Suivi en ligne de l'opération de pétrissage d'une pâte céréalière par spectroscopie proche infrarouge
Résumé
Le pétrissage est la première opération unitaire de nombreux procédés de mise en forme de pâtes céréalières. Il assure deux fonctions principales : un mélange intime et homogène des différents constituants, et la structuration d’un réseau protéique conférant à la pâte ses propriétés viscoélastiques. En panification, le pétrissage permet également l’incorporation de bulles d’air dans la pâte. Nous avons suivi par spectrométrie proche infra-rouge à transformée de Fourier (SPIR-TF) l’évolution de la pâte (mélange farine + eau) au cours du procédé, à l’aide d’une sonde déportée installée sur un pétrin pilote. Les spectres sont acquis en continu, par réflexion, sur une plage spectrale de 1000 à 2500 nm et avec une résolution de 4 nm. L’évolution des spectres bruts acquis au cours du pétrissage montre une importante évolution de la ligne de base, et donc de la réflexion résultant d’interactions physiques ondes-matière (notamment la réflexion spéculaire). Le traitement des signaux bruts par une Analyse en Composantes Principales (ACP) permet de suivre l’évolution de la pâte à partir des variations de la première composante principale (PC1) en fonction du temps du pétrissage. La valeur minimale de la PC1 identifiée à 11 min de pétrissage est ainsi associée à un « optimum » de pétrissage, défini par une méthode physico-chimique « classique » (i.e. valeur minimale de la teneur en protéines insolubles dans une solution de SDS 1% déterminée par SE-HPLC). Un temps « optimum » de pétrissage peut ainsi être déterminé par SPIR-TF. Une ACP réalisée sur les dérivées secondes des spectres bruts permet de caractériser deux étapes successives au cours du pétrissage. Entre 0 et 8 min, les valeurs des composantes principales varient aléatoirement autour d’une courbe moyenne et traduisent ainsi une forte hétérogénéité de la pâte. Après 8 min de pétrissage, l’écart entre deux valeurs consécutives se réduit fortement, ce qui traduit une augmentation de l'homogénéité de la pâte. Une durée de 8 min de pétrissage semble ainsi nécessaire pour l'obtention d'un mélange homogène des constituants. Les profils spectraux associés à ces composantes principales montrent des variations dans la zone correspondant à la bande de combinaison eau - protéines (1950 - 2200 nm). On peut ainsi supposer que le « temps de mélange des constituants » correspond au temps nécessaire pour obtenir une hydratation homogène de la farine. Ces résultats ont été validés en étudiant l’effet de deux facteurs de contrôle du procédé de pétrissage : la vitesse de rotation du bras du pétrin (paramètre procédé) et le type de farine utilisée (paramètre formulation). Dans tous les cas, les évolutions mesurées par SPIR-TF permettent d'identifier un temps optimum de pétrissage.