F3, dans le cas des 3 pétrins. À titre d’exemple nous présentons la courbe obtenue pour l’alvéographe (figure 2). Quel que soit le pétrin, la quantité de gluténines de haute masse (F1) varie de 0,52 % à environ 1,5 % à la suite des 20 min de pétrissage, la quantité de gluténines de faible poids moléculaire (F2) varie de 1,14 % à 1,5 % et la quantité de monomères gluténiques et de gliadines (F3) varie de 3,6 % à 3,9 %.

20 minutes de repos

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

6 5 4

2 3

1 0

9 8,5 8

7 7,5

6,5 6 5,5 5 Temps de pétrissage (en min)

Fi (%) Fs (%)

Fi alvéographe Fi farinographe Fi mixographe Fs alvéographe Fs farinographe Fs mixographe

Figure 1

Évolution des pourcentage des fractions solubles (Fs) et insolubles au SDS (Fi) des protéines de la pâte au cours du pétrissage pour 20 minutes de repos.

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Les résultats obtenus à 0 et 20 minutes de repos de la pâte ne sont pas signifi- cativement différents. En effet les temps de repos utilisés (20 minutes maximum) étaient très inférieurs à ceux utilisés dans de précédents essais (45 minutes minimum) (AUSSENAC et al., 2001).

3.2 Évolution des masses moléculaires et des rayons de giration des protéines solubles durant le pétrissage

La distribution de la masse moléculaire des protéines solubles se décale vers les hautes masses avec des temps de pétrissage croissants, et cela quel que soit le pétrin (figure 3). Les protéines solubilisées par le pétrissage ont des masses molécu- laires plus élevées que les protéines solubles de la farine initiale. Cependant les masses variaient peu avec la durée du pétrissage et le type de pétrin.

La distribution du rayon de giration tend vers des rayons de plus en plus grands avec le temps de pétrissage pour l’alvéographe et le farinographe. Pour le mixographe, ce déplacement de la distribution vers de grands rayons de giration ne va pas au-delà de 12 min de pétrissage (figure 4). Globalement, les protéines solubles ont donc des volumes de plus en plus importants au fur et à mesure du pétrissage.

La théorie du MALLS montre que l’évolution du rayon de giration en fonction de la masse moléculaire suit une loi puissance de la forme R = K . M ^ν(WYATT, 1991), celle-ci est donc linéarisable en coordonnées logarithmiques. Le coefficient ν correspond à la pente de la droite et est d’autant plus élevé que la conformation de la molécule est linéaire, et d’autant plus faible (tendant vers 1/3) que la molécule est sphérique. Ce type de représentation (figure 5) montre une diminution de la pente avec le temps de pétrissage pour les deux premiers pétrins (alvéographe et farinographe), ainsi que pour le mixographe jusqu’à 12 minutes de pétrissage. En revanche pour ce dernier pétrin on note une légère modification pour 20 minutes de pétrissage.

Alvéographe

F1 R00 F2 R00 F3 R00

F1 R60 F2 R60 F3R60

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

5,00 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00

Temps de pétrissage en min

Fraction F1, F2 et F3 (%)

Figure 2

Évolution des pourcentages des fractions F1, F2 et F3 des protéines solubles au SDS des pâtes obtenues à l'alvéographe pour des temps de repos de 0 (R00) et 60 (R60) minutes.

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Masse moléculaire

Masse moléculaire Différentielle de la distribution des masses moléculairesDifférentielle de la distribution des masses moléculairesDifférentielle de la distribution des masses moléculaires

1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0

Alvéographe

Farinographe

Mixographe

1,00E + 04 1,00E + 05 1,00E + 06 1,00E + 07 1,00E + 08 1,4

1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0

1,00E + 04 1,00E + 05 1,00E + 06 1,00E + 07 1,00E + 08 1,4

1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0

1,00E + 04 1,00E + 05 1,00E + 06 1,00E + 07 1,00E + 08

Figure 3

Comparaison de la distribution des masses moléculaires des protéines solubles au SDS pour des temps de pétrissage croissants avec l'alvéographe, le farinographe et le mixographe.

La flèche indique des temps de pétrissage croissants.

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4 – DISCUSSION

L’évolution de la fraction insoluble (Fi) suit un profil témoignant d’une solubilisation déjà observée par WEEGELS et al. (1996) au cours du pétrissage. Les trois pétrins utilisés conduisent à des niveaux équivalents de fraction insolubles au SDS, mais avec des cinétiques différentes. Les phénomènes de solubilisation des protéi- nes mis en jeu par les trois pétrins doivent être identiques mais ils ont lieu de façon plus ou moins intense entraînant un décalage de la cinétique. De plus, nous pouvons observer que la diminution de la quantité de protéines insolubles débute dès le début du pétrissage, suggérant que la solubilisation des protéines n’est pas en lien

Rayon de giration (µm)

Différentielle de la distributionDifférentielle de la distributionDifférentielle de la distribution

9 3 7 5 5 7 3 2 1 0

Alvéographe

Farinographe

Mixographe

10 100

Rayon de giration (nm) 12

11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

10 100

Rayon de giration (nm) 8

7 6 5 4 3 2 1 0

10 100

Figure 4

Comparaison de la distribution des rayons de giration des protéines solubles au SDS pour des temps de pétrissage croissants avec l'alvéographe, le farinographe et le mixographe.

La flèche indique des temps de pétrissage croissants.

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direct avec l’affaiblissement de la pâte comme le constataient SKERRIT et al. (1999b).

En fonction de l’énergie de chaque pétrin, le changement de conformation se fait de façon différentielle. Le mixographe, pétrin apportant le plus d’énergie et jouant le plus sur la baisse de l’élasticité de la pâte (MANI et al., 1992), permet d’obtenir en un temps très court une Fi minimale. De plus, les temps de traitement utilisés avec ce pétrin laissent supposer que l’action du mixographe conduit au sur-pétrissage. Ces résultats sont en accord avec ceux de MANI et al. (1992) qui montrent une diminution du module d’élasticité des pâtes au cours du pétrissage, particulièrement sur le mixographe. Cependant ces auteurs n’ont pas utilisé des temps de pétrissage aussi longs ce qui ne leur permet pas de mettre en évidence de sur-pétrissage avec ce dernier pétrin.

20 minutes 12 minutes

8 minutes 4 minutes

2 minutes

Rayon de Giration (nm)

Masse Molaire (D) Alvéographe

20 minutes 12 minutes 8 minutes 4 minutes

Masse Molaire (D) Farinographe

2 minutes

20 minutes 12 minutes

8 minutes 4 minutes

Masse Molaire (D) Mixographe

Figure 5

Évolution de la compacité des protéines solubles au SDS au cours du pétrissage, pour chaque pétrin.

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Jusqu’à présent, les études de suivi des protéines au cours du pétrissage mon- traient principalement la modification de la composition en sous-unités des protéi- nes qui restent insolubles au SDS (BUSHUK et al., 1997 ; SKERRITT et al., 1999b ; AUSSENAC et al., 2001) et l’évolution de la distribution moléculaire obtenue par SE- HPLC des différentes fractions protéiques solubles au SDS (DACHKEVITCH et AUTRAN, 1989 ; BUSHUK et al., 1997). Notre étude de la fraction soluble au SDS par SE-HPLC/

MALLS a permis d’étudier non seulement les variations de la distribution des masses moléculaires mais également de mettre en évidence les modifications des struc- tures des protéines, souvent proposées comme hypothèse pour expliquer les changements de solubilité (BELTON, 1999), mais jamais montrées. L’analyse des dimensions des protéines constituant la fraction soluble au SDS, à chaque instant du pétrissage, nous a permis de mettre en évidence l’augmentation de la masse moléculaire moyenne (de 1,7 10⁵ à 2,5-3 10⁵g.mol^-1) et surtout du rayon de giration moyen (de 20 à 40 nm environ). L’accroissement plus important du rayon de giration par rapport à la masse moléculaire suggère que les protéines solubilisées par le SDS adoptent des conformations de plus en plus déployées au fur et à mesure du pétrissage. Ceci est validé par la loi régissant l’évolution du rayon de giration, bien qu’il puisse paraître surprenant d’obtenir des molécules de plus en plus sphériques.

Ce phénomène pourrait être dû au fait que les agrégats mesurés sont en fait des agrégats de protéines et de SDS qui peuvent être globalement sphériques même si les protéines sont plutôt fibrillaires, ou que le déploiement protéiques se fait dans les trois directions de l’espace. Ce déploiement permettrait ainsi d’augmenter le nombre d’interactions faibles entre protéines et leur organisation en fibrilles par la suite au cours du repos. Un tel comportement est en accord avec les résultats de TSEN

(1967) sur l’implication de liaisons faibles dans l’évolution de la structure du réseau du gluten et avec ceux de BELTON (1999) dans les explications des aptitudes technologiques du réseau du gluten.

Ces résultats renvoient à une question plus générale sur le rôle de l’action mécanique du pétrissage sur la structuration de la pâte de farine. Pour appuyer l’hypothèse du rôle mécanique du pétrissage, même avant le sur-pétrissage, on peut citer une étude de CAMPOS et al. (1997) comparant les propriétés rhéologiques de pâtes développées (farine de blé hydratée à l’eau et pétrie) avec celle de pâtes non développées (farine de blé hydratée suite à l’incorporation de cristaux de glace qui fondent, mais non pétrie). D’importantes similitudes de comportement rhéologi- que apparaissent montrant le rôle fondamental de l’hydratation sur la formation du réseau, cependant quelques petites différences existent. Les grandeurs exprimées en Pa.sec, caractéristiques de paramètres de viscosité, sont supérieures pour la pâte simplement hydratée, en revanche, le module de viscosité complexe G* est supérieur dans le cas de la pâte développée. Ceci témoigne de l’action mécanique du pétrissage sur la structuration d’un réseau élastique de protéines. La comparaison de ces phénomènes entre les différents pétrins nous indique également que le pétrissage au mixographe est différent de celui des deux autres pétrins ; ainsi du point de vue moléculaire, alors que nous pouvons observer un déploiement des agrégats jusqu’aux alentours du pic de développement à 8 minutes de pétrissage, on constate une diminution du rayon de giration à 12 et 20 minutes, ce qui corres- pondrait au sur-pétrissage. Celui-ci se caractériserait donc par une augmentation de la compacité des agrégats solubilisés due à une action mécanique (rayon de giration moyen diminuant de 75 à 50 nm environ). Un pétrissage de 12 ou 20 min au mixographe entraînerait par conséquent des modifications supplémentaires qui se tradui- sent par une compaction des polymères par augmentation des interactions protéines-protéines. Cette hypothèse est confirmée par le constat d’une stabilisation de la quantité de protéines solubles dans la fraction F1 déterminée en SE-HPLC, par une augmentation de la F2 pour 12 et 20 min de pétrissage, et par l’évolution du

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coefficient ν à 20 minutes de pétrissage pour le mixographe. En plus de l’action, commune aux trois pétrins, de solubilisation des protéines par changement de conformation, le mixographe solubiliserait les polymères gluténiques en réduisant leur taille.

Si l’action mécanique est bien nécessaire à l’acquisition des propriétés du réseau du gluten, elle n’impliquerait pas forcément que la rupture mécanique de ponts disulfures au sein des polymères gluténiques. On peut évoquer l’incorporation d’oxygène conduisant à modifier les équilibres rédox et pouvant favoriser la rupture de ponts disulfures, ce qui est suggéré par le fait que la pâte consomme de l’oxy- gène au cours du pétrissage (AMEILLE et al., 2000) tout comme l’alignement des polymères protéiques renforçant la densité des liaisons faibles, comme suggéré par le déplissement des protéines solubles au SDS que nous avons observé. Ainsi les résultats obtenus par différents auteurs sur les propriétés des gluténines rendues solubles au SDS par le pétrissage suggèrent la contribution des liaisons faibles (SKE- RITTet al., 1999, AUSSENAC et al., 2001). Ces derniers auteurs ont montré un enrichissement de la sous-unité 1Dx5 dans la fraction insoluble au SDS et un appauvrissement de la 1Dy10 préférentiellement solubilisée. La première possédant un résidu cystéine de plus que l’autre, on pourrait imaginer qu’elle se trouve

« piégée » dans la fraction insoluble au SDS alors que la seconde peut être solubili- sée par le SDS. Enfin SKERITT et al. (1999b) mentionnent un changement dans l’hydrophobicité de surface des gluténines solubilisées. Ceci laisserait supposer que seules les liaisons faibles sont impliquées dans l’augmentation de la solubilité au SDS des protéines lors du pétrissage.

L’ensemble de ces constatations nous conduisent à formuler les hypothèses suivantes : lors de l’hydratation, le changement de polarité du milieu conduit à un premier changement de conformation de certaines sous-unités gluténiques les ren- dants plus accessibles au SDS et les dépliant. Ce phénomène serait favorisé par l’énergie fournie par le pétrissage jusqu’à une certaine limite où le changement de conformation se traduirait par une nouvelle augmentation de la compacité des agré- gats. Lors du repos, les agrégats dépliés se réassocieraient renforçant l’élasticité du réseau, et créant ainsi une structure ayant les composantes d’élasticité et de visco- sité voulue (GRAVELAND et al., 1980). L’hypothèse du mécanisme d’action présenté permet de mieux comprendre le phénomène du pétrissage mais pas de statuer défi- nitivement sur le type de liaisons impliquées. Le fait que le pétrissage n’ait qu’une action mécanique plaiderait en faveur de l’implication des liaisons faibles, mais la présence d’enzymes jouant sur les processus d’oxydoréduction, et donc sur les réactions d’échanges de ponts disulfure ne peut être écartée. De plus, le comportement des agrégats rendus solubles au SDS par le pétrissage pourrait peut-être représenter un marqueur du surpétrissage par le coefficient ν caractéristique de la conformation. Ce dernier point sera étudié plus avant dans le futur car un tel marqueur pourrait avoir une réelle importance technologique. Cependant la pertinence d’un tel marqueur devra être validé dans des conditions de pétrissage réel et non de laboratoire, en particulier au regard de la présence de sel dans la pâte qui doit cer- tainement influencer les phénomènes de désagrégation des gluténines.

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RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES

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